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§7 煤层气井增产技术 [兼容模式]

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167 煤层 气井 增产 技术 兼容 模式
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1煤层气开发理论与技术煤层气 井 增产技术井第七章《煤层气开发与开采 煤层气开发与开采》 》2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 1张遂安 教授 述煤层气井增产技术第七章2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 层压裂效果诊断煤层气开发理论与技术11、、裸眼扩径 裸眼扩径22、、洞穴完井 洞穴完井33、、水力压裂 水力压裂层气井增产技术§§ 述2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 313""4 3 " ' 眼完井2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 4煤层气开发理论与技术裸眼扩径§§ 眼完井2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 5(特高渗)美国粉河盆地煤层气开发理论与技术洞穴完井§§ 穴完井2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 62煤层气开发理论与技术洞穴完井技术§§ 穴完井2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 7煤层气开发理论与技术洞穴完井技术§§ 穴完井2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 8煤层气开发理论与技术洞穴完井技术§§ 穴完井2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 9煤层气开发理论与技术洞穴完井技术§§ 穴完井2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 10煤层气开发理论与技术§§ 穴完井2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 11煤层气开发理论与技术§§ 穴完井2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 123煤层气开发理论与技术水力压裂§§ 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 13煤层气开发理论与技术影响增产效果的地质因素分析地质因素 :((11)) 煤层的孔渗类型与煤层气产出机理§§ 力压裂((22)) 煤层的岩石力学性质对压裂效果的影响((33)) 煤层渗透能力((44)) 煤层滤失性的压力敏感特征((55)) 水化膨胀敏感性((66)) 吸附润湿特性煤层气开发理论与技术孔隙结构、煤层气、赋存与产出对增产效果的影响压力减小吸附态溶解态游离态压力增大§§ 力压裂煤层气开发理论与技术(( 1) 煤层的岩石力学性质制约着压裂 煤层的岩石力学性质制约着压裂 裂缝 的的 形成 、、 扩展 及及 形态(( 2) 煤层及顶底板岩石力学性质差异控制着 煤层及顶底板岩石力学性质差异控制着 ——压裂裂缝的 高度 及及““ T”形裂缝 的形成煤层的岩石力学性质 对增产效果的影响§§ 力压裂表3本次实验煤样与常规砂岩、页岩的力学参数对比岩性 抗张强度(杨氏模量(947 6642~47622 6~2503~41179 自《岩石力学》 ,华东水力学院等合编低一个数量级煤层气开发理论与技术煤层渗透能力 对增产效果的影响•高渗煤层压裂往往受煤层压裂往往受施工排量施工排量的限制而形成的限制而形成短而宽裂缝短而宽裂缝•低渗煤层则不然会形成煤层则不然窄而长窄而长的裂缝的裂缝§§ 力压裂煤层则不然,煤层则不然,窄而长窄而长的裂缝。的裂缝。•高渗高渗煤层煤层需需要要较宽较宽裂缝,以裂缝,以提高提高压裂裂缝的导流能力,提高产量;压裂裂缝的导流能力,提高产量;•而而低渗产层则需要形成产层则需要形成更长裂缝更长裂缝,以,以增加线流面增加线流面积提高产量。积提高产量。煤层气开发理论与技术压力敏感性滤失特征 对增产效果的影响支撑裂缝压缩带滤饼 储层§§ 力压裂套管水泥环煤层气压裂压裂液伤害分带示意图• 随着压裂裂缝的延伸,人工裂缝沟通了更多的天然裂隙而加大了滤失条件• 压裂施工压力升高 —天然裂隙内流体压力升高 —裂隙扩张裂隙扩张 —滤失加大• 但由于煤层本身的低渗和可塑性,在导致裂隙扩张的同时却形成了时却形成了“ “压缩带 压缩带” ”4煤层气开发理论与技术水化膨胀敏感性 对增产效果的影响表3自来水与寺河煤矿3号煤层煤样膨胀实验结果时间( 30 60 120 150 180 240 270 300实验1 验3 力压裂图 3 自来水与寺河煤矿 3 0 100 150 200 250 300 350时间(胀量(层气开发理论与技术吸附润湿特性 对增产效果的影响表3寺河煤矿3煤煤样吸附润湿性实验结果时间(s) 1 100 200 300 400 500 550 6001 g)2 触角§§ 力压裂(× 10s) 2 °) 2 00 200 300 400 500 600时间(附量(g)吸附润湿性较差煤层气开发理论与技术(1) 低压、低渗低压、低渗 — 必须压裂,且要有一定的规模、减少伤害(2) 天然裂隙发育天然裂隙发育 — 要求大排量(3) 低模量 、 低强度 ( 脆 、 软 , 易破碎 )、 非弹性体特征显著、 ( 脆 、 软 ,煤层气储层特征及其对增产改造技术的要求§§ 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 21、 ( 脆 、 软 ,、 ( 脆 、 软 ,(4) 吸附能力极强吸附能力极强 — 慎防有机添加剂,以免造成严重的吸附伤害(5) 膨胀性、水化性膨胀性、水化性 — 防膨胀不仅要求压裂液应满足煤层的防膨、降滤、返排、降阻、携砂等技术要求,以降低伤害程度;而且还要满足大排量、大规模压裂施工,以达到形成较长裂缝,提高单井产量的目的。煤层气开发理论与技术(1) 美国煤层气井压裂技术发展概况一览表压裂技术 1960 1970 1980 1990炸药炸洞高压水力压裂美国煤层气压裂技术发展概况§§ 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 22大排量高压水力压裂液氮泡沫压裂液氮泡沫加砂压裂据 . 层气开发理论与技术压裂液配方活活性 性水 水 : 清水+ 化钾+ 面活性剂+少量杀菌剂非离子表面活性剂§§ 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 23线线性 性胶 胶 : 清水+ 化钾+ 面活性剂+表面活性剂+ 化剂稠化剂+氧化钠+过硫酸铵 +温活化剂交联冻胶 : 清水+ 化钾+ 面活性剂+ 化剂+氧化钠+过硫酸铵+ 温活化剂低温活化剂 +硼砂煤层气开发理论与技术防膨性能 : 活性水 (强强 ) > 线性胶 > 交联冻胶 > 清水 (弱弱 ) 表面 /界面张力 : 线性胶最大 > 活性水其次 > 交联冻胶最小吸附速度 : 活性水最快 > 线性胶 > 交联冻胶最慢6 2/6 2/6 2/三种压裂液的性能特点§§ 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 1010-g s 1010-g s 1010-g 交联冻胶 (强强 ) > 线性胶 > 活性水 (弱弱 ) 滤失性能 : 线性胶 较 较 交联冻胶 交联冻胶 大一个数量级 大一个数量级破胶后残渣 : 线性胶 (249) 低于 交联冻胶 交联冻胶 (294) 大大低于石油标准 (500) 伤害率 : 交联冻胶(88. 02%) > 线性胶( > 活性水(5煤层气开发理论与技术压裂液对煤层的伤害压伤害特点压伤害特点导致压裂液对煤层伤害的主要原因有两个方面:一方面是自来煤层本身的特性:如煤的质软、性脆、易造粉、煤层裂隙发育、物理和化学变化敏感、吸附性强、低压低渗等;§§ 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 25• 吸附伤害• 堵塞伤害• 水化膨胀伤害• 化学伤害伤害类型伤害类型另一方面是来自压裂液带来的外来物质所造成的各种伤害,如水化膨胀伤害、化学伤害、胶液滤饼和胶液残渣伤害等等。煤层气开发理论与技术射孔: 102枪 102弹、 90°螺旋布孔、射孔密度为 16孔 / 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 26支撑剂类型: 石英砂(兰州石英砂或承德石英砂均可)粒径: 20/40目中砂 +16/20目粗砂(尾追)煤层气开发理论与技术压裂施工排量活性水: 7.5 m3/ 液压裂技术方案§§ 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 27加砂规模: 不低于 6~ 10m3/均体积比):活性水压裂 砂比 ≥15%;胶液压裂 砂比 ≥ 25%。胶 液 : 5.5 m3/层气开发理论与技术压裂作业§§ 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 28煤层气开发理论与技术压裂作业§§ 力压裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 29煤层气开发理论与技术§§ 力压裂1 压裂井口 350采气树2 井筒试压 20孔 89弹90 º布孔,16孔/米4 压裂液种类 活性水5 注入方式 空井筒6 施工排量 ≥7方/分7 支撑剂类型 兰州石英砂:20/40、16/20目8 加砂强度6方/米、 40方/口井(66吨/口井)中、粗砂各20方/口井压压裂裂2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 309 铺砂浓度 平均砂比≥15%10 铺砂程序 阶梯加砂11 压降曲线 每口井测1 —温曲线 压后2、4小时各测一条13 干扰试井 2 —3口井下压力计监测14 裂缝监测 1 —2口井进行大地电位法裂缝监测15 压后管理 关井等待压力扩散16 压裂液用量 480 —520方17 排采井口 150采油树18 最高限压 35工场地 50×60 力压裂1)井筒试压采用清水正试压 ,试压值 : 套管抗内压强度× 95%,试压时间 : 30压降 ≤裂工序2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 312)通井通井前必须查清套管情况 (套管内径、井斜、套管是否变形 ),然后选用合适的通井规通至人工井底。通井时必须装指重表 ,指重表要灵敏可靠 ,遇阻悬重不得超过 20现异常情况经现场研究决定采取措施后方可继续施工。煤层气开发理论与技术§§ 力压裂3)洗井用清水正洗井替出井内全部泥浆,循环洗井 2进、出口液性 一 致为合格 。压裂工序2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 32致为合格 。4)射孔射孔前 ,井内压井液应符合设计要求。严禁误射、漏射,发射率要求 100%,低于 80%应补射。射孔时严防井下落物并应连续进行 ,未做好射孔准备不准施工。煤层气开发理论与技术§§ 力压裂5)起下管柱下井管柱必须详细检查 ,保证无弯曲、裂痕、腐蚀、孔洞、缩径等质量问题。管柱必须丈量准确,并有详细记录,长度必须记录,其长度必须丈量两次以上 误差小于 0 5m/10002/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 33, . 1000m。管柱下井前 ,外壁须清洁 ,丝扣须涂丝扣油 ,井前应对下井工具 (封隔器等 )进行检查 ,合格后方可下井。封隔器座封后应对其密封情况进行验封,其标准为:验证油管 (外径 73清水正打压 1215套管验封时 ,套管打压 10L/层气开发理论与技术§§ 力压裂6)探砂面、冲砂采用油管探砂面时 ,反复探 2次 ,其标准是 :指重表悬重下降范围在 5两次深度误差不超过 05m。压裂工序2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 34, 两次深度误差不超过 砂至预定深度并且返出液中含砂量低于 ,应再循环洗井一周停泵 2h,再次反复探砂面 2次砂面上升不超过 2禁带封隔器探砂面、冲砂面。煤层气开发理论与技术§§ 力压裂7)更换井口采油树必须试压合格 ,配件齐全 ,并有合格证。安装要规格化 ,在工作压力内不渗不漏。压裂工序2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 35更换套管法兰短节的必须准确换算出油补距和套补距。8)注水泥塞水泥塞位置符合设计要求 ,一般口袋在 10封试压 15, 30压不合格必须返工重注。煤层气开发理论与技术§§ 力压裂9)封隔器找串验串管柱下到设计深度前 ,先验封隔器和油管的密封性 ,,若密封不漏 ,才能将封隔器下至设计井深。用低 高低压间的压差在 2点稳定 10分压裂工序2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 36别测出注入量、溢流量。10)测压力降落曲线压裂施工停泵后测 试应连续进行。测试解释应利用 —曲线判断裂缝形状,利用 煤层气开发理论与技术§§ 力压裂考虑压后井口反排可能产生煤粉对支撑裂缝的充填。压后管理2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 37该工程要求不得采用裂缝闭合技术,压后井口压力没有扩散到零之前,不能开井反吐和实探井筒砂面。井网所有井安装完抽排设备后统一进行抽排。煤层气开发理论与技术诊断与监测内容:①① 判断裂缝类型(水平裂缝、垂直裂缝、 ② 判断裂缝的几何形态§§ 力压裂 - - 压裂效果诊断 压裂效果诊断2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 38②②③③ 判断裂缝延展方位、长度和高度④④ 判断支撑裂缝导流能力⑤⑤ 判断压裂增产效果煤层气开发理论与技术由于压裂所形成的 裂缝宽度特别小 (几个毫米),以致于很难通过普通的地球物理方法进行有效的监测。即使是 常规油气 压裂,压裂裂缝监测技术也 很不成熟 ,煤层气 井压裂裂缝监测 更是如此 。§§ 力压裂 - - 压裂效果诊断 压裂效果诊断2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 39美国 ,也仅仅是一些公司尝试着通过 放射性示踪剂/伽玛射线测井方法确定裂缝 高度 和通过 测斜仪 确定压裂裂缝是垂直裂缝还是 水平裂缝 。近年来,我国一些单位开展了相关的试验工作,主要包括:井温测井 、 大地电位 和 微地震 等方法进行压裂裂缝监测,取得了一定的成果。但是由于方法的局限性,缺乏必要的验证。煤层气开发理论与技术诊断与监测方法:①① 压后通过煤矿井下揭露进行观察、描述和研究②② 测斜仪(方位)§§ 力压裂 - - 压裂效果诊断 压裂效果诊断2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 40③③ 电位法和破裂微震法(方位和长度)④④ 示踪剂法和井温测井(高度)⑤⑤ 压后试井(支撑裂缝导流能力)⑥⑥ 生产数据分析(压裂增产效果)煤层气开发理论与技术裂缝高度井温测井§§ 力压裂 - - 压裂效果诊断 压裂效果诊断诊断与监测方法:2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 41压裂裂缝监测裂缝方位裂缝长度示踪剂法破裂微震监测大功率充电电位法煤层气开发理论与技术ρ 本原理2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 42反向供电 大功率激发 提高信噪比不测电位 而测环切向电位梯度8煤层气开发理论与技术内圈半径内圈半径40m 40m;中圈;中圈80m 80m;外圈;外圈120差小于(误差小于1% 1%))各径向梯度测线间夹角为各径向梯度测线间夹角为15 15°°(误差小于(误差小于10ˊ 10ˊ) )整个观测系统共计整个观测系统共计72 72个测点。个测点。大功率充电电位监测 方法要点2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 43•激发和采集系统技术指标:激发和采集系统技术指标:•4848道;美国道;美国司生产;•输入阻抗:20 20音: ;噪音:< <00.;•分辨率:分辨率:1 1.度: ;精度:0 0.。。•供电系统::供电系统:200 200电机发电机, ,•以一定的周期输入平稳方波信号以一定的周期输入平稳方波信号, ,•信号幅度为信号幅度为± ±3535纹波小于 纹波小于0 0.。。煤层气开发理论与技术((1 1)) 求各点电位差( (供电方式为正负方波波, ,因此 因此, ,分别求各点正方波与负方波供电时的 分别求各点正方波与负方波供电时的电位差;然后反向叠加叠加, ,以消除大地自然电位对各点间电位的影响; 以消除大地自然电位对各点间电位的影响;最后得到各点电位差位差。 。(( 2)) 单环内电位差平差大功率充电电位监测 数据处理分析2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 44(( ))求环内各点切向电位差电位差V 闭 ΔV=∑ΔV=∑( (i=1i=1……2424))如果如果ΔV≠0 ΔV≠0,则须进行平差,平均分配误差。 ,则须进行平差,平均分配误差。((3 3)) 求各点电位点电位U 0 ,采用递增求和的方法,即可求得三环各点的电位U i 0+=4 4)) 求各点环切向电位梯度求各点环切向电位梯度E E 将各点电位差将各点电位差V N:: E=V/。。煤层气开发理论与技术位异常特征2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 452/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 461081091101111121131141151161172072082092102112122132142152162172183073083093103113123133143153163173189239 935779805#2/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 #电位残差等值线图煤层气开发理论与技术101102103104105106107118119120121122123124201 20220320420520621821922022122222322430130230330430530631932032132232332488024044482008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 48108109110111112113114115116117 2072082092102112122132142152162173073083093103113123133143153163173189411 952986841620242832365#电位纯异常等值线图电位纯异常等值线图9煤层气开发理论与技术M ρ 2/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 49r =( x2+( 802+5002)1/2 802+5202)1/2煤层气开发理论与技术101102103104105106107118119120121122123124201 202203204205206218219220221222223224301302303304305306319320321322323324局部内凹整体内凹整体内凹局部突出2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 50校正后的电位纯异常等值线图108109110111112113114115116117 207208209210211212213214215216217307308309310311312313314315316317318局部分叉煤层气开发理论与技术U(mv/m)裂缝末端(mv/m)2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 51缝末端5号煤层电位梯度剖面图煤层气开发理论与技术U(mv/m)缝末端U(mv/m)008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 52裂缝末端号煤层电位梯度剖面图煤层气开发理论与技术U(mv/m)缝末端U(mv/m) °2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 535号煤层电位梯度剖面图煤层气开发理论与技术U(mv/m)缝末端U( /)2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 54mv/m)缝末端号煤层电位梯度剖面图10煤层气开发理论与技术表7- 3 压裂裂缝大功率充电电位法所监测的结果井号 煤层 裂缝方向与长度3 ,长44m;,长98m。2/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 5515 ,长46m;,长90m。3 ,长46m;,长78m。,长80m;,长39m。煤层气开发理论与技术破裂微震监测原理示意图压裂井 声波 破裂点 剖面图 平面图 平面图2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 56(0i )2+(0i )2=R0i 2(1i )2+(1i )2=R12i )2+(2 i)2=R2中R1i =R0i+V×△ (2i =R0i+V×△ (中△是地层岩石的波速,m/s。煤层气开发理论与技术2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 57破裂微震监测仪器工作流程图煤层气开发理论与技术监测仪器本身具有自检和标定等技术手段,对信号进行分析处理,形成事件、事长、振铃、铃宽、权铃等五种可供数字电路测试处理用的脉冲参数和突发波、能量、连续波等模拟参数。““事件 事件” ”, ,表示在压裂过程中裂缝延展破裂的突发事件 表示在压裂过程中裂缝延展破裂的突发事件, ,我们将一 我们将一次突发破裂称之为一次事件次突发破裂称之为一次事件。 。它代表了破裂事件的信号 它代表了破裂事件的信号, ,反 反映 破 裂 突 发波 的 频度映 破 裂 突 的 ,, 即事件信号 ;;破裂微震监测方法要点2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 58映裂发波频度 ;;““事长 事长” ”, ,是代表破裂声波信号 是代表破裂声波信号( (脉冲信号 脉冲信号) )持续的时间 持续的时间, ,即事件 即事件长度;““振铃 振铃” ”, ,0 0通道的信号通道的信号, ,即方波脉冲; 即方波脉冲;““铃宽 铃宽” ”, ,表征振铃宽度的脉冲信号; 表征振铃宽度的脉冲信号;““权铃 权铃” ”, ,它是代表信号原始振铃面积的脉冲信号 它是代表信号原始振铃面积的脉冲信号。 。它的计数率反 它的计数率反映原始振铃的幅度和宽度映原始振铃的幅度和宽度, ,即加权振铃 即加权振铃。 。煤层气开发理论与技术破裂微震监测方法要点信号识别有以下几种鉴别方式:(1) 自动门槛幅度识别 :即从信号中取出连续变化噪声电平设置成自动门槛,将幅度低于此门槛的随机噪声消除;(2) 前沿鉴别 :声波信号的前沿上升时间较短,而一些干扰信号的前沿上升时间较长 , 利用这 一 特点可以进行前沿识别 , 以识, 一 ,2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 59, 特点可以进行前沿识别 ,, ,别真伪的声波信号。对于小于规定的前沿时间的信号,鉴别通过。对于大于规定的前沿时间的信号,鉴别不予通过;(3) 主从鉴别 :是将四个通道分为主通道和从通道,只有主通道首先收到信号才允许鉴别通过;(4) 符合鉴别 :是设置一定的符合时间范围。在此范围内,若二个通道收到信号,鉴别就通过。煤层气开发理论与技术监测井 (监测井 (监测井 (5号煤层压裂裂缝号煤层压裂裂缝破裂微震监测成果图2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 60监测井 (监测井 (监测井 井压裂井(号煤层压裂裂缝号煤层压裂裂缝破裂微震监测成果图次生裂缝比较发育 ,呈一条带方位与大功率充电电位监测方位基本一致11煤层气开发理论与技术监测井(监测井(监测井(5号煤层压裂裂缝号煤层压裂裂缝破裂微震监测成果图2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 61监测井(监测井(监测井(压裂井(号煤层压裂裂缝号煤层压裂裂缝破裂微震监测成果图煤层气开发理论与技术监测井(监测井监测井(5号煤层压裂裂缝号煤层压裂裂缝破裂微震监测成果图2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 62监测井(井监测井(压裂井(监测井(号煤层压裂裂缝号煤层压裂裂缝破裂微震监测成果图煤层气开发理论与技术井号 煤层 裂缝方向与长度3 长62m;长84m。长 88m; 长 66m。破裂微震监测成果2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 633 长 54m; 长 99m。长 99m; 长 66m。3 长46m;长92m。长 93m; 长 62m。煤层气开发理论与技术放射性同位素示踪剂 /伽玛测井技术放射性同位素示踪剂测井技术测井技术( (以下简称示踪剂法 以下简称示踪剂法) )是 是一种比较有效的压裂缝高度监测方法。 。在石油天然气工业界和煤层气产业界和煤层气产业界, ,通常做法是将放 通常做法是将放射性同位素 加入到压裂液加入到压裂液 或或 支撑剂中支撑剂中 。。压裂后进行伽玛测井 压裂后进行伽玛测井, ,概述2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 64监测压裂液 进入地层高度进入地层高度 或支撑剂支撑或支撑剂支撑 裂缝高度裂缝高度 。。本次研究为更好地监测有效支撑裂缝高度度, ,避免放射性 避免放射性同位素对压裂设备的污染和对人体的伤害同位素对压裂设备的污染和对人体的伤害, ,采取了 采取了 压压 裂裂 后后 通通过分层 注水挤入法注水挤入法 将放射性同位素挤入将放射性同位素挤入 支撑裂缝支撑裂缝 中中。 。同时采 同时采用动态伽玛监测进行监测用动态伽玛监测进行监测, ,并辅助以井温测井 并辅助以井温测井, ,获得了良好 获得了良好的监测效果的监测效果。 。煤层气开发理论与技术放射性同位素示踪剂 /2/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 伽玛测井技术(( 1)放射性同位素的选择为为 确保可以 获得 良好的 监测结果 和和 防止 不必要的放射性 污染 ,必须遵循以下原则:• 同位素必须有 较强 的放射 能量 ,使之能穿过套管、油管、仪器外壳被计数器所记录。• 同位素 半衰期 与施工周期相适应。半衰期短不利于保存和运输,而太长会使在相当长时间井内仍显示出高放射性,影响后面的放射性测井及以后的排采。2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 66• 有较强的 附着能力 ,以便与载体配制。• 要求 易制造 、、 成本低 、、 易保管 、、 易贮运 和和 安全可靠 。。基于以上考虑,本次研究选择131(( 2)放射性同位素 载体密度载体密度 和和 粒度粒度 的确定的确定原则:既能保证同位素载体顺利地 进入 裂缝,又能保证让同位素微球 滤积 到裂缝表面而不会因粒径过小而进入地层。密度为 600~~ 900μ1天内表面封膜会自行溶解成直径不到 10μ伽玛测井技术方法要点(( 3))放射强度及用量的确定 放射强度及用量的确定, , , m,, 由统计分析确定 2/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 67,, // ,, 值值选用 11. 105 m;;, m;; , (( 4))释放器置放位置和注入排量 释放器置放位置和注入排量根据同位素微球的密度和粒径密度和粒径, ,将同位素释放器放置在煤层上方大约 将同位素释放器放置在煤层上方大约50m;注水排量选定为 10010 L/在注水过程中 在注水过程中, ,测井仪器在井内随 测井仪器在井内随时监测示踪剂运移情况时监测示踪剂运移情况, ,根据示踪剂释放情况以便决定注水总量 根据示踪剂释放情况以便决定注水总量。 。煤层气开发理论与技术放射性同位素示踪剂 /伽玛测井技术现场试验2/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 68表7放射性同位素示踪剂131重 000 年 9 月 13 日粒径 600~900μm 半衰期 原始强度 伽玛测井技术现场试验现场施工工艺包括:((1 1)在井口接防喷装置,连接好注水管线,并对仪器进行刻度,将配置好的同位素放入)在井口接防喷装置,连接好注水管线,并对仪器进行刻度,将配置好的同位素释放器中;((2 2)调整好泵车转速,做好注水准备工作,将仪器下放至射孔层段上方)调整好泵车转速,做好注水准备工作,将仪器下放至射孔层段上方50m 50用释处,利用释放器释放同位素示踪剂 ;;2008/12/12 中国石油大学(北京)煤层气研究中心 69;;((3 3)用泵车以)用泵车以100 L/00 L/注水过程中,仪器在井内随时监测的排量向井内注入清水。在注水过程中,仪器在井内随时监测示踪剂运移情况;((4 4)大约)大约300计同位素示踪剂到达目的层位后,随将仪器下放至井底,开始测后,预计同位素示踪剂到达目的层位后,随将仪器下放至井底,开始测井,测向为上测,测速为10 m/0 m/连续测量。当连续测量5 5条同位素曲线和流温曲线后停泵、条同位素曲线和流温关井;((5
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