[发明专利]一种微量物质示踪支撑剂制备方法及在裂缝监测中的应用

说明书

本发明公开了一种微量物质示踪支撑剂制备方法及在裂缝监测中的应用，将微量物质示踪剂包埋在传统支撑剂‑石英砂上，得到了一类新型的微量物质示踪剂功能化的支撑剂，并且实现了示踪剂在实际应用中的可控释放，通过控制示踪剂从支撑剂中可控释放及支撑剂位置和流速对示踪剂返排曲线的影响，建立了利用示踪剂返排曲线估算支撑剂位置的方法，解决了现有技术中存在示踪剂数量少，用量大，灵敏度低和环境毒性大等缺点，得到的支撑剂具有检测灵敏度高、无污染、低吸附、化学生物稳定性高，可实现控制释放长期监测产出剖面、使用温度范围广，且不会对井场工作人员的身体健康造成影响等优点，有利于井场的实际应用和推广。

技术领域

本发明涉及功能化支撑剂制备领域，特别涉及一种微量物质示踪支撑剂制备方法及在裂缝监测中的应用。

背景技术

压裂技术是目前非常规油气藏增产改造的核心技术。压裂是人为地使地层产生裂缝，使油井产量增加，对改善油层流动状况可起到重要的作用，是油气田稳产增产的重要技术手段。压裂技术主要可以分为爆炸压裂、高能核爆压裂、酸化压裂、水力压裂、无水压裂等几个发展阶段。基于安全性，经济性以及环保等方面的考虑，目前水力压裂技术应用最为广泛。

支撑剂在水力压裂中具有十分重要的作用，关系着支撑裂缝的导流效果甚至是整个水力压裂施工的成败。只有获得有效支撑的裂缝，才是油气产生过程中重要的流体通道。随着对压裂工艺要求的提高和现场不断出现的复杂施工问题，大量的不同功能化的支撑剂研究不断涌现，在完成传统支撑导流作用的同时，为一大类压裂作业中出现的工程问题提供了新思路和新方案，成为目前石油化工领域的热点研究内容。

支撑剂是一种细小的颗粒状固体材料，其主要功能是在压裂后维持已形成的裂缝。没有支撑的裂缝容易闭合，潜在的油气流动会受到限制。支撑剂通常分为天然石英砂、陶粒和覆膜型支撑剂等。

由于地质条件的多样性，简单的支撑剂无法满足不断涌现的压裂施工的多样化需要。为克服油藏内部的技术挑战，满足各种地质条件下的生产需要，从普通支撑剂中衍生出了一系列更具特色的功能化支撑剂。

支撑裂缝的检测是压裂施工效果的关键，示踪功能化支撑剂具有区分支撑裂缝和非支撑裂缝的优势。示踪功能化支撑剂分为两类，一类是将放射性物质、稳定同位素、磁性物质、导电性物质等为标记物加入到支撑剂中，在使用时这些标记物不脱离支撑剂，支撑剂和负载在其中的标记物作为一个整体，在地层中需配合测井设备使用；另一类使不需要测井设备，示踪剂通过聚合物膜负载在支撑剂表面，在使用中示踪剂从聚合物中释放出来，并随压裂液返排回到地面。对压裂液中示踪剂的含量进行监测，绘制返排曲线，再通过对返排曲线模拟分析就可以得到裂缝的信息。

压裂裂缝监测是评价施工效果和统筹调整施工方案的关键内容，而在压裂监测中支撑裂缝的位置监测尤为重要，通过支撑剂的位置可以指示支撑裂缝的位置。示踪剂功能化的支撑剂为裂缝中支撑剂位置指示提供一种有效的技术手段。目前，最常见的水平井分段压裂层段为20到30层段，在压裂施工时希望每个层段都具有一种独特的示踪剂，以达到对压裂裂缝分层分段的精细化监测要求。然而，目前这方面的研究尚处于起步和尝试阶段，存在示踪剂数量少，用量大，灵敏度低和环境毒性大等缺点，不利于井场的实际应用和推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，公开了一种微量物质示踪支撑剂制备方法及在裂缝监测中的应用，将微量物质示踪剂包埋在传统支撑剂-石英砂上，得到了一类新型的微量物质示踪剂功能化的支撑剂，并且实现了示踪剂在实际应用中的可控释放，通过控制示踪剂从支撑剂中可控释放及支撑剂位置和流速对示踪剂返排曲线的影响，建立了利用示踪剂返排曲线估算支撑剂位置的方法，解决了现有技术中存在示踪剂数量少，用量大，灵敏度低和环境毒性大等缺点，得到的支撑剂具有检测灵敏度高、无污染、低吸附、化学生物稳定性高，可实现控制释放长期监测产出剖面、使用温度范围广，且不会对井场工作人员的身体健康造成影响等优点，有利于井场的实际应用和推广。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：