[发明专利]一种利用支撑剂探测确定压裂裂缝高度的方法

说明书

本发明公开了一种利用支撑剂探测确定压裂裂缝高度的方法。支撑剂中增加高俘获截面材料Gd₂O₃，利用脉冲中子与支撑剂作用，获取Gd俘获伽马计数，确定压裂裂缝高度。地层在水力压裂后，通过地层压裂裂缝注入配有高俘获截面材料的支撑剂；利用脉冲中子测井仪器测量地层混合伽马能谱；处理所述的伽马能谱前，首先利用刻度井实验或数值模拟方法获取采用上述脉冲中子测井仪器的标准俘获伽马能谱，处理伽马能谱得到测量井段高俘获截面材料的俘获伽马计数，进而确定支撑剂位置及裂缝高度。本发明相对现有裂缝高度确定技术，具有只需单次测量、测量灵敏度高、无放射性污染等优势。

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探开发领域，尤其是一种利用支撑剂探测确定压裂裂缝高度的方法。

背景技术

水力压裂作为一种增产技术，广泛应用于石油天然气，尤其是页岩油气等非常规油气藏的开发；其主要是利用水压将岩石层压裂，通过注入支撑剂，改变储层渗流能力，从而释放出其中石油或天然气。准确地评价支撑剂位置及近井眼压裂裂缝的高度对于评估与优化增产措施具有重要价值。

目前，近井眼压裂裂缝的核测井评价方法主要有放射性示踪测量及非放射性示踪测量两种技术。放射性测量技术主要是通过在支撑剂或是压裂流体中添加放射性示踪同位素如钪、铱等，然后利用自然伽马或自然伽马能谱测井进行压裂前及压裂后测井，对比压裂前后伽马计数的不同，评价次生压裂裂缝高度。由于受安全、环境保护及运输限制、储存及使用要求的限制，放射性示踪支撑剂推广受到限制。

现有非放射性示踪测量技术通过在支撑剂中增加高俘获截面材料，利用中子与支撑剂作用，在压裂前及压裂后，分别利用补偿中子仪器(CNL)进行测井，通过对比前后近、远探测器热中子计数率，解释压裂裂缝高度；或利用脉冲中子俘获测井(PNC)，测量俘获伽马时间谱，对比压裂前后近、源探测器俘获伽马计数率及热中子俘获截面的变化，分析裂缝高度。但存在需要两次测量，受压裂前后井眼流体、地层流体饱和度等因素变化的影响较大等不足。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种用于确定压裂裂缝高度的新方法，其具有无放射性污染、只需单次测量、裂缝识别灵敏度高等优势。

本发明采用如下技术方案：

一种利用支撑剂探测确定压裂裂缝高度的方法，所述方法包括地层在水力压裂后，通过地层压裂裂缝注入配有高俘获截面材料的支撑剂，利用脉冲中子测井仪器测量地层混合伽马能谱，处理伽马能谱得到测量井段高俘获截面元素的俘获伽马计数，进而确定支撑剂位置及裂缝高度。

优选地，所述支撑剂以铝矾土为原料，利用粉末制粒，烧制形成；所述支撑剂配有高俘获截面材料主要组成为Gd₂O₃，其中Gd₂O₃与支撑剂总量的百分比为0.6％-0.8％。

优选地，所述脉冲中子测井仪器包括一个脉冲中子源、及至少一个伽马探测器。

优选地，所述脉冲中子测井仪器包括一个脉冲中子源、近伽马探测器、及远伽马探测器，所述近伽马探测器连接有近探测器屏蔽装置，所述远伽马探测器连接有远探测器屏蔽装置。

优选地，所述伽马能谱为512道俘获伽马能谱。

优选地，所述高俘获截面元素的俘获伽马计数为Gd元素的俘获伽马绝对计数。

优选地，所述处理伽马能谱采用加权约束最小二乘法，在处理伽马能谱前首先利用刻度井实验或数值模拟方法获取采用上述脉冲中子测井仪器的标准俘获伽马能谱。

采用如上技术方案取得的有益技术效果为：