[发明专利]一种多段压裂用金属离子示踪剂及其应用

说明书

本发明公开了一种多段压裂用金属离子示踪剂，由28种金属离子化合物分别与高温络合剂混合而成的28种络合物水溶液组成，其中，所述金属离子化合物，为以下金属元素的氯化物：钪、钇、钒、铌、钽、钼、钨、锰、铼、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、银、金、锌、镉、汞、锗、锡、铅、锑、铋和硒；所述高温络合剂选自羟基亚乙基磷酸、氨基三甲叉磷酸、羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基磷酸、2,4‑三羧酸‑2‑膦酸基丁烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸。本发明的多段压裂用金属离子示踪剂，与羟丙基瓜胶硼冻胶压裂液配伍性好，与地层水配伍性好，地层温度条件下无沉淀，具有种类多、制备简单、检测精度高、相互干扰小等优点。

技术领域

本发明涉及一种多段压裂用金属离子示踪剂，及其应用，用于油田开发中水力压裂增产措施。

背景技术

水力压裂是利用地面高压泵组，以超过地层吸收能力的排量将高粘液体(压裂液)泵入井内，在井底憋起高压，当该压力克服井壁附近地应力达到岩石抗张强度后，就在井底产生裂缝。继续注入带有支撑剂的压裂液，裂缝继续延伸，支撑剂在裂缝中充填。停泵后，由于支撑剂对裂缝的支撑作用，可在地层中形成足够长、有一定导流能力的填砂裂缝。油气井的水力压裂增产技术是改造油气层的有效方法，是油气井、水井增产、增注的有效措施。此技术已经积累了50多年的经验，被广泛应用于油田勘探开发中。

在直斜井和水平井多段压裂中，由于各措施井段的地层存在非均质性差异，导致压裂施工后各段产量存在较大差异，监测压裂返排液产量成为评估压裂效果的一项重要工作。通常可采用水相示踪剂对分段压裂之后的返排情况进行跟踪评估。用示踪剂监测压裂返排液的方法中，对示踪剂的要求是：与压裂液、地层水配伍性好，在地层中吸附量小、检测精度高等。虽然现有技术中的示踪剂种类很多，但并不能找出同时满足与压裂液配伍性好、地层中吸附量小、稳定性好、分析精度高，并且相互之间互不干扰的多种示踪剂。

公开号为CN103946336A的中国专利申请公开了一种使用控释示踪剂的方法，提出将示踪剂固定在多孔微粒或乳液上，并可在地层中缓慢释放，用于检测产出烃和产出水。示踪剂可以是染料、气体、同位素、离子化合物、放射性材料、基因、微生物、合成或天然聚合物、含氟化合物等。若为离子化合物，可以与螯合剂(如乙二胺四乙酸)形成螯合物。

公开号为CN103132986A的中国专利公开了一种测量煤层气井的不同储层的产液量的方法，提出用示踪剂测量煤层气井的不同储层的产液量的方法，所使用的示踪剂为NaNO₃、NH₄SCN、NH₄NO₃、KNO₃、KI。

公开号为CN103603655A的中国专利公开了一种用于监测多级压裂返排液的示踪剂及监测方法，提出用于监测多级压裂返排液的示踪剂，该示踪剂包括示踪元素和络合剂，示踪元素为镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱及镥，络合剂为氯化羟胺，两者摩尔比为1:8。

目前，尚未见到由金属离子化合物和高温络合剂复合而成的示踪剂的相关报道。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种多段压裂用金属离子示踪剂，及其在监测压裂返排液中的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多段压裂用金属离子示踪剂，由28种金属离子化合物分别与高温络合剂混合而成的28种络合物水溶液组成，其中，所述金属离子化合物，包括以下金属元素的氯化物：钪、钇、钒、铌、钽、钼、钨、锰、铼、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、银、金、锌、镉、汞、锗、锡、铅、锑、铋和硒；所述高温络合剂选自羟基亚乙基磷酸、氨基三甲叉磷酸、羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基磷酸、2,4-三羧酸-2-膦酸基丁烷、二乙烯三胺五甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸中的任意一种或两种以上的组合；每种络合物水溶液中，金属元素与高温络合剂的摩尔比为1:3～5；金属离子化合物的质量浓度为1％～5％，优选2％。