[发明专利]一种利用氧同位素计算返排液中地层水含量的方法

说明书

本发明公开了一种利用氧同位素计算返排液中地层水含量的方法，其步骤如下：步骤1，收集配制压裂液的水样以及压裂后不同返排时间的返排液样品；步骤2，对返排液样品进行油、水分离，得到返排水；步骤3，测量配制压裂液的水样和返排水的氧稳定同位素含量；步骤4，构建返排水氧同位素含量计算模型；步骤5，利用返排水的氧同位素数据，对返排水同位素计算模型进行非线性拟合，得到模型系数；确定地层水氧同位素值；步骤6，计算返排水中地层水含量。在本发明的优点在于：为研究返排液中地层水组成与来源、水岩反应机制以及油藏及压裂模型提供支撑。对油田工程开发提供方向指导，对油气的开发和压裂效果的评价提供理论依据。

技术领域

本发明涉及油气田技术领域，特别涉及一种利用氧同位素计算返排液中地层水含量的方法。

背景技术

计算压裂返排液中地层水含量的意义：

由于油气田开发的需要，一般需要对地层采取压裂措施；压裂过程中，压裂液注入地层后会与储层岩石发生作用(水岩反应)、与地层水混合。压裂后，压裂液与原始地层油、气、水会因地层高压的影响产生回流现象，即产生返排液。

准确的计算返排液中地层水的含量具有两方面的意义：1、有助于还原地质条件下的水环境，即水的成分和流动条件。对原始沉积环境以及成岩作用的分析提供依据。2、可对反排水处理措施的选择，提供依据，进而减少压裂返排液对环境的影响。

压裂返排液中地层水含量的变化普遍规律：

返排水在返排的过程中混入了大量的地层水，可将其理解为三个阶段，第一阶段以返排压裂时注入的水为主；第二阶段返排注入水和地层水的混合水；第三阶段主要返排地层水。研究显示压裂返排水的变化一般分为三个阶段，即压裂返排前10天、10天～37天、37天以后。

计算压裂返排液中地层水含量的方法及优缺点(主要以矿化度来计算)：

目前，主要通过压裂返排水矿化度含量随返排时间的变化计算返排液中地层水的含量：计算时采用物质平衡方程：

A×S_地层水+B×S_压裂液＝S_返排水

A+B＝1

式中，A为返排水中地层水的比例，小数；B为压裂注入水的比例，小数；S_地层水为地层水矿化度；S_压裂液为压裂液的矿化度；S_返排水为压裂返排水的矿化度。

其优点在于矿化度这一参数的测定比较容易完成。但缺点是针对致密油、页岩气储层压裂目标层段通常缺乏标准水层，即很难取得准确的地层水矿化度资料，为压裂返排水中地层水含量的计算增加了很多的困难。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种利用氧同位素计算返排液中地层水含量的方法，能有效的解决上述现有技术存在的问题。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种利用氧同位素计算返排液中地层水含量的方法，其步骤如下：

步骤1，收集配制压裂液的水样以及压裂后不同返排时间的返排液样品；

步骤2，对返排液样品进行油、水分离，得到返排水；

步骤3，实验测量配制压裂液的水样和返排水的氧稳定同位素含量；

步骤4，构建返排水氧同位素含量计算模型；

首先步骤4中构建的模型需满足返排前期返排水氧同位素与时间的关系；同时模型需收敛，即随着时间的变化地层水氧同位素为一稳定值(存在极大值)。根据上述考虑，构建了一种返排水氧同位素与时间的关系式：