美國德州大學(xué)、E能譜技術(shù)公司(E-Spectrum Technologies)/吉爾哈特有限責(zé)任公司(Gearhart Companies Inc.)聯(lián)合開展了通過低頻電磁感應(yīng)和導(dǎo)電性壓裂支撐劑對水力壓裂裂縫進(jìn)行監(jiān)測(Fracture Diagnostics Using Low Frequency Electromagnetic Induction and Electrically Conductive Proppants)的項(xiàng)目研究工作,該項(xiàng)目研究所需的導(dǎo)電性壓裂支撐劑由卡博陶粒公司(CARBO Ceramics)研制生產(chǎn)。應(yīng)用該項(xiàng)目研究的技術(shù)進(jìn)行壓裂裂縫監(jiān)測之前,先向目的層泵入前置液,形成人工裂縫,再將含有導(dǎo)電性支撐劑的攜砂液泵入,攜砂液繼續(xù)延伸裂縫并使支撐劑深入裂縫內(nèi)。通過低頻電磁感應(yīng)測井方法探測壓裂裂縫中的支撐劑堆積,不僅能估算支撐劑支撐的裂縫長度、高度和方位,而且能獲得裂縫中支撐劑垂直分布數(shù)據(jù)。該儀器包括3組三向發(fā)射器和接收器,發(fā)射接收器之間的距離分別為6、30 ft和60 ft,能在單井中探測巖石骨架中的遠(yuǎn)場異?，F(xiàn)象。通過麥克斯方程組的解表明,通過該測井儀探測水力壓裂后支撐劑在地層中的位置,能夠確定裂縫的方位和長度。該技術(shù)能用來監(jiān)測裂縫是否與天然水層水力連通。該測井儀器能與水泥膠結(jié)測井儀組合測井,以確保油氣產(chǎn)層的水力隔離。綜合應(yīng)用該數(shù)據(jù)的反演結(jié)果和2D地震、3D地震等地球物理數(shù)據(jù),能識別與天然裂縫的連通情況。

該項(xiàng)目研究的裂縫監(jiān)測方法和技術(shù)具有的技術(shù)優(yōu)勢:①可以在單井中完成壓裂裂縫監(jiān)測;②實(shí)現(xiàn)了直接的遠(yuǎn)場測量;③該儀器可以在壓裂過程中或者在壓裂之后下井,在需要壓裂裂縫監(jiān)測數(shù)據(jù)時,該儀器可以在該油氣井的生命周期中的任意時刻提供裂縫破裂或閉合的時間延遲分析;④儀器采集三分量信號,對這些張量進(jìn)行求解可獲得與給定井的產(chǎn)能直接相關(guān)的模擬量圖;⑤該技術(shù)是目前能獲得支撐劑支撐的裂縫長度數(shù)據(jù)的唯一方法,而給定井的油氣產(chǎn)能受裂縫長度控制。該技術(shù)還能用來測量在水力壓裂裂縫增長過程中的支撐劑堆積或各向異性。

低頻電磁感應(yīng)測井儀能跟蹤監(jiān)測水力液壓裂縫的支撐體積,而不是剪切滑移事件,從而能夠了解真壓裂巖石體積。通過該技術(shù),可更好地模擬油氣藏,找到有效的重復(fù)壓裂的備選層段。真壓裂巖石體積圖有助于后續(xù)井的壓裂設(shè)計(jì)優(yōu)化。該技術(shù)的應(yīng)用還能降低作業(yè)成本,因?yàn)樵摰皖l電磁感應(yīng)測井儀能在油氣井的生命周期內(nèi)的任意時間進(jìn)行測井作業(yè),而不是像微地震監(jiān)測那樣只能在壓裂期間測井。該技術(shù)不僅減小了壓裂作業(yè)的設(shè)備負(fù)擔(dān),還降低了對環(huán)境的影響。該技術(shù)只在單井中測井,無需額外的監(jiān)測井,因此能在任意壓裂井中進(jìn)行測井而且無需鉆機(jī),與微地震壓裂監(jiān)測相比極大地降低了作業(yè)成本,且提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。

(信息來源:[1] BASU S,SHARMA M M. A New Method for Fracture Diagnostics Using Low Frequency Electromagnetic Induction [C]∥ SPE168606. 2014 SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference,4-6 February,Texas. [2] BASU S. Fracture diagnostics using low frequency electromagnetic induction [C]∥ Master Thesis,University of Texas at Austin,May 2014. [3] TERRY P,WADHAH AL-TAILJI,LEW B,et al. Recent Advancements in Far-field Proppant Detection. SPE179161 [C]∥ SPE Hydraulic Fracturing Technology Conference,9-11 February,2016,The Woodlands,Texas,USA. 楊興琴 編譯 肖圣 審校)