美國(guó)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(kāi)展了通過(guò)低頻電磁感應(yīng)和導(dǎo)電性壓裂支撐劑對(duì)水力壓裂裂縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)(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(cè)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(guò)低頻電磁感應(yīng)測(cè)井方法探測(cè)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(zhǎng)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(cè)巖石骨架中的遠(yuǎn)場(chǎng)異常現(xiàn)象。通過(guò)麥克斯方程組的解表明,通過(guò)該測(cè)井儀探測(cè)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(zhǎng)度。該技術(shù)能用來(lái)監(jiān)測(cè)裂縫是否與天然水層水力連通。該測(cè)井儀器能與水泥膠結(jié)測(cè)井儀組合測(cè)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(shí)別與天然裂縫的連通情況。

該項(xiàng)目研究的裂縫監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì):①可以在單井中完成壓裂裂縫監(jiān)測(cè);②實(shí)現(xiàn)了直接的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量;③該儀器可以在壓裂過(guò)程中或者在壓裂之后下井,在需要壓裂裂縫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí),該儀器可以在該油氣井的生命周期中的任意時(shí)刻提供裂縫破裂或閉合的時(shí)間延遲分析;④儀器采集三分量信號(hào),對(duì)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(zhǎng)度數(shù)據(jù)的唯一方法,而給定井的油氣產(chǎn)能受裂縫長(zhǎng)度控制。該技術(shù)還能用來(lái)測(cè)量在水力壓裂裂縫增長(zhǎng)過(guò)程中的支撐劑堆積或各向異性。

低頻電磁感應(yīng)測(cè)井儀能跟蹤監(jiān)測(cè)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(guò)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(cè)井儀能在油氣井的生命周期內(nèi)的任意時(shí)間進(jìn)行測(cè)井作業(yè),而不是像微地震監(jiān)測(cè)那樣只能在壓裂期間測(cè)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(duì)環(huán)境的影響。該技術(shù)只在單井中測(cè)井,無(wú)需額外的監(jiān)測(cè)井,因此能在任意壓裂井中進(jìn)行測(cè)井而且無(wú)需鉆機(jī),與微地震壓裂監(jiān)測(cè)相比極大地降低了作業(yè)成本,且提高了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。

(信息來(lái)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)