本發(fā)明屬于油氣開發(fā)，具體來講，涉及一種基于磁流體的井間壓竄預(yù)警方法、一種基于磁流體的井間防竄方法、一種基于磁流體的井間壓竄預(yù)警與防竄系統(tǒng)、以及一種實現(xiàn)基于磁流體的井間壓竄預(yù)警與防竄方法的計算機設(shè)備和一種實現(xiàn)基于磁流體的井間壓竄預(yù)警與防竄方法的計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、縱觀全球，北美及中國大部分頁巖氣藏普遍采用開發(fā)初期大井距，后期加密的“滾動式開發(fā)”方案，容易導(dǎo)致老井與新井之間出現(xiàn)井間壓竄，嚴(yán)重影響油氣井產(chǎn)能。井間壓竄會對新老井產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果表明：國內(nèi)外裂縫型頁巖氣藏井間干擾問題高達40％以上。需解決壓竄對新老井產(chǎn)能影響和規(guī)避壓竄安全風(fēng)險。

2、目前通過微地震技術(shù)壓力監(jiān)測及示蹤劑分析，已形成裂縫有效性評價方法和裂縫分布規(guī)律認識。通過微地震技術(shù)，在壓裂作業(yè)時可實時了解壓裂作業(yè)裂縫擴展過程，但微地震技術(shù)成本高。通過壓力監(jiān)測和井間示蹤劑技術(shù)，僅能定性判定井竄是否發(fā)生，無法定量獲取井竄溝通區(qū)域/范圍/方向，同時，也不能在井竄發(fā)生前進行預(yù)警。

3、納米磁流體作為一種特殊的功能材料，是把納米數(shù)量級(10納米左右)的磁性粒子包裹一層長鏈的表面活性劑，均勻的分散在基液中形成的一種均勻穩(wěn)定的膠體溶液。磁流體由納米磁性顆粒、基液和表面活性劑組成。目前，納米磁流體尚未應(yīng)用于儲層的壓竄識別及防竄。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項。例如，本發(fā)明目的之一在于實現(xiàn)壓竄通道定量化，目的之二在于根據(jù)壓裂液的前端與鄰井的距離進行鄰井壓竄預(yù)警。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供基于磁流體的井間壓竄預(yù)警。

3、所述預(yù)警方法可包括以下步驟：測量初始背景磁場，并測量井下外加磁場發(fā)生器產(chǎn)生的外加磁場；將磁流體和壓裂液增壓后注入壓裂井的井筒；實時檢測磁流體進入地層后的強化磁場，對檢測到的強化磁場進行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到磁異常數(shù)據(jù)；根據(jù)所述磁異常數(shù)據(jù)，對儲層中各磁流體磁異常段進行定位，得到壓裂液在儲層內(nèi)的擴展方向及距離；根據(jù)壓裂液在儲層內(nèi)的擴展方向及距離，計算出壓裂液的前端與鄰井的距離；根據(jù)所述壓裂液的前端與鄰井的距離劃分出不同的警報級別，對鄰井壓竄進行預(yù)警。

4、在本發(fā)明的一種基于磁流體的井間壓竄預(yù)警方法的一個示例性實施例中，所述磁流體的加入方式可以為間歇式。

5、在本發(fā)明的一種基于磁流體的井間壓竄預(yù)警方法的一個示例性實施例中，所述強化磁場由背景磁場、外加磁場及次生磁場共同疊加產(chǎn)生。

6、在本發(fā)明的一種基于磁流體的井間壓竄預(yù)警方法的一個示例性實施例中，所述警報級別包括：三級報警，當(dāng)所述壓裂液的前端與鄰井的距離小于5米時，為第一級預(yù)警；當(dāng)所述壓裂液的前端與鄰井的距離介于5～10米時，為第二級預(yù)警；當(dāng)所述壓裂液的前端與鄰井的距離介于10～30米時，為第三級預(yù)警。

7、在本發(fā)明的一種基于磁流體的井間壓竄預(yù)警方法的一個示例性實施例中，所述壓裂液的前端與鄰井的距離可以通過最大周向拉應(yīng)力理論計算得到。

8、本發(fā)明另一方面提供了一種基于磁流體的井間壓竄防竄方法，所述方法采用如上所述的井間壓竄預(yù)警方法得到的不同的井間壓竄預(yù)警級別，降低高壓泵組的輸出功率，并加入暫堵劑；所述加入暫堵劑的方法為分段加入，加入第一段暫堵劑后，加入磁流體，且加入的磁流體的體積大于其他各次加入的納米磁流體的體積。

9、在本發(fā)明的一種基于磁流體的井間壓竄防竄方法的一個示例性實施例中，所述井間壓竄預(yù)警方法為第一級預(yù)警時，降低高壓泵組的輸出功率50％，加入濃度為3.0％～10.0％的暫堵劑。

10、當(dāng)所述井間壓竄預(yù)警方法為第二級預(yù)警時，降低高壓泵組的輸出功率30％，加入濃度為1.6％～3.0％的暫堵劑。

11、當(dāng)所述井間壓竄預(yù)警方法為第三級預(yù)警時，降低高壓泵組的輸出功率10％，加入濃度為1.0％～1.6％的暫堵劑。

12、本發(fā)明再一方面提供了基于磁流體的井間壓竄預(yù)警與防竄系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：壓裂液容器、暫堵劑儲罐、磁流體容器、高壓泵組、井下磁場發(fā)生器、磁力計組、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、壓竄預(yù)警模塊和防竄模塊，其中，壓裂液容器用于儲存壓裂液；暫堵劑儲罐與壓裂液容器相連接，用于儲存暫堵劑；磁流體容器用于儲存納米磁流體；高壓泵組的進口分別與壓裂液容器和磁流體容器相連接，高壓泵組的出口與壓裂井相連接，用于將磁流體和壓裂液增壓后注入壓裂井的井筒；井下磁場發(fā)生器設(shè)置于壓裂井內(nèi)部，用于產(chǎn)生外加磁場；磁力計組包括若干磁力計，磁力計設(shè)置于壓裂井的鄰井內(nèi)，用于測量初始背景磁場，并測量井下外加磁場發(fā)生器產(chǎn)生的外加磁場，通過多個磁力計來定位儲層內(nèi)各個磁流體異常段的具體位置；數(shù)據(jù)采集與處理模塊與各個磁力計相連接，用于分析處理磁流體進入地層后的強化磁場，對檢測到的強化磁場進行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到磁異常數(shù)據(jù)；壓竄預(yù)警模塊與數(shù)據(jù)采集處理模塊相連接，根據(jù)所述磁異常數(shù)據(jù)，對儲層中各磁流體磁異常段進行定位，得到壓裂液在儲層內(nèi)的擴展方向及距離，根據(jù)壓裂液在儲層內(nèi)的擴展方向及距離，計算出壓裂液的前端與鄰井的距離，根據(jù)所述壓裂液的前端與鄰井的距離劃分出不同的警報級別，對鄰井壓竄進行預(yù)警；防竄模塊與壓竄預(yù)警模塊相連接，根據(jù)不同的井間壓竄預(yù)警級別，降低高壓泵組的輸出功率，并加入暫堵劑。

13、本發(fā)明又一方面提供了一種計算機設(shè)備，所述設(shè)備可包括：處理器；存儲器，存儲有計算機程序，當(dāng)所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如上所述的適用于磁流體的井間壓竄預(yù)警方法，或適用于磁流體的井間壓竄防竄方法。

14、本發(fā)明又一方面提供了一種存儲有計算機程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)所述計算機程序在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述的適用于磁流體的井間壓竄預(yù)警方法，或如上所述的適用于磁流體的井間壓竄防竄方法。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果可包括以下內(nèi)容的至少一項：

16、(1)本發(fā)明通過向壓裂井內(nèi)注入納米磁流體，并在鄰井內(nèi)布置相應(yīng)的磁力計組，通過納米磁流體的磁場對儲層內(nèi)的壓裂液的擴展過程進行定位，從而判斷壓裂液的前端與鄰井的距離，并在距離低于預(yù)設(shè)值時發(fā)出相應(yīng)的警報，具有定量獲取井竄溝通區(qū)域/范圍/方向，成本較低的優(yōu)點，也能在井竄發(fā)生前進行預(yù)警；

17、(2)本發(fā)明通過采用間歇式加入納米磁流體的方式，使得壓裂液在儲層內(nèi)流動時，納米磁流體能夠形成若干個沿壓裂液的軌跡分布的磁異常段，通過監(jiān)測各個磁異常段的運移軌跡，得出儲層中各處壓裂液的運移方向，為井間壓竄通道識別提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持；

18、(3)本發(fā)明通過加入第一段暫堵劑后，加入納米磁流體，且此時加入的納米磁流體的體積應(yīng)遠遠大于其他各次加入的納米磁流體的體積，從而可對暫堵劑在儲層中的位置進行判定，并根據(jù)暫堵劑附近的磁流體的位置分布，判斷暫堵劑的使用效果，若暫堵劑的使用效果不佳，可更換暫堵劑的類型及用量，從而通過本方法還可以用于暫堵劑的使用效果測試，從而為暫堵劑的開發(fā)提供指導(dǎo)。

技術(shù)特征：

1.一種基于磁流體的井間壓竄預(yù)警方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井間壓竄預(yù)警方法，其特征在于，所述磁流體的加入方式為間歇式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井間壓竄預(yù)警方法，其特征在于，所述強化磁場由背景磁場、外加磁場及次生磁場共同疊加產(chǎn)生。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井間壓竄預(yù)警方法，其特征在于，所述警報級別包括：三級報警，當(dāng)所述壓裂液的前端與鄰井的距離小于5米時，為第一級預(yù)警；當(dāng)所述壓裂液的前端與鄰井的距離介于5～10米時，為第二級預(yù)警；當(dāng)所述壓裂液的前端與鄰井的距離介于10～30米時，為第三級預(yù)警。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井間壓竄預(yù)警方法，其特征在于，所述壓裂液的前端與鄰井的距離，通過最大周向拉應(yīng)力理論計算得到。

6.一種基于磁流體的井間壓竄防竄方法，所述方法根據(jù)如權(quán)利要求1～5中任意一項所述的方法得到的不同的井間壓竄預(yù)警級別，降低高壓泵組的輸出功率，并加入暫堵劑；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井間壓竄防竄方法，其特征在于，所述井間壓竄預(yù)警方法為第一級預(yù)警時，降低高壓泵組的輸出功率50％，加入濃度為3.0％～10.0％的暫堵劑；

8.一種基于磁流體的井間壓竄預(yù)警與防竄系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：壓裂液容器、暫堵劑儲罐、磁流體容器、高壓泵組、井下磁場發(fā)生器、磁力計組、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、壓竄預(yù)警模塊和防竄模塊，其中，

9.一種計算機設(shè)備，其特征在于，所述計算機設(shè)備包括：

10.一種存儲有計算機程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，當(dāng)計算機程序在被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如權(quán)利要求1～5中任一項所述的適用于磁流體的井間壓竄預(yù)警方法，或如權(quán)利要求6～7中任一項所述的適用于磁流體的井間壓竄防竄方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種井間壓竄預(yù)警方法、防竄方法、系統(tǒng)、計算機設(shè)備和介質(zhì)。所述預(yù)警方法包括：測量初始背景磁場和外加磁場；將磁流體和壓裂液增壓后注入井筒；實時檢測磁流體進入地層后的強化磁場，進行數(shù)據(jù)預(yù)處理得到磁異常數(shù)據(jù)；對儲層中各磁流體磁異常段進行定位，得到壓裂液在儲層內(nèi)的擴展方向及距離；計算出壓裂液的前端與鄰井的距離；劃分不同的警報級別，對鄰井壓竄進行預(yù)警。所述防竄方法包括：根據(jù)預(yù)警級別，降低高壓泵組輸出功率并分段加入暫堵劑。所述系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)井間壓竄預(yù)警與防竄。所述計算機設(shè)備和介質(zhì)用于實現(xiàn)上述方法。本發(fā)明具有定量獲取井竄溝通區(qū)域/范圍/方向的功能，并且具有成本較低的優(yōu)點，能夠在井竄發(fā)生前進行預(yù)警。

技術(shù)研發(fā)人員：喬玲茜,何封,王本強,周昕,聶捷,蔡金赤,鄧才,葉鎧睿
受保護的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19