一种缓释型示踪剂实时找水装置、水平井实时找水堵水一体化管柱及实施方法
阅读说明：本技术 一种缓释型示踪剂实时找水装置、水平井实时找水堵水一体化管柱及实施方法 (Slow-release tracer agent real-time water exploration device, horizontal well real-time water exploration and water shutoff integrated tubular column and implementation method ) 是由 景成 林加恩 谢青 任龙 谷潇雨 何延龙 王强 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于水平井实时找水堵水技术领域,具体涉及一种缓释型示踪剂实时找水装置、水平井实时找水堵水一体化管柱及实施方法,本发明的实施找水堵水一体化管柱包括可将水平井分为多个井段的封隔器和可放置缓释型示踪剂的找水装置,可根据井口采集到的各示踪剂含量准确判断出水平井各井段的产水情况,配合缓释型示踪剂实时找水装置中可开关滑套的应用,可对水平井任一井段进行堵水作业。本发明实现了一趟管柱确定水平井产水部位、对水平井产水部位进行精确堵水作业的功能,解决了目前水平井找水及堵水技术存在的需要多次起下管柱、作业费用高、作业周期长、设备下入困难等多方面的问题,可满足矿场上对水平井经济、高效找水堵水的需求。(the invention belongs to the technical field of real-time water exploration and water shutoff of horizontal wells, and particularly relates to a slow-release tracer real-time water exploration device, a horizontal well real-time water exploration and water shutoff integrated tubular column and an implementation method. The invention realizes the functions of determining the water production part of the horizontal well and accurately plugging the water production part of the horizontal well by one string, solves the problems of the prior horizontal well water exploration and plugging technology that the string needs to be pulled out for many times, the operation cost is high, the operation period is long, the equipment is difficult to put in, and the like, and can meet the requirements of economic and efficient water exploration and plugging of the horizontal well on a mine site.)
技术领域
本发明属于水平井实时找水堵水技术领域，具体涉及一种缓释型示踪剂实时找水装置、水平井实时找水堵水一体化管柱及实施方法。
背景技术
随着我国水平井的广泛应用，出现了数量众多的高产水水平井，如何经济、高效的对此类高产水水平井确定见水部位、准确堵水，已成为提高水平井产油效率、经济效率的亟待解决的难题。
目前，在水平井找水、堵水方面，常用的方法是先下入相关产液剖面测试装置，以确定水平井见水部位，然后再采取分段堵水措施对水平井高产水部位进行封堵。此类技术往往存在着需要多次起下管柱、作业费用高、作业周期长、设备下入困难等多方面的问题，难以满足矿场上对水平井经济、高效找水堵水的需求。
发明内容
为了解决现有水平井找水堵水技术存在的需要多次起下管柱、作业费用高、作业周期长、设备下入困难等限制，以及难以满足矿场上对水平井经济、高效的找水堵水需求的难题，本发明的目的是提供一种缓释型示踪剂实时找水装置、水平井实时找水堵水一体化管柱及实施方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种缓释型示踪剂实时找水装置，包括中心管、可开关滑套、保护管、若干水溶型示踪剂载体，保护管同轴套设于中心管外部；
保护管与中心管之间的空腔为释放腔，中心管在释放腔对应的部位设置可开关滑套，开关滑套能够使释放腔与中心管内腔连通或切断连通，释放腔在可开关滑套的两侧均固定设置有水溶型示踪剂载体；
保护管的两端分别设置有与释放腔连通的出液通道。
释放腔中，在可开关滑套两侧均固定设置的水溶型示踪剂载体质量相同。
水溶型示踪剂载体中有效化学物质的质量≥10×水平井日产水量×10×示踪剂检测精度。
出液通道的直径最小为0.850mm。
保护管的直径为中心管直径的1.1-1.3倍。
一种水平井实时找水堵水一体化管柱，包括油管、水平井水平段完井套管、封隔器和本发明上述缓释型示踪剂实时找水装置，水平井水平段完井套管套设于油管的外部，油管上间隔设置若干缓释型示踪剂实时找水装置，油管与水平井水平段完井套管之间分别在相邻两个缓释型示踪剂实时找水装置之间设置封隔器。
所述缓释型示踪剂实时找水装置设置于对应的两个封隔器的中间部位。
一种水平井实时找水堵水一体化实施方法，通过本发明上述一体化管柱进行，过程如下：
将水平井实时找水堵水一体化管柱下入至水平井目标位置，在水平井的预设部位布置缓释型示踪剂实时找水装置，各缓释型示踪剂实时找水装置的水溶型示踪剂载体的有效化学物质均不相同；
将封隔器坐封，将水平井封隔为互相独立的若干区域，使得若干区域内的储层流体仅能从对应的缓释型示踪剂实时找水装置上的出液通道流入释放腔；在释放腔内，地层产出水冲刷水溶型示踪剂载体，使得示踪剂有效化学物质溶解于地层水中，携带有示踪剂有效化学物质的地层水再经可开关滑套流入中心管并进入油管内；
水平井开井正常生产，在地面对水平井产出液采样并进行分析，通过对互相独立的若干区域中示踪剂有效化学物质的浓度的分析，来确定水平井各段的产水量；
在确定了水平井各段的产水量后，筛选出需要进行堵水作业的水平井井段，关闭其他不需要进行堵水作业井段中缓释型示踪剂实时找水装置的可开关滑套，仅开启需要进行堵水作业井段中缓释型示踪剂实时找水装置的可开关滑套；
将堵水药剂注入需要进行堵水作业井段，完成堵水作业。
在水平井的跟部、中部和趾部均布置缓释型示踪剂实时找水装置。
所述水溶型示踪剂载体在预设的温度下，水溶型示踪剂载体有效化学物质的释放速率仅受地层水冲刷速率的影响，且二者呈正相关关系。
水溶型示踪剂骨架可为树脂，水溶型示踪剂有效化学成分可为化学示踪剂或微量物质示踪剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明缓释型示踪剂实时找水装置通过保护管两端的出液通道能够使得储层流体仅能由出液通道进入释放腔，在释放腔内放置有与地层水冲刷速率影响的水溶型示踪剂载体，因此在地层产出水进入释放腔后能够与示踪剂载体充分接触，示踪剂载体中的示踪剂有效化学成分可释放并溶解于地层水中，通过检测地层水中示踪剂有效化学成分可确定水平井产水部位。本发明缓释型示踪剂实时找水装置结构简单，通过其能够准确、高效找水。
本发明的水平井实时找水堵水一体化管柱油管上间隔设置若干缓释型示踪剂实时找水装置，油管与水平井水平段完井套管之间分别在相邻两个缓释型示踪剂实时找水装置之间设置封隔器，分隔器能够将水平井封隔为多个互不干扰的井段，且各个井段均放置有缓释型示踪剂实时找水装置；缓释型示踪剂实时找水装置通过保护管两端的出液通道能够使得储层流体仅能由出液通道进入释放腔，在释放腔内放置有与地层水冲刷速率影响的水溶型示踪剂载体，因此在地层产出水进入释放腔后可与示踪剂载体充分接触，示踪剂载体中的示踪剂有效化学成分可释放并溶解于地层水中；携带有示踪剂的地层产出水经可开关滑套流入油管内，并最终从油管中产出至地面；通过在地面对水平井产出液采样并进行分析，即可确定水平井各段的产水量；基于水平井各段的产水量，可进行堵水井段的筛选；通过打开和关闭对应井段的可开关滑套，最终可实现对水平井见水部位的精确堵水作业；综上，通过本发明提供的水平井实时找水堵水一体化管柱，可实现一趟管柱确定水平井产水部位、对水平井产水部位进行精确堵水作业，解决了目前水平井找水及堵水技术存在的需要多次起下管柱、作业费用高、作业周期长、设备下入困难等多方面的问题，可满足矿场上对水平井经济、高效找水堵水的需求。
由上述本发明的水平井实时找水堵水一体化管柱的有效效果可知，本发明的水平井实时找水堵水一体化实施方法通过携带缓释型示踪剂，可定量分析水平井各段的产水量，且所采用的一体化管柱可在确定水平井产水部位后，在不动管柱的情况下对水平井产水井段进行精确堵水作业，具有成本低、作业周期小、作业风险小的特点；同样可实现一趟管柱确定水平井产水部位、对水平井产水部位进行精确堵水作业，解决了目前水平井找水及堵水技术存在的需要多次起下管柱、作业费用高、作业周期长、设备下入困难等多方面的问题，可满足矿场上对水平井经济、高效找水堵水的需求。
附图说明
图1为本发明水平井实时找水堵水一体化管柱的结构示意图；
图2为本发明缓释型示踪剂实时找水装置的纵截面示意图。
图中：1-水平井跟部井段，2-水平井中部井段，3-水平井趾部井段，4-水平井水平段完井套管，5-封隔器，6-中心管，7-缓释型示踪剂实时找水装置I，8-水溶型示踪剂载体I，9-缓释型示踪剂实时找水装置II，10-水溶型示踪剂载体II，11-缓释型示踪剂实时找水装置III，12-水溶型示踪剂载体III，13-出液通道，14-保护管，15：释放腔，16-可开关滑套。
具体实施方式
下面将通过附图和实施例对本发明作进一步的说明，需在此说明的是本实施例仅是本发明针对具体情况的一个实施方法，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质进行的任何简单修改、变更以及其他变化，均在本发明的保护范围内。
参照图2，本发明缓释型示踪剂实时找水装置，包括中心管6、可开关滑套16、保护管14、若干水溶型示踪剂载体，保护管14同轴套设于中心管6外部；保护管14与中心管6之间的空腔为释放腔，中心管6在释放腔对应的部位设置可开关滑套16，开关滑套16能够使释放腔与中心管6内腔连通或切断连通，释放腔在可开关滑套16的两侧均固定设置有水溶型示踪剂载体；保护管14的两端分别设置有与释放腔连通的出液通道。
作为本发明优选的实施方案，释放腔中，在可开关滑套16两侧均固定设置的水溶型示踪剂载体质量相同。
作为本发明优选的实施方案，水溶型示踪剂载体中有效化学物质的质量≥10×水平井日产水量×10×示踪剂检测精度。
作为本发明优选的实施方案，出液通道13的直径最小为0.850mm。
作为本发明优选的实施方案，保护管14的直径为中心管6直径的1.1-1.3倍。
参照图1和图2，本发明水平井实时找水堵水一体化管柱，包括油管、水平井水平段完井套管4、封隔器5和本发明上述缓释型示踪剂实时找水装置，水平井水平段完井套管4套设于油管的外部，油管上间隔设置若干缓释型示踪剂实时找水装置，将缓释型示踪剂实时找水装置中心管6的两端与油管密封连接在一起，油管与水平井水平段完井套管4之间分别在相邻两个缓释型示踪剂实时找水装置之间设置封隔器5，封隔器5能够将水平井分段。
作为本发明优选的实施方案，缓释型示踪剂实时找水装置设置于对应的两个封隔器5的中间部位。
本发明水平井实时找水堵水一体化实施方法，通过本发明上述一体化管柱进行，过程如下：
将水平井实时找水堵水一体化管柱下入至水平井目标位置，在水平井的预设部位布置缓释型示踪剂实时找水装置，各缓释型示踪剂实时找水装置的水溶型示踪剂载体的有效化学物质均不相同；
将封隔器5坐封，将水平井封隔为互相独立的若干区域，使得若干区域内的储层流体仅能从对应的缓释型示踪剂实时找水装置上的出液通道13流入释放腔；在释放腔内，地层产出水冲刷水溶型示踪剂载体，使得示踪剂有效化学物质溶解于地层水中，携带有示踪剂有效化学物质的地层水再经可开关滑套16流入中心管6并进入油管内；
水平井开井正常生产，在地面对水平井产出液采样并进行分析，通过对互相独立的若干区域中示踪剂有效化学物质的浓度的分析，来确定水平井各段的产水量；
在确定了水平井各段的产水量后，筛选出需要进行堵水作业的水平井井段，关闭其他不需要进行堵水作业井段中缓释型示踪剂实时找水装置的可开关滑套16，仅开启需要进行堵水作业井段中缓释型示踪剂实时找水装置的可开关滑套16；
将堵水药剂注入需要进行堵水作业井段，完成堵水作业。
作为本发明优选的实施方案，在水平井的跟部、中部、趾部均布置缓释型示踪剂实时找水装置。其中将水平井从水平起始段至水平井井底划分为跟部、中部、趾部。
作为本发明优选的实施方案，水溶型示踪剂载体在预设的温度下，水溶型示踪剂载体有效化学物质的释放速率仅受地层水冲刷速率的影响，且二者呈正相关关系。水溶型示踪剂骨架可为树脂，水溶型示踪剂有效化学成分可为化学示踪剂或微量物质示踪剂。
参照图2，本发明的缓释型示踪剂实时找水装置中，保护管14套设于中心管16外部，保护管14可保证在入井的过程中示踪剂载体可保持完整性，并且保护管还可保证地层流体可通过出液通道13与示踪剂充分接触；保护管14的两端分别设置有出液通道13，以使得储层流体仅可通过出液通道13进入释放腔、并与示踪剂载体充分接触后经可开关滑套16流入中心管6、并进一步流入油管内，使得能够根据井口采集到的各示踪剂含量准确判断出水平井各井段的产水情况。
参照图1和图2，本发明中水溶型示踪剂载体采用环氧树脂分别与所用各类水溶性示踪剂有效成分混合制成。
参照图1和图2，本发明的水平井实时找水堵水一体化实施方法，其过程具体包括以下步骤：
①将水平井从水平起始段至水平井井底划分为跟部、中部和趾部；
②通过油管将水平井实时找水堵水一体化管柱下入至水平井目标位置，水平井的跟部、中部和趾部均布置有缓释型示踪剂实时找水装置，跟部、中部和趾部的缓释型示踪剂实时找水装置中的可开关滑套16均开启，水平井的跟部、中部和趾部均布置有缓释型示踪剂实时找水装置内均放置有水溶型示踪剂载体，且各段水溶型示踪剂载体的有效化学物质均不相同；
③在将水平井实时找水堵水一体化管柱下入至水平井目标位置并将封隔器5坐封后，将水平井的跟部、中部和趾部封隔为互相独立的3个区域，使得3个区域内的储层流体仅能从对应的缓释型示踪剂实时找水装置的出液通道13流入释放腔；在释放腔内，地层产出水冲刷放置的水溶型示踪剂载体，使得示踪剂有效化学物质溶解于地层水中，携带有示踪剂有效化学物质的地层水再经可开关滑套流入中心管6以及油管内；
④水平井开井正常生产，在地面对水平井产出液采样并进行分析，通过对水平井跟部、中部和趾部示踪剂有效化学物质的浓度进行分析，并以此来确定水平井各段的产水量；
⑤在确定了水平井各段(即跟部、中部和趾部)的产水量后，筛选出需要进行堵水作业的水平井井段，关闭其他不需要进行堵水作业井段的可开关滑套16，仅开启需要进行堵水作业井段的可开关滑套16；
⑥将堵水药剂注入目标层段(即需要进行堵水作业井段)，完成堵水作业。
为进一步说明本发明的技术原理和水平井产液剖面测试方法，举例如下：
如图1所示，某水平井初始含水率为10％，在生产3年后其日产水30m3、含水率高达75％，需进行堵水作业。通过油管将水平井实时找水堵水一体化管柱下入至水平井目标位置，缓释型示踪剂实时找水装置I 7放置于水平井跟部井段1处，缓释型示踪剂实时找水装置II 9放置于水平井中部井段2处，缓释型示踪剂实时找水装置III 11放置于水平井中部井段3处，保持3个井段处的可开关滑套16开启；将封隔器5坐封，使得水平井跟部井段1、水平井中部井段2、水平井趾部井段3被封隔为互相独立的3个区域，使得水平井跟部井段1的产出液仅能由缓释型示踪剂实时找水装置I 7流入油管内，使得水平井中部井段2的产出液仅能由缓释型示踪剂实时找水装置II 9流入油管内，使得水平井趾部井段3的产出液仅能由缓释型示踪剂实时找水装置III 11流入油管内。开井生产，测得储层产出水中水溶型示踪剂载体I 7的有效化学物质含量为10ppm、水溶型示踪剂载体II 9的有效化学物质含量为75ppm、水溶型示踪剂载体III 11的有效化学物质含量为15ppm，由此可判定水平井中部井段2为水平井的主要见水部位。关闭井段水平井跟部1处、水平井趾部井段3处的可开关滑套16，仅保持水平井中部井段2处的可开关滑套16开启。自井口注入堵水药剂，从而可实现对水平井中部井段2的准确堵水作业。
本发明可根据井口采集到的各示踪剂含量准确判断出水平井各井段的产水情况，配合缓释型示踪剂实时找水装置中可开关滑套的应用，可对水平井任一井段进行堵水作业。本发明实现了一趟管柱确定水平井产水部位、对水平井产水部位进行精确堵水作业的功能，解决了目前水平井找水及堵水技术存在的需要多次起下管柱、作业费用高、作业周期长、设备下入困难等多方面的问题，可满足矿场上对水平井经济、高效找水堵水的需求。
在本发明中，水平井实时找水堵水一体化管柱可根据水平井长度、重点监测目标井段、水平井产液能力等具体情况设计监测段数和位置，也就是缓释型示踪剂实时找水装置和封隔器的数量和位置，并设计每个缓释型示踪剂实时找水装置内的缓释型示踪剂用量，而不是局限于本实施例所列的3个缓释型示踪剂实时找水装置和3种缓释型示踪剂。