一种射孔与示踪剂协作油层示踪监测方法及示踪射孔弹与流程

本发明涉及石油工业技术领域，具体涉及一种射孔与示踪剂协作油层示踪监测方法及示踪射孔弹。

背景技术：

《石油发展“十三五”规划》明确提到了国内石油总体进入低品位资源勘探开发的新阶段，产量大幅增长难度大，开放条件下的石油供应安全仍是面临的重要问题。同时提出，支持低品位资源勘探开发工程示范和科技攻关，加强低成本开发技术攻关。油田注水采油面临着诸多问题。随着石油随着油田开采时间的延续，油田的采出程度不断提高，导致油层井下的亏空现象比较严重，如果注采比不能达到一比一的情况下，就会导致注采的不平衡。随着油田的采出液的增多，注入水不能满足水驱开发的需要。对注采井网调整难度增大，细分油层的分层注水的模式，很难达到最佳的效果。同时，存在水井欠注的问题，注入水无法波及的区域，导致剩余油的存在，大面积的剩余油的开采，增加了采油生产的成本。

示踪监测技术是一种能够实时跟踪监测地下流体运移的技术手段，通过监测结果可以有效的了解注入流体的地下运动规律，同时可以精细化油藏模型。但是目前传统的示踪监测技术，示踪剂大多直接从注水井口注入，其中存在诸多缺点：(1)在示踪剂从罐车到达采油树经过各部闸门最后进入井口过程中，会有部分示踪剂残留到死区，使得部分示踪剂不能进入井底。(2)对固井质量要求高，如果水泥环存在窜漏情况，将有大部分示踪剂窜入注水井周围地层，导致示踪剂浓度不能达到监测要求。(3)示踪剂在地层中的滤失性较大，导致示踪剂产出浓度不能达到示踪监测要求。(4)现有示踪监测技术只能在后期进行注水压裂时才能应用，在前期射孔完井时没有应用效果。仅凭单一的示踪剂监测技术工艺面临着很多局限性，因此亟需一种高效、复合技术来满足目前需要面临的问题。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提供了一种射孔与示踪剂协作油层示踪监测方法及示踪射孔弹，弥补现有示踪监测技术的局限性，在油气田增产作业的同时增加示踪监测技术效果，从而更好的了解地下流体的运动规律，进一步精细油藏模型。

本发明解决技术问题的技术方案为：

一种射孔与示踪剂协作油层示踪监测方法，包括以下步骤：

a、首先根据油层测井结果确定竖井的射孔层位或水平井的射孔位置，结合示踪监测方案设计确定所需射入示踪剂的油层位置；

b、根据套管尺寸选择不同尺寸的射孔枪，同时结合地层性质和射孔枪规格选用示踪射孔弹；

c、在射孔的同时示踪剂被射入地层，与地层流体结合，通过后期采油井的示踪剂产出数据来评价油藏特性。

进一步地，所述的射孔的方式采用负压射孔。

进一步地，射孔密度根据不同地层结合示踪射孔弹能效不同进行选取。

一种示踪射孔弹，包括弹壳、药型罩、示踪剂封堵盖和示踪剂储盒，所述的药型罩固定设置于弹壳内，且药型罩与弹壳之间具有炸药储腔，所述的弹壳的底部设置有导爆索安置槽，所述的示踪剂封堵盖与示踪剂储盒设置于药型罩的内部，且所述的示踪剂封堵盖设置于示踪剂储盒的下端，所述的示踪剂封堵盖与示踪剂储盒组合后在其组合的内部形成密闭的示踪剂储腔。

进一步地，所述的药型罩为圆台形的空腔体，所述的药型罩的中间位置具有圆柱型空腔体部分，所述的圆柱形空腔体的上侧为药型罩的锥口，下侧为药型罩的锥尖。

进一步地，所述的示踪剂封堵盖螺纹连接于药型罩的内侧壁上，所述的示踪剂储盒螺纹连接于示踪剂封堵盖的内侧壁上。具体的，所述的药型罩的中间圆柱形空腔体部分设置有内螺纹，所述的示踪剂封堵盖的外表面设置有外螺纹，所述的示踪剂封堵盖螺纹连接于药型罩的内螺纹上，所述的药型罩的内表面设置有内螺纹，所述的示踪剂储盒的底部设置有外螺纹，所述的示踪剂储盒螺纹连接于示踪剂封堵盖的内螺纹上。

进一步地，锥尖的母线与中轴线的夹角为21°，锥口的母线与中轴线的夹角为20°。

进一步地，所述的弹壳的内部空腔为倒置的圆钟形，所述的圆钟型包括位于下方的圆台形的钟尖，位于中间的圆台形的钟体和位于上方的圆台形的钟座，所述的钟尖的母线与中轴线的夹角为55°，钟体的母线与中轴线的夹角为9°，钟座的母线与钟体的母线的夹角170°。

进一步地，所述的示踪剂封堵盖和示踪剂储盒由复合金属粉末压制而成。具有易于冲击粉碎的特性。

进一步地，所述的示踪剂储盒的梯台内腔的上部分为圆台形，下部分为圆柱形，所述的上部分圆台形的上端内腔直径小于下端内腔直径。制成聚能梯台形状，利于示踪剂的射出。

进一步地，所述的射孔密度设置如下，均质非疏松类地层：14～16孔/米，均质疏松类地层：26～36孔/米，非均质类地层：20孔/米。

进一步地，所述的示踪剂选用水溶性微量元素或油溶性微量元素或纳米粒子示踪剂及其任意组合，来监测不同流体的动态产出；示踪剂用量根据油藏地层性质按照示踪监测设计选取，通过调整带有示踪剂储盒的射孔弹和不带有示踪剂储盒的射孔弹的数量来调节示踪剂用量；同时可以在不同射孔段采用不同的示踪剂成分，从而监测每段油层的产出情况。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、本发明解决了现有示踪监测技术在前期射孔完井时没有应用效果的缺陷；运用射孔技术，将示踪剂射入油层中，直接到达所需监测目的层流体中，投放位置精确；由于采用射孔技术将示踪剂射入油层，从而减小了示踪剂在罐车、井口、油层过程中的滤失作用，确保了示踪剂浓度达到示踪监测技术效果；本发明所述的示踪剂选取种类丰富，可选用水溶性、油溶性微量元素，也可选用纳米粒子示踪剂，纳米粒子示踪剂较传统示踪剂在地层中具有更高的稳定性、移动性、低滤失性、可扩展性。本发明一种射孔与示踪剂协作油层井间监测技术即适用于初次采油的射孔完井前期，同样也适用于油田二次、三次开发中增产的补孔阶段。

2、研发的示踪射孔弹，配套有盛装示踪剂的示踪剂储盒，通过独特的聚能梯台形状设计成的示踪剂储盒，在受到冲击波的作用下有利于示踪剂的聚能射出，使示踪剂射出的距离更远；同时示踪剂储盒与射孔弹为螺纹连接，方便拆装。

附图说明

图1为示踪射孔弹的三维剖视模型图；

图2为示踪射孔弹剖面结构示意图；

图3为示踪射孔弹的药型罩结构剖面示意图；

图4为示踪射孔弹的弹壳结构剖面示意图；

图中：1-弹壳，2-炸药储腔，3-药型罩，4-导爆索安置槽，5-示踪剂封堵盖，6-示踪剂储盒，7-梯台内腔。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

一种射孔与示踪剂协作油层示踪监测方法，包括以下步骤：

a、首先根据油层测井结果确定竖井的射孔层位或水平井的射孔位置，结合示踪监测方案设计确定所需射入示踪剂的油层位置；

b、根据套管尺寸选择不同尺寸的射孔枪，同时结合地层性质和射孔枪规格选用示踪射孔弹；

c、在射孔的同时示踪剂被射入地层，与地层流体结合，通过后期采油井的示踪剂产出数据来评价油藏特性。具体的，所述的射孔的方式采用负压射孔。射孔密度根据不同地层结合示踪射孔弹能效不同进行选取：所述的射孔密度设置如下，均质非疏松类地层：14～16孔/米，均质疏松类地层：26～36孔/米，非均质类地层：20孔/米。

所述的示踪剂选用水溶性微量元素或油溶性微量元素或纳米粒子示踪剂或其三者的任意组合，来监测不同流体的动态产出；示踪剂用量根据油藏地层性质按照示踪监测设计选取，通过调整带有示踪剂储盒的射孔弹和不带有示踪剂储盒的射孔弹的数量来调节示踪剂用量，例如计算所需示踪剂为3.5kg，每个示踪剂储盒满载示踪剂65g，则所需示踪射孔弹约等于54个，则射孔段均匀间隔布置54个带有示踪剂储盒的示踪射孔弹，其余射孔弹选用不加示踪剂储盒的射孔弹；同时可以在不同射孔段采用不同的示踪剂成分，从而监测每段油层的产出情况。

一种示踪射孔弹，包括弹壳1、药型罩3、示踪剂封堵盖5和示踪剂储盒6，所述的药型罩3固定设置于弹壳1内，爆炸波冲击药型罩，使其变为杵体，在冲击岩石射孔时才会挤碎，且药型罩3与弹壳1之间具有炸药储腔2，所述的弹壳1的底部设置有导爆索安置槽4，所述的示踪剂封堵盖5与示踪剂储盒6设置于药型罩3的内部，且所述的示踪剂封堵盖5设置于示踪剂储盒6的下端，所述的示踪剂封堵盖5与示踪剂储盒6组合后在其组合的内部形成密闭的示踪剂储腔。通过药型罩与弹壳将炸药存储在两者之间的炸药储腔内，通过导爆索安装槽内的导爆索引爆炸药，将示踪剂封堵盖5和示踪剂储盒6内的示踪剂射出，在射孔的同时将示踪剂射入地层，与地层流体结合。

具体的，所述的药型罩3为圆台形的空腔体，所述的药型罩3的中间位置具有圆柱型空腔体部分，所述的圆柱形空腔体的上侧为药型罩3的锥口，下侧为药型罩3的锥尖，药型罩的外形和示踪剂储盒匹配，从而可以使得示踪剂储盒装配到射孔弹上。

具体的，所述的示踪剂封堵盖5螺纹连接于药型罩3的内侧壁上，所述的示踪剂储盒6螺纹连接于示踪剂封堵盖5的内侧壁上。具体的，所述的药型罩3的中间圆柱形空腔体部分设置有内螺纹，所述的示踪剂封堵盖5的外表面设置有外螺纹，所述的示踪剂封堵盖5螺纹连接于药型罩3的内螺纹上，所述的药型罩3的内表面设置有内螺纹，所述的示踪剂储盒6的底部设置有外螺纹，所述的示踪剂储盒6螺纹连接于示踪剂封堵盖5的内螺纹上。

具体的，锥尖的母线与中轴线的夹角为21°，锥口的母线与中轴线的夹角为20°。

具体的，所述的弹壳1的内部空腔为倒置的圆钟形，所述的圆钟型包括位于下方的圆台形的钟尖，位于中间的圆台形的钟体和位于上方的圆台形的钟座，所述的钟尖的母线与中轴线的夹角为55°，钟体的母线与中轴线的夹角为9°，钟座的母线与钟体的母线的夹角170°。

具体的，所述的示踪剂封堵盖5和示踪剂储盒6由复合金属粉末压制而成。具有易于冲击粉碎的特性。

具体的，所述的示踪剂储盒6的梯台内腔7的上部分为圆台形，下部分为圆柱形。制成聚能梯台形状，利于示踪剂的射出。聚能梯台形状下方圆柱能最大限度的盛装示踪剂，上方圆台射口处收缩，利于示踪剂射出。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。