监测非常规烃勘探和开采位点的方法_2

文档序号:9260696阅读:来源:国知局
有气体。
[0037] 根据本发明的一个实施方式,姪类含有甲烧。
[003引优选地,所述稀有气体是氮气或氣气。
[0039] 附图简要说明
[0040] 通过阅读下文中W非限制性实施例的方式给出的实施方式的描述并参考附图,可 W了解本发明方法的其他特征和益处,其中:
[0041] -图1显示了回收非常规姪的示例,
[0042] -图2显示了通过地球化学测量的方式校正的氮气化e)、氣气(Ar)、氣丙烷肿) 和甲烧(邸4)扩散模型,
[0043] -图3显示了利用后续地球化学测量对校正的改善,和
[0044] -图4显示了采取行动W解决未来泄漏问题的时间限制的计算。
【具体实施方式】
[0045] 本发明的监测方法设及非常规姪勘探或开采位点。
[0046] 根据图1所示的非限制性实施方式,通过孔P对地下层化c(如特定的围岩,例如 可透性非常低的粘±型岩石)中含有的非常规姪类HC进行回收。含姪类的Zhc区域的顶部 设为上部区域,尤其是含水地下蓄水层。非常规姪类肥的回收需要特定处理,尤其是地下 层化C的压裂。该种压裂允许通过孔P回收肥,但是其可能导致姪类向上部区域迁移。该 种迁移在压裂过度并且控制薄弱的情况下可能是平流迁移,或者是在所有位点发生的扩散 性迁移。扩散与可透性无关并且仅依赖于孔隙率,甚至在可透性非常低的层的情况中,发生 扩散现象。在扩散的情况中,在图1中,通过弯曲的箭头表示姪类肥(甲烧邸4、己烧CsHe、 丙烷C3H8、了烧C4H1。等)的扩散,在大多数情况中,甲烧是主要物质,并且由于其分子最小, 其是姪类中扩散最快的物质。优选避免向上部区域(尤其是在其是地下蓄水层的情况下) 扩散,w限制与非常规姪类的开采相关的环境问题。本发明的方法可用于监测该种向上部 区域(称为监测区域Zsur)的扩散。优选地,该种监测区域Zsur对应于由非饮用水组成的 盐水地下蓄水层,之后是饮用水地下蓄水层(在水层中较高(接近表面))。
[0047] 存在几种类型的压裂方法,诸如;(i)注射压力水(称作水力压裂),例如与二氧化 娃(砂)微珠相关W保持产生的断裂开放,(ii)通过爆炸(炸药)机械压裂,或(iii)注 射气体,如氣丙烷(不可燃丙烷)或温氮气(尤其用于北极地区钻探/压裂,在该地区中, 水过快冻结并且由于相同的原因,氣丙烷似乎无效)。
[0048] 用作"压裂试剂"的注射的气体,例如氣丙烷或氮气,也可能通过扩散泄漏并且污 染覆盖压裂的开采的岩石的区域。也可防止该种扩散W限制与通过气体注射压裂对非常规 姪类进行开采相关的环境问题。
[0049] 本发明的监测方法允许对扩散到上部区域中的姪类进行定量并且通过对尤其是 上部区域中存在的稀有气体和可能的用于压裂的注射的气体(例如,氣丙烷或氮气)的分 析得知姪向该区域的泄漏。事实上,包含非常规姪类的地下层也含有同样会扩散到上部区 域的稀有气体(例如,氮气或氣气)。氮气在地质环境中天然存在,在地质环境很深时更是 如此。此外,对于通过气体注射压裂,注射的气体也可含有会扩散至上部区域的稀有气体 (尤其是在温氮气注射的情况中)。
[0化0] 监测方法是基于使用稀有气体相对于姪类,和合适时相对于注射的气体的=种令 人感兴趣的特征:
[0化1]-更快地扩散至水性介质中,
[0化2]-可通过测量工具更精细地检测到,和
[0化3]-从化学和生物学的观点而言,相对于其环境无活性。
[0化4] 该监测方法基本包括W下阶段:
[0化5] 1.对于稀有气体和姪类的扩散模型选择
[0056] 2.在勘探和开采之前的稀有气体浓度测量
[0化7] 3.在勘探期间、在开采期间和开采后的稀有气体浓度测量
[0化引 4.用浓度测量结果校正稀有气体扩散模型
[0059] 5.根据经校正的稀有气体扩散模型更新姪扩散模型
[0060] 6.根据更新的模型确定在监测区域中时间t时存在的姪类的量。
[0061] 该些阶段在下文中详细描述为非限制性实施例,其中甲烧C&是在地下层中含有 的待回收的姪。然而,该些阶段适于地下层中含有的任意类型的姪,例如,己烧CsHe、丙烷 C品、T烧C4H…,或其混合物。
[0062] 1.对于稀有气体巧C比的扩前橫巧洗择
[0063] 选择在地质环境中天然存在的稀有气体,例如氮气的扩散模型,和姪C&的扩散模 型。各模型描述了化学物质的浓度随着时间、深度、氮气和C&的特定扩散系数的变化。
[0064] 组分通过扩散垂直迁移的1D模型是例如,已知的,其中通过W下等式确定组分浓 度似在空间和时间(t)上的变化:
[00(55]
等式 1
[0066]其中;
[0067] -z;涂度
[0068] -t;时间
[0069] -D;组分(稀有气体、姪类、注射的气体)的有效扩散系数,使得D=Dm*比率,其 中Dm是组分的分子扩散系数,并且比率(初始等于孔隙率)是在该方法的阶段4中更新的 参数,
[0070] -C。;溶解的组分版或CH4)的最大浓度,即注射前的初始浓度。它是在水/气体 界面处的浓度。
[0071] 根据本发明的实施方式,通过用气体注射压裂来实现姪类的回收,类似地选择注 射的气体的扩散模型,例如,等式1中所述的1D模型。
[0072] 图2显示了氮气化e)、氣气(Ar)、氣丙烷(FP)(用于压裂的注射的气体)和邸4(姪 类)的扩散模型(曲线)。
[0073] 2.在邸探/开采,胃前的稀有气体浓麼测量
[0074] 在勘探和开采之前(考虑勘探包含压裂阶段),即在压裂和姪回收之前,取在监测 区域中存在的流体的至少第一样品(姪类可能达到的底±区域)并且在该第一样品中测量 稀有气体浓度。使用至少一个监测孔进行取样,监测孔中运行井下取样器W回收存在的流 体(水),而不破坏该系统的物理-化学平衡。
[0075] 该孔允许取样器放置在底±的区域中,姪类可能达到该底±。该监测区域位于含 姪类的地下层之上,特别是地下蓄水层。
[0076] 然后在该第一样品上进行在开采之前表征底±区域的初始状态的第一测量。测量 该第一样品中稀有气体的浓度。如果可能,也可测量其他稀有气体、姪类和注射的气体的浓 度。
[0077] 该阶段可用于限制姪类的组成(溶解于地下层中的气体形式的元素)。早于甲烧 检测氮气取决于含姪层和检测区域之间的氮气组成差异。在地质环境中天然存在氮气,在 地质环境很深时更是如此,需要通过对天然流体的初步分析来限制该种差异。
[007引3.开采期间巧开采后的稀有气体浓麼测量
[0079] 在压裂和开采(姪回收)期间和之后,对检测区域中存在的流体取至少第二样品, 并且测量该第二样品内的稀有气体浓度。
[0080] 使用之前阶段所述的相同方式:监测孔和井下取样器。
[0081] 该阶段可重复不同次数,并且可能在不同的监测孔中。
[0082] 由此得到在开采期间和开采后的时间t时的稀有气体浓度相对于开采前稀有气 体浓度的比率的一组值(在各取样和测量时间t时的值)。
[008引4.用浓麼测量结果巧巿的稀有气体扩前橫巧
[0084] 当稀有气体化e)浓度增加时,对阶段1中选择的模型的有效扩散系数进行调节, 使得该模型与测量结果相一致。然后由此推导出分子扩散系数与经调节的扩散系数(等式 1)的比率。
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1