一种确定气井产出液类型的方法与流程

1.本发明涉及一种确定气井产出液类型的方法，属于油气生产领域。


背景技术：

2.现有技术中，主要通过气井产出液的氯根含量、密度、ph以及返排液量来判断气井产出液的类型。例如，通常在钻探评价阶段，试油出水时进行化验分析得出，地层水氯根含量一般在13-14
×
104mg/l，密度1.06g/cm3，ph值5.7左右，不同区块会有所差异。在气井生产过程中，投产初期产液量认为可能是未排干净的改造液等，将累产液量除以压入地层的改造液量得到返排率，当返排率大于100％时，认为此时气井产液为原地层中的液。在后续的生产过程中，若产液量突然有所增加，则进行取样化验，针对氯根含量、密度、ph进行监测，若产液量不断上升，则增加取样化验频次，直到该化验分析的氯根含量、密度、ph值结果逼近原先地层水测试的结果，此时认为气井开始产水。
3.然而，当实际生产中的气井产出液不仅包括地层水，还包括改造液、钻井液等外来水时，现有的技术无法准确、及时判断出气井产出液的类型。


技术实现要素：

4.本发明提供的确定气井产出液类型的方法，可以准确判断气井产出液的类型，可以为油气田的高效开发管理提供支撑。
5.本发明提供一种确定气井产出液类型的方法，包括以下步骤：
6.1)分别检测地层水样、外来水样及产出液的δ2h与δ
18
o；
7.2)根据所述地层水样的δ2h与δ
18
o以及所述外来水样的δ2h与δ
18
o，建立标记线；
8.3)根据所述标记线和所述产出液的δ2h与δ
18
o，确定所述产出液类型。
9.如上所述的方法，其中，步骤3)包括：
10.产出液标记点和第一标记点重合，所述产出液为地层水；
11.其中，所述第一标记点位于所述标记线上，所述第一标记点包括所述地层水样的δ2h与δ
18
o；
12.所述产出液标记点包括所述产出液的δ2h与δ
18
o。
13.如上所述的方法，其中，步骤3)还包括：
14.产出液标记点和第二标记点重合，所述产出液为外来水；
15.其中，所述第二标记点位于所述标记线上，所述第二标记点包括所述外来水样的δ2h与δ
18
o；
16.所述产出液标记点包括所述产出液的δ2h与δ
18
o。
17.如上所述的方法，其中，步骤3)还包括：
18.产出液标记点和第一标记点以及第二标记点均不重合，根据垂直投影点与所述第一标记点之间的第一距离和所述垂直投影点与所述第二标记点之间的第二距离确定所述产出液类型；
19.其中，所述第一标记点和所述第二标记点位于所述标记线上，所述第一标记点包括所述地层水样的δ2h与δ
18
o，所述第二标记点包括所述外来水样的δ2h与δ
18
o；
20.所述产出液标记点包括所述产出液水样的δ2h与δ
18
o；
21.所述垂直投影点为产出液垂线与所述标记线的交点，所述产出液垂线为所述产出液标记点与所述标记线的垂线。
22.如上所述的方法，其中，所述根据垂直投影点与所述第一标记点之间的第一距离和所述垂直投影点与所述第二标记点之间的第二距离确定所述产出液类型，包括：
23.所述第一距离大于所述第二距离，所述产出液包括所述地层水和所述外来水，且所述地层水在所述产出液中的质量百分含量w
地
小于所述外来水在所述产出液中的质量百分含量w
外
。
24.如上所述的方法，其中，所述根据垂直投影点与所述第一标记点之间的第一距离和所述垂直投影点与所述第二标记点之间的第二距离确定所述产出液类型，还包括：
25.所述第一距离小于所述第二距离，所述产出液包括所述地层水和所述外来水，且所述地层水在所述产出液中的质量百分含量w
地
大于所述外来水在所述产出液中的质量百分含量w
外
。
26.如上所述的方法，其中，所述根据垂直投影点与所述第一标记点之间的第一距离和所述垂直投影点与所述第二标记点之间的第二距离确定所述产出液类型，还包括：
27.所述第一距离等于所述第二距离，所述产出液包括所述地层水和所述外来水，且所述地层水在所述产出液中的质量百分含量w
地
等于所述外来水在所述产出液中的质量百分含量w
外
。
28.如上所述的方法，其中，w
地
＝第一距离/第三距离；
29.其中，所述第三距离为所述第一标记点和第二标记点之间的距离。
30.如上所述的方法，其中，步骤1)包括：利用质谱仪分别检测所述地层水样、所述外来水样及所述产出液的δ2h与δ
18
o。
31.如上所述的方法，其中，步骤2)包括：
32.建立δ2h-δ
18
o直角坐标系；
33.根据所述第一标记点和所述第二标记点在所述δ2h-δ
18
o直角坐标系中建立所述标记线。
34.本发明提供一种确定气井产出液类型的方法，包括以下步骤：1)分别检测地层水样、外来水样及产出液的δ2h与δ
18
o；2)根据所述地层水样的δ2h与δ
18
o以及所述外来水样的δ2h与δ
18
o，建立标记线；3)根据所述标记线和所述产出液的δ2h与δ
18
o，确定所述产出液类型。本发明的确定气井产出液类型的方法，只需要分别测试地层水样、外来水样及产出液的氢氧同位素值，便可以根据气井产出液的氢氧同位素值与地层水样和外来水样的氢氧同位素值确定的标记线的关系，准确判断气井产出液为地层水还是外来水，还是地层水和外来水的混合液，该方法操作简单，可以为油气田的高效开发管理提供支撑。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面对本发明实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
36.图1为本发明第一种实施方式中确定气井产出液类型的流程图；
37.图2为本发明一些实施方式中标记线与产出液标记点的关系示意图；
38.图3为本发明第二种实施方式中确定气井产出液类型的流程图；
39.图4为本发明第二种实施方式中确定气井产出液类型的流程图；
40.图5为本发明第三种实施方式中确定气井产出液类型的流程图；
41.图6为本发明一些实施方式中确定气井产出液类型的示意图。
42.附图标记说明：
43.1：第一标记点；
44.2：第二标记点；
45.3：产出液标记点。
具体实施方式
46.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.图1为本发明第一种实施方式中确定气井产出液类型的流程图。如图1所示，本发明提供一种确定气井产出液类型的方法，包括以下步骤：
48.s101：分别检测地层水样、外来水样及产出液的δ2h与δ
18
o；
49.s102：根据地层水样的δ2h与δ
18
o以及外来水样的δ2h与δ
18
o，建立标记线；
50.s103：根据标记线和产出液的δ2h与δ
18
o，确定产出液类型。
51.可以理解的是，常规生产过程中气井产出液可以为地层水、外来水以及地层水和外来水的混合液，其中，外来水可以为储层改造液和钻井液中的至少一种。
52.本发明确定气井产出液的方法，首先分别对地层水、外来水和产出液进行取样，获得地层水样、外来水取样和产出液，接着分别对地层水样、外来水样和产出液进行氢氧同位素检测，获得地层水样、外来水样及产出液的δ2h与δ
18
o；
53.然后根据地层水样的δ2h与δ
18
o以及外来水样的δ2h与δ
18
o，建立标记线；
54.最后，可以根据地层水样的δ2h与δ
18
o以及外来水样的δ2h与δ
18
o所建立的标记线和产出液的δ2h与δ
18
o之间的关系，确定产出液是地层水还是外来水，还是地层水和外来水的混合液。
55.本发明的气井产出液确定方法，只需要分别测试地层水样、外来水样及产出液的氢氧同位素值，然后可以根据产出液的氢氧同位素值与地层水样和外来水样的氢氧同位素值确定的标记线的关系，准确判断出产出液为地层水还是外来水，还是地层水和外来水的混合液，该方法操作简单，可以为油气田的高效开发管理提供支撑。
56.本发明对地层水样、外来水样及产出液的δ2h与δ
18
o的检测方法不做特别限定，凡是可以检测出地层水样、外来水样及产出液的δ2h与δ
18
o的方法都属于本发明的保护范围之内。
57.在本发明的一些实施方式中，可以使用质谱仪分别检测地层水样、外来水样及产出液的δ2h与δ
18
o。进一步地，本发明的质谱仪为氢氧同位素分析仪。
58.本发明对标记线的建立方法不做特别限定，凡是可以使地层水样的δ2h与δ
18
o以及外来水样的δ2h与δ
18
o形成标记线的方法都属于本发明的保护范围之内。
59.示例性地，可以根据地层水样的δ2h与δ
18
o以及外来水样的δ2h与δ
18
o建立直线方程，例如以δ2h为x，以δ
18
o为y建立直线方程，或者以δ
18
o为x，以δ2h为y建立直线方程，该直线方程即为标记线对应的方程。
60.也可以建立δ2h-δ
18
o直角坐标系，在δ2h-δ
18
o直角坐标系中标记地层水样的δ2h与δ
18
o，形成第一标记点，在δ2h-δ
18
o直角坐标系中标记外来水样的δ2h与δ
18
o，形成第二标记点，连接第一标记点和第二标记点，形成标记线。
61.也可以建立δ
18
o-δ2h直角坐标系，在δ
18
o-δ2h直角坐标系中标记地层水样的δ2h与δ
18
o，形成第一标记点，在δ
18
o-δ2h直角坐标系中标记外来水样的δ2h与δ
18
o，形成第二标记点，连接第一标记点和第二标记点，形成标记线。
62.可以理解的是，由于在气井施工过程中，温度越高，同位素分馏情况越小，在地层的高温下，同位素的分馏情况很小。在混合液进入地层后，混合液中的氧和地层岩石中的氧会逐步平衡，这使得氧同位素值发生变化，温度越高变化值越大。而岩石中的氢含量极小，因此中性-碱性液中的氢同位素几乎不发生变化，所以氢同位素比氧同位素的数值更加稳定，为了能更加准确的确定气井产出液的类型，更好的为油气田的高效开发管理提供支撑，在本发明的一些实施方式中，根据地层水样的δ2h与δ
18
o以及外来水样的δ2h与δ
18
o，以δ2h为x，以δ
18
o为y，建立直线方程，该直线方程即为标记线对应的方程；或，建立δ2h-δ
18
o直角坐标系，在δ2h-δ
18
o直角坐标系中标记地层水样的δ2h与δ
18
o，形成第一标记点，在δ2h-δ
18
o直角坐标系中标记外来水样的δ2h与δ
18
o，形成第二标记点，连接第一标记点和第二标记点，形成标记线。
63.图2为本发明一些实施方式中标记线与产出液标记点的关系示意图。如图2所示，以δ
18
o为x轴，以δ2h为y轴，建立δ
18
o-δ2h直角坐标系，在δ
18
o-δ2h直角坐标系中标记地层水样的δ2h与δ
18
o，形成第一标记点1，在δ
18
o-δ2h直角坐标系中标记外来水样的δ2h与δ
18
o，形成第二标记点2，在δ
18
o-δ2h直角坐标系中标记产出液的δ2h与δ
18
o，形成产出液标记点3；第一标记点1和第二标记点2之间的连线为标记线，标记线的周围具有n个产出液标记点3，n≥1，其中，产出液标记点3可以与第一标记点1重合或第二标记点2重合，产出液标记点3也可以与第一标记点1和第二标记点2都不重合。
64.当产出液标记点3与第一标记点1和第二标记点2都不重合时，产出液标记点3可以位于标记线上，也可以位于标记线之外。
65.图3为本发明第二种实施方式中确定气井产出液类型的流程图，如图3所示，在图1的基础上，s103具体包括s103a：
66.产出液标记点和第一标记点重合，产出液为地层水；
67.其中，第一标记点位于标记线上，第一标记点包括地层水样的δ2h与δ
18
o；
68.产出液标记点包括产出液的δ2h与δ
18
o。
69.本发明中，若产出液的δ2h与δ
18
o与地层水样的δ2h与δ
18
o相同，则产出液标记点与第一标记点重合，所以产出液为地层水。
70.图4为本发明第三种实施方式中确定气井产出液类型的流程图，如图4所示，在图1的基础上，s103具体包括s103b：
71.产出液标记点和第二标记点重合，则产出液为外来水；
72.其中，第二标记点位于标记线上，第二标记点包括外来水样的δ2h与δ
18
o；
73.产出液标记点包括产出液的δ2h与δ
18
o。
74.本发明中，若产出液的δ2h与δ
18
o与外来水样的δ2h与δ
18
o相同，则产出液标记点与第二标记点重合，所以产出液为外来水。
75.图5为本发明第三种实施方式中确定气井产出液类型的流程图，如图4所示，在图1的基础上，s103具体包括s103c：
76.产出液标记点和第一标记点以及第二标记点均不重合，根据垂直投影点与第一标记点之间的第一距离和垂直投影点与第二标记点之间的第二距离确定产出液类型；
77.其中，第一标记点和第二标记点位于标记线上，第一标记点包括地层水样的δ2h与δ
18
o，第二标记点包括外来水样的δ2h与δ
18
o；
78.产出液标记点包括产出液的δ2h与δ
18
o；
79.垂直投影点为产出液垂线与标记线的交点，产出液垂线为产出液标记点与标记线的垂线。
80.本发明中，当产出液标记点位于标记线上时，产出液标记点即为垂直投影点，产出液为地层水和外来水组成的的混合液。垂直投影点与第一标记点之间的距离为第一距离，第一距离可以代表产出液的δ2h和δ
18
o与地层水样的δ2h和δ
18
o的差异程度；垂直投影点与第二标记点之间的距离为第二距离，第二距离可以代表产出液中的δ2h和δ
18
o与外来水样的δ2h和δ
18
o的差异程度。本发明可以根据第一距离和第二距离确定产出液的类型，即可以根据产出液的δ2h和δ
18
o与地层水样的δ2h和δ
18
o的差异程度与产出液的δ2h和δ
18
o与外来水样的δ2h和δ
18
o的差异程度确定产出液的类型。
81.当产出液标记点不位于标记线上时，产出液为地层水和外来水组成的混合液。为了进一步表征混合液的具体组成，可以通过产出液标记点向第一标记点和第二标记点形成的标记线做垂线，得到产出液垂线，产出液垂线与标记线具有交点，该交点为垂直投影点；垂直投影点与第一标记点之间的距离为第一距离，第一距离可以代表产出液的δ2h和δ
18
o与地层水样的δ2h和δ
18
o的差异程度；垂直投影点与第二标记点之间的距离为第二距离，第二距离可以代表产出液的δ2h和δ
18
o与外来水样的δ2h和δ
18
o的差异程度。本发明可以根据第一距离和第二距离确定产出液的类型，即可以根据产出液的δ2h和δ
18
o与地层水样的δ2h和δ
18
o的差异程度与产出液的δ2h和δ
18
o与外来水样的δ2h和δ
18
o的差异程度确定产出液的类型。
82.在本发明的一些实施方式中，根据垂直投影点与第一标记点之间的第一距离和垂直投影点与第二标记点之间的第二距离确定产出液类型，包括：
83.第一距离大于第二距离，产出液包括地层水和外来水，且地层水在产出液中的质量百分含量w
地
小于外来水在产出液中的质量百分含量w
外
。
84.由于第一距离可以代表产出液的δ2h和δ
18
o与地层水样的δ2h和δ
18
o的差异程度；第二距离可以代表产出液的δ2h和δ
18
o与外来水样的δ2h和δ
18
o的差异程度。当第一距离大于第二距离时，产出液的δ2h和δ
18
o与地层水样的δ2h和δ
18
o的差异程度大于产出液的δ2h和δ
18
o与外来水样的δ2h和δ
18
o的差异程度，即产出液的δ2h和δ
18
o更接近外来水样的δ2h和δ
18
o，所以
地层水在产出液中的质量百分含量w
地
小于外来水在产出液中的质量百分含量w
外
。
85.在本发明的一些实施方式中，根据垂直投影点与第一标记点之间的第一距离和垂直投影点与第二标记点之间的第二距离确定产出液类型，还包括：
86.第一距离小于第二距离，产出液包括地层水和外来水，且地层水在产出液中的质量百分含量w
地
大于外来水在产出液中的质量百分含量w
外
。
87.本发明中，当第一距离小于第二距离时，产出液的δ2h和δ
18
o与地层水样的δ2h和δ
18
o的差异程度小于产出液的δ2h和δ
18
o与外来水样的δ2h和δ
18
o的差异程度，即产出液的δ2h和δ
18
o更接近地层水样的δ2h和δ
18
o，所以地层水在产出液中的质量百分含量w
地
大于外来水在产出液中的质量百分含量w
外
。
88.在本发明的一些实施方式中，根据垂直投影点与第一标记点之间的第一距离和垂直投影点与第二标记点之间的第二距离确定产出液类型，还包括：
89.第一距离等于第二距离，产出液包括地层水和外来水，且地层水在产出液中的质量百分含量w
地
等于外来水在产出液中的质量百分含量w
外
。
90.本发明中，当第一距离等于第二距离时，产出液的δ2h和δ
18
o与地层水样的δ2h和δ
18
o的差异程度等于产出液的δ2h和δ
18
o与外来水样的δ2h和δ
18
o的差异程度，即地层水在产出液中的质量百分含量w
地
等于外来水在产出液中的质量百分含量w
外
。
91.在本发明的一些实施方式中，w
地
＝第一距离/第三距离；
92.其中，第三距离为第一标记点和第二标记点之间的距离。
93.本发明中，第一标记点和第二标记点之间的距离称为第三距离，第三距离可以代表地层水样的δ2h和δ
18
o与外来水样的δ2h和δ
18
o的差异程度，所以第一距离与第三距离之比可以为地层水在产出液中的质量百分含量w
地
。
94.在本发明的一些实施方式中，w
外
＝第二距离/第三距离。
95.本发明中，由于产出液最多由地层水和外来水两种液体组成，所以地层水在产出液中的质量百分含量还可以为，w
外
＝1-w
地
。
96.在本发明的一些实施方式中，可以根据垂直投影点对应的δ2h，在坐标轴中分别标记垂直投影点、第一标记点和第二标记点对应的δ2h，垂直投影点对应的δ2h与第一标记点对应的δ2h的距离为第一距离，垂直投影点对应的δ2h与第二标记点对应的δ2h的距离为第二距离，第一标记点对应的δ2h与第三标记点对应的δ2h的距离为第三距离，w
地
＝第一距离/第三距离，w
外
＝1-w
地
。
97.可以根据垂直投影点对应的δ
18
o，在坐标轴中分别标记垂直投影点、第一标记点和第二标记点对应的δ
18
o，垂直投影点对应的δ
18
o与第一标记点对应的δ
18
o的距离为第一距离，垂直投影点对应的δ
18
o与第二标记点对应的δ
18
o的距离为第二距离，第一标记点对应的δ
18
o与第三标记点对应的δ
18
o的距离为第三距离，w
地
＝第一距离/第三距离，w
外
＝1-w
地
。
98.示例性地，图6为本发明一些实施方式中确定气井产出液类型的示意图。如图3所示，地层水样的δ2h为-70
‰
，外来水样的δ2h为-58
‰
，产出液垂直投影点对应的δ2h为-67
‰
，将地层水样、外来水样和产出液垂直投影点对应的δ2h分别在坐标轴上标记；
99.第一距离＝-67-(-70)＝3；
100.第二距离＝-58-(-67)＝9；
101.第三距离＝-58-(-70)＝12；
102.w
地
＝第一距离/第三距离＝3/12＝0.25；
103.w
外
＝1-w
地
＝1-0.25＝0.75，或，w
外
＝第二距离/第三距离＝9/12＝0.75。
104.所以此时气井产出液为外来水和地层水的混合溶液，其中，外来水的质量百分含量为75％，地层水的质量百分含量为25％。
105.本发明的气井产出液类型确定方法，不仅可以确定气井产出液的类型，而且可以确定出每种液体在产出液中的质量百分含量，可以为油气田的高效开发管理提供支撑。
106.以下，结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。
107.实施例1
108.某气田生产两个月后，气井的产液量增加，需要确定此时的产出液类型；
109.1)分别对地层水、外来水和产出液进行取样，获得地层水样、外来水取样和产出液，接着分别对地层水样、外来水样和产出液进行氢氧同位素检测，获得地层水样的δ2h为-68.0
‰
、δ
18
o为-6.3
‰
，外来水样的δ2h为-52.2
‰
、δ
18
o为-4.9
‰
，产出液的δ2h为-56.4
‰
、δ
18
o为-5.2
‰
；
110.2)根据地层水样的δ2h与δ
18
o以及外来水样的δ2h与δ
18
o，建立标记线；
111.3)产出液标记点和第一标记点以及第二标记点均不重合，产出液标记点基本位于标记线之上，产出液标记点即为垂直投影点，垂直投影点对应的δ2h为-56.4
‰
；
112.第一距离＝-56.4-(-68.0)＝11.6；
113.第二距离＝-52.2-(-56.4)＝4.2；
114.第三距离＝-52.2-(-68.0)＝15.8；
115.w
地
＝第一距离/第三距离＝11.6/15.8＝0.734；
116.w
外
＝1-w
地
＝1-0.734＝0.266，或，w
外
＝第二距离/第三距离＝4.2/15.8＝0.266。
117.所以该气井产出液为外来水和地层水的混合溶液，其中，外来水的质量百分含量为73.4％，地层水的质量百分含量为26.6％。
118.验证例1
119.确定某气井的产出液类型：
120.1)对地层水进行取样，获得地层水样，对地层水样进行氢氧同位素检测，获得地层水样的δ2h为-55.7
‰
、δ
18
o为-4.3
‰
；
121.2)在后续建产开发过程中，该气井在投产一个月后，产液量大幅度增加，计算返排率为110.5％。连续进行一周的地层水全分析化验，氯根含量忽高忽低，为确定产出液类型，对产出液进行取样，获得产出液，对产出液进行氢氧同位素检测，获得产出液的δ2h为-55.8
‰
、δ
18
o为-4.0
‰
，由于产出液的氢氧同位素与地层水样的氢氧同位素接近，判断产出液为地层水。
122.3)对该井进行增加监测频率并控产，一个月后氯根含量上升至132935mg/l，产量与氯根含量保持稳定，说明气井出水，与前期氢氧同位素测试得出的结论一致。
123.验证例2
124.确定某气井的产出液类型：
125.1)对地层水进行取样，获得地层水样，对地层水样进行氢氧同位素检测，获得地层水样的δ2h为-52.8
‰
、δ
18
o为-4.8
‰
；
126.2)某井在完井储层改造阶段，对改造液进行取样，获得外来水样，对外来水样进行
氢氧同位素检测，获得外来水样的δ2h为-43.7
‰
、δ
18
o为-7.1
‰
，完井改造后未立即投产；
127.3个月后，酸洗井筒投产，投产初期日产液量6.5方且稳定，两个月后产液量突然上升至12.5方，此时返排率86.3％，氯根85315mg/l，初步判断产出液为地层水与改造液的混合液；
128.3)对产出液进行取样，获得产出液，对产出液进行氢氧同位素检测，获得产出液的δ2h为-49.4
‰
、δ
18
o为-5.9
‰
；
129.通过建立直角坐标系，得出垂直投影点的δ2h为-49.3
‰
，计算出地层水占比61.5％；
130.4)经过2个月的生产后，气井的日产液量稳定在6方，氯根含量129968mg/l，说明气井出水，与前期氢氧同位素测试得出的结论一致。
131.从验证例1和2可以看出，本发明的气井产出液类型的确认方法可靠，可以为油气田的高效开发管理提供支撑。
132.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。