[發(fā)明專利]從動(dòng)電和電滲測(cè)量潤(rùn)濕性

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810003266.6
• 申請(qǐng)日: 2008-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN101498644A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳民彝;杰弗里·A·塔文;奧斯汀·博伊德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普拉德研究及開發(fā)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00;G01N27/60
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王新華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明廣泛涉及對(duì)地層的表征。更具體地，本發(fā)明涉及利用測(cè)量地層的動(dòng)電和/或電滲特性來確定地層的潤(rùn)濕性的設(shè)備和方法。?

背景技術(shù)

大量石油保存在親油和混合潤(rùn)濕的碳酸鹽儲(chǔ)層中。通過確定地層是親水、親油還是混合潤(rùn)濕的，可以確定石油的位置來指導(dǎo)工作以便獲得石油。巖石潤(rùn)濕性是表征儲(chǔ)層的參數(shù)，難以在井筒現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。在用油基泥漿鉆的井的侵入?yún)^(qū)有親水砂巖變?yōu)橛H油的跡象。侵入?yún)^(qū)的潤(rùn)濕性知識(shí)在Rxo和核磁共振記錄的理解中是特別重要的。巖石潤(rùn)濕性可以由巖核分析和/或綜合電纜記錄例如電阻率記錄、核記錄和核磁共振記錄來確定。?

然而，在用于確定潤(rùn)濕性的技術(shù)中，已知的各種方法有缺陷，包括進(jìn)行測(cè)量需要大量的時(shí)間以及需要提供和儲(chǔ)存放射性材料。?

巖石樣品的動(dòng)電耦合常數(shù)可以在實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)確測(cè)量。大量親水巖石樣品的耦合常數(shù)已經(jīng)被確定。David?B.Pengra，Po-zen?Wong，Low?frequencyAC?Electrokinetic(低頻交流動(dòng)電力學(xué))，Colloids?and?Surfaces，159(1999)283-292。然而，由于測(cè)量幾何圖形的限制，在地基中現(xiàn)場(chǎng)精確測(cè)量耦合常數(shù)更加困難。傳感器一般僅位于鉆井中；為了測(cè)量而隔離一部分巖石常常是不實(shí)際的。因此，測(cè)量必須在開放幾何圖形中進(jìn)行，更容易受非均質(zhì)性、各向異性、巖層邊界效應(yīng)、鉆井效應(yīng)等所引起的不確定性的影響。原理上，這些問題與任何電纜測(cè)量的那些問題(例如，通過電纜工具精確測(cè)量電阻率的問題)并無不同。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各種實(shí)施例可以處理現(xiàn)有技術(shù)的一些缺陷。本發(fā)明的實(shí)施例?目的在于根據(jù)動(dòng)電和/或電滲測(cè)量來確定潤(rùn)濕性。在親水巖石中，在水和巖體之間的界面上存在一種帶電的偶極層。可動(dòng)的正電荷在水中，不動(dòng)的負(fù)電荷在巖體中。動(dòng)電電流與壓力梯度成比例，比例常數(shù)是動(dòng)電耦合常數(shù)。流體電流與電場(chǎng)成比例，比例常數(shù)是與動(dòng)電耦合常數(shù)相等的電滲耦合常數(shù)。?

動(dòng)電耦合常數(shù)是巖石的特性，強(qiáng)烈取決于巖石的潤(rùn)濕性。在親油巖石中，不存在巖體和水之間的界面。取而代之的是，巖體與油的界面以及油與水的界面。耦合常數(shù)的大小和符號(hào)可用于區(qū)別親油巖石和親水巖石。至于混合潤(rùn)濕的巖石，其耦合常數(shù)的值可介于親水巖石和親油巖石耦合常數(shù)值之間。通過與對(duì)不同巖石核心和不同混合潤(rùn)濕性的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量建立的數(shù)據(jù)庫(kù)比較，在鉆井中測(cè)量的耦合常數(shù)可用于定量表征混合潤(rùn)濕的巖石。?

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種方法包括：在最接近井筒的地層中產(chǎn)生壓差；測(cè)量最接近井筒地層的流動(dòng)電勢(shì)，該流動(dòng)電勢(shì)由壓差引起；通過利用對(duì)流動(dòng)電勢(shì)的測(cè)量，確定最接近井筒的地層潤(rùn)濕性。在一些實(shí)施例中，壓差具有小于1Hz的頻率。在其它的實(shí)施例中，壓差具有地震頻率。在其它的實(shí)施例中，壓差具有聲頻。在其它的實(shí)施例中，壓差具有超聲頻率。?

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，一種方法包括：在最接近井筒的地層中產(chǎn)生壓差；測(cè)量最接近井筒地層的產(chǎn)生的動(dòng)電特性，所產(chǎn)生的動(dòng)電特性由壓差引起；將電場(chǎng)施加到最接近井筒的地層中；測(cè)量最接近井筒的地層中產(chǎn)生的壓力變化，所產(chǎn)生的壓力變化由電場(chǎng)引起；通過利用對(duì)所產(chǎn)生的動(dòng)電特性的測(cè)量和對(duì)所產(chǎn)生的壓力變化的測(cè)量，確定最接近井筒的地層的潤(rùn)濕性。?

在本發(fā)明的另一個(gè)說明性實(shí)施例中，一種用于勘測(cè)地層的設(shè)備包括：適于在最接近井筒的地層中產(chǎn)生壓差的壓差源；適于測(cè)量最接近井筒的地層的流動(dòng)電勢(shì)的傳感器，該流動(dòng)電勢(shì)由壓差引起；適于通過利用對(duì)流動(dòng)電勢(shì)的測(cè)量來確定最接近井筒的地層的潤(rùn)濕性的處理器。?

本發(fā)明的另一個(gè)說明性的實(shí)施例提供了一種設(shè)備，該設(shè)備具有：適于在最接近井筒的地層中產(chǎn)生壓差的壓差源；適于測(cè)量最接近井筒的地層的產(chǎn)生的動(dòng)電特性的第一傳感器，所產(chǎn)生的動(dòng)電特性由壓差引起；至少一個(gè)將電場(chǎng)施加到最接近井筒的地層中的電極；適于測(cè)量最接近井筒的地層中?產(chǎn)生的壓力變化的第二傳感器，所產(chǎn)生的壓力變化由電場(chǎng)引起；通過利用對(duì)所產(chǎn)生的動(dòng)電特性的測(cè)量和對(duì)所產(chǎn)生的壓力變化的測(cè)量，確定最接近井筒的地層的潤(rùn)濕性的處理器。?

附圖說明

根據(jù)此處的描述和附圖本發(fā)明將變得清晰。?

圖1A是親水巖石孔隙的透視圖；?

圖1B是親油巖石孔隙的透視圖；?

圖2是根據(jù)本發(fā)明第一說明性實(shí)施例的schlumberger(斯倫貝謝)模塊化地層動(dòng)力試驗(yàn)器(MDT^TM)工具的透視圖；?

圖3是根據(jù)本發(fā)明第二說明性實(shí)施例的有線聲學(xué)動(dòng)電工具的透視圖；?