[發明專利]基于納米磁流體的水驅前緣監測系統及監測方法

在審

• 申請號: 201510363677.6
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105003236A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 黃濤;姚軍;黃朝琴;劉均榮
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/20
• 分類號: E21B43/20
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

1.一種基于納米磁流體的水驅前緣監測系統，包括：驅替液容器、高壓泵組、磁流體容器、實時數據采集與處理中心、井下磁場發生器、監測井磁力計；其特征在于：所述的驅替液容器通過驅替液輸送管線與高壓泵組相連，所述的磁流體容器通過磁流體輸送管線與高壓泵組相連，高壓泵組通過注水井輸送管線與注水井的井筒相連；所述的井下外加磁場發生器布置在注水井井筒中預定的監測層段附近，所述的監測井磁力計位于監測井井筒中預定的監測層段附近，所述的實時數據采集與處理中心位于監測井井場地面上，實時數據采集與處理中心通過通訊線路與監測井磁力計相連，實時數據采集與處理中心采集、保存監測井磁力計測量信息并計算、顯示儲層中磁流體位置分布，繼而捕捉水驅前緣。

2.根據權利要求1所述的基于納米磁流體的水驅前緣監測系統，其特征在于：驅替液容器中儲存驅替液流體，磁流體容器中儲存納米磁流體。

3.根據權利要求1-2所述的基于納米磁流體的水驅前緣監測系統，其特征在于：驅替液流體為水，納米磁流體是穩定的膠狀液體，由直徑為納米量級的磁性固體顆粒、基載液和表面活性劑三者混合而成；納米量級的磁性固體顆粒由元素周期表中D區元素的金屬顆粒或氧化物顆粒組成，其成分包括鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋯、鈮、鉬、銠、鈀、釔、鉿、鉭、鎢、鉑或者上述元素的任意組合。

4.根據權利要求1-3所述的基于納米磁流體的水驅前緣監測系統，其特征在于：所述的監測井磁力計為超導量子干涉儀，多個監測井磁力計構成磁力計組。

5.根據權利要求1-4所述的基于納米磁流體的水驅前緣監測系統，其特征在于：監測井磁力計測量注入納米磁流體前的背景磁場、井下外加磁場發生器產生的外加磁場和注入納米磁流體后的強化磁場。

6.根據權利要求1-5所述的基于納米磁流體的水驅前緣監測系統，其特征在于：所測量的背景磁場、外加磁場和強化磁場信息通過通訊線路送入實時數據采集與處理中心，根據采集的背景磁場、外加磁場和強化磁場信息，通過降噪處理后確定出儲層中引入納米磁流體后產生的磁異常，然后根據磁異常參數、納米磁流體的磁化率等參數，利用磁異常反演算法得到環繞于水驅波及區域的磁流體位置分布，繼而捕捉水驅前緣；該功能可以根據現有技術中的磁異常數據采集與反演解釋軟件實現。

7.一種基于納米磁流體的水驅前緣監測方法，采用權利要求1-6所述的監測系統，其特征在于，在布置好監測井的監測現場后開始進行水驅前緣監測，具體步驟如下：

步驟1：布置監測現場

在注水井井筒中預定的注水層段附近布置井下磁場發生器，在監測井井筒預定的注水層段附近布置監測井磁力計，并通過通訊線路與實時數據采集與處理中心相連；

步驟2：啟動監測井磁力計，測量初始背景磁場；

步驟3：啟動注水井井下外加磁場發生器，利用監測井磁力計測量井下外加磁場發生器產生的外加磁場；

步驟4：將納米磁流體通過磁流體輸送管線輸送至高壓泵組，增壓后經注水井輸送管線注入注水井井筒中；

步驟5：在納米磁流體充滿井筒后關閉磁流體容器，并開啟驅替液容器，將容器中的水通過驅替液輸送管線輸送至高壓泵組，增壓后通過注水井輸送管線注入注水井井筒；

步驟6：隨著不斷向井筒中注水，步驟4注入的磁流體在注入水的驅替作用下不斷地被推進地層中，從而在地層中形成環繞水驅波及區域的高磁化帶，并在外加磁場作用下磁化形成次生磁場，利用監測井磁力計實時測量磁流體進入地層后由背景磁場、外加磁場及次生磁場共同疊加的強化磁場；

步驟7：將步驟6所測量的強化磁場和步驟2、3所測量的初始背景磁場、外加磁場通過通訊線路傳輸至實時數據采集與處理中心，并進行數據預處理后得到磁異常數據，根據磁異常數據反演出儲層中環繞水驅波及區域的高磁化帶，從而得到水驅前緣位置及水驅波及范圍。

8.根據權利要求7所述的基于納米磁流體的水驅前緣監測方法，其特征在于，在監測井周圍鄰井中對應監測井監測層段深度處布置一組鄰井磁力計，根據步驟6、7將鄰井磁力計測量強化磁場和步驟2、3所測量的初始背景磁場、外加磁場通過通訊線路傳輸至實時數據采集與處理中心4，并進行數據預處理后得到鄰井磁力計所測量的磁異常數據，然后通過監測井及鄰井磁力計分別測量的磁異常數據反演出地層中環繞于水驅波及區域的高磁化帶，通過對比分析從而得到更精確的水驅前緣位置及水驅波及范圍。