[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

技術領域

本發明屬于石油天然氣工程領域，具體地，涉及一種基于納米磁流體的水驅前緣監測系統及監測方法。

背景技術

注水是油田開發過程中保持地層能量、實現穩產、提高采收率最常見和最直接、簡便的方法。有效地監測注水井水驅前緣可以及時了解、掌握水驅前緣變化狀況、水流走向等，為后期注采井網調整、挖掘剩余油等提供可靠的技術依據，對于提高最終采收率具有重大意義。

由于儲層非均質性強及地下發育分布復雜、規律性差的裂縫等高滲通道，如何確定注入水推進方向、主力注水方位、注水前緣位置具有很大的挑戰性。以前只能靠經驗或通過示蹤劑監測進行粗略判斷，存在精度低、施工復雜、周期長、成本高等缺點。在21世紀初，國內外逐漸開始應用微地震監測技術進行水驅前緣監測(劉建中,王春耘,劉繼民.用微地震法監測油田生產動態[J].石油勘探與開發,2004,31(2):71-73.)，其原理歸納為注水過程引發微地震，通過監測微地震波繼而反演震源位置，最后結合滲流力學、地質統計學等相關理論得到水驅前緣、注入水波及范圍、優勢注水方向，注水波及區面積等結果。此外，還有一些數值方法計算水驅前緣，比如試井分析法、貝克萊－列維爾特法等(賈金偉,張偉,賈嵩.砂巖油藏注水井水驅前緣計算方法研究[J].重慶科技學院學報:自然科學版,2013,(1):104-108.)，該類方法主要是從試井理論和油藏工程基本理論出發，根據簡化物理模型從而給出相應數學模型，求解數學模型從而得到油水前緣相關信息，由于簡化的物理模型和實際油藏相差較大，因此該方法精度較低，并且應用局限性大。

針對全球石油工業和納米等技術的快速發展，納米材料逐漸應用到油氣田開發領域。由于磁流體中包含納米磁性顆粒從而表現出磁性性質，當地層中存在磁流體時會改變其磁導率，在外加磁場作用下表現出磁異常區域，利用現有的地球物理磁異常反演技術可以得到磁異常位置，針對該方法國內外專家學者提出了基于納米磁流體的裂縫檢測技術(中國石油大學(華東)，基于納米磁流體的儲層裂縫檢測系統及檢測方法，ZL201310186293.2)，并取得了一定研究成果。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種基于納米磁流體的水驅前緣監測系統及方法；首先向地層注入納米磁流體，然后再進行注水，納米磁流體在注入水的驅動作用下隨水驅前緣推進而流動并形成環繞于水驅波及區域的高磁化帶，經外加磁場磁化后形成磁異常帶，通過對磁異常的處理及解釋從而反演出磁異常帶分布，繼而捕捉水驅前緣位置，可為注水水驅前緣監測提供一種新的技術手段。

為實現上述目的，本發明采用下述方案：

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，其中：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。

相對于現有技術，本發明具有如下有益效果：

1、通過對環繞于水驅波及區域的納米磁流體所形成的磁異常帶進行反演，從而捕捉水驅前緣位置，繼而獲得水驅波及范圍，施工簡單、周期短。

2、可以伴隨水驅過程實時動態監測水驅前緣位置。

3、監測結果可為后期注采井網調整、挖掘剩余油等提供可靠的技術依據，對于提高最終采收率具有重大意義。

附圖說明

圖1為基于納米磁流體的水驅前緣監測系統的結構示意圖；

圖中，1、驅替液容器；2、高壓泵組；3、磁流體容器；4、實時數據采集與處理中心；5、注水井；6、監測井；7、井下磁場發生器；8、監測井磁力計；9、驅替液輸送管線；10、磁流體輸送管線；11、注水井輸送管線；12、通訊線路；13、地面；14、儲層；15、驅動至儲層中的磁流體。

具體實施方式

如圖1所示，基于納米磁流體的水驅前緣監測系統，包括：驅替液容器1、高壓泵組2、磁流體容器3、實時數據采集與處理中心4、井下磁場發生器7、監測井磁力計8，其中：