[發明專利]滾動式三維可控源電法監測評價鉆井壓裂方法

在審

• 申請號: 201910762407.0
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110501746A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 孫啟隆;羅衛鋒;張云梟;馬玉亮;張連群
• 申請（專利權）人: 孫啟隆
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 11321 北京市京大律師事務所
• 代理人: 劉瑋<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種滾動式三維可控源電法監測評價鉆井壓裂方法，利用長偏移距長導線供電建場，使用不極化電極接地、多通道接收機采集人工電場和天然電場信息；通過壓裂前后采集的信息進行評價。本發明采用多股電極線并聯的電性源建場，使用不極化電極測量地表天然場和二次場電位信息。使用大功率發電機對地供入高安培電流建場，發射機與接收機通過衛星同步，實現一次場和二次場的連續采集。因采用人工源建場，該方法可不會對微地震監測造成影響，還可同微地震監測同時進行。該技術經濟效益好，不僅設備成本遠遠低于微地震監測設備成本，并且監測施工成本略低于微地震成本，同時，監測效果好，電磁波對于壓裂液的靈敏度遠遠高于地震波對壓裂液的靈敏度。

技術領域

本發明涉及一種探測信息計算分析方法，屬于應用地球物理學領域，可應用于石油、有色金屬礦床勘探，尤其適用于評價鉆井水平井段壓裂效果和儲層改造效果。

背景技術

石油行業鉆井工程耗資巨大，實際鉆井成敗卻由壓裂成敗決定，但鉆井壓裂效果好壞的嚴重只能由壓裂結束后通過“反排”“試采”等壓裂結束后過程來驗證，因此研究出一套經濟、有效、快速的壓裂效果評價方法十分重要。

該技術使用可控源電法激發壓裂段的地球物理場。可控源電法的主要特點是使用人工場源來激發，采用人工場源可以克服天然場源信號微弱的缺點。這種技術的難題是近場源處波的非平面波特性，表現為低頻段出現電阻率隨頻率降低而在雙對數坐標圖上呈45°上升的近場效應。可控源電磁法是基于水平層狀介質理論，發射端使用大功率發電機供電，利用鐵、鋁板作為接地介質建立人工電磁場。接收端使用不極化電極采集為供電激發的天然場一次場，和發射端供電后的二次場。可控源電磁法是一種極具發展前景的勘探技術，具有探測深度大，對低阻地質體靈敏，與探測目標耦合好，異常響應強，形態簡單，分辨能力強等優點，該技術反演得到的電阻率信息對低阻異常體反應敏感，可查明含水地質如巖溶洞穴與通道、煤礦采空區、深部不規則水體等。同時其計算得到的極化率信息是含水介質層面發的電化學效應產生的，也叫激發極化效應。

可控源電磁法是基于水平層狀介質理論，利用多股并聯長導線連接鋁板向大地供電組成人工源。不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間，利用線圈或接地電極觀測異常體產生的二次渦流場的方法，通過測量斷電后各個時間段的二次場隨時間變化規律，即感應電壓。根據電磁場理論，把測量數據轉換成為地層深度與地層電阻率信息，進而得到不同深度的地層地電特征。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種滾動式三維可控源電法監測評價鉆井壓裂方法，監測效果好，電磁波對于壓裂液的靈敏度遠遠高于地震波對壓裂液的靈敏度。

為解決上述技術問題，本發明采取如下技術方案：滾動式三維可控源電法監測評價鉆井壓裂方法，其特征在于：利用長偏移距長導線供電建場，使用不極化電極接地、多通道接收機采集人工電場和天然電場信息；通過壓裂前后采集的信息進行評價。

進一步地，采用軸向偶極裝置，建場施工分為發射和接收兩部分，在發射端用大功率發電機通過接地電極AB向地下供入電流，在接收端用電極和磁棒接收與地下介質變化有關的電磁分量，計算得出壓裂造成的地層電阻率、極化率異常，監測、評價壓裂效果。

進一步地，發射電偶極源的長度2～8km變化，源和測線之間的偏移距從3～10km變化，偏移距和發射源的長度依據探測目標的深度確定。發射的波形為過零和不過零的兩種方法。

進一步地通過壓裂前后采集的電磁信號的振幅變化和反演出的電阻率變化，推測水壓裂可能引起的儲層中裂縫的寬度和位置。

進一步地所述建場布設方法如下：

(1)設計建場源AB距離根據壓裂目標層深度確定；

(2)設計場源電流大小不小于50A，根據接地電阻布設AB兩端；當接地電阻較大時，采埋設用鐵、鋁板增大接地面積來減小接地電阻或多股電源線并聯減小線組，增大電流；