[發明專利]井場電性異常體觀測方法及裝置

在審

• 申請號: 202010211057.1
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN113447990A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 廖東良;謝關寶;趙文杰;張中慶;柳杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院;浙江大學
• 主分類號: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 張文娟

1.一種井場電性異常體觀測方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟：

步驟一：通過線源激勵信號源向井下目標地層發射近穩態電磁信號，并通過設置在地面的地面接收器采集電磁響應信號；

步驟二：統計在不同時刻采集到的電磁響應信號，根據不同電磁響應信號的差異提取井下電性異常體信息；

步驟三：基于似穩態電磁場特征響應方程和有限元數值仿真技術，構建井下有源、地層條件下電性異常體模型，計算得到地面電磁理論響應信號，用于不同電磁分量對井下電性異常體的敏感性分析，并優化激勵方式和所述地面接收器的布置方式。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟一具體包含以下步驟：穩壓恒流直流電源與金屬鋼套管或者油管連接，將電流施加在金屬鋼套管或者油管上，高導電的金屬鋼套管或者油管等效為線源激勵信號源。

3.如權利要求1或2中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟一具體包含以下步驟：所述地面接收器采用多分量電磁接收器，通過所述多分量電磁接收器采集電磁五分量信號，所述電磁五分量信號包含：電場Ex、Ey分量以及磁場Hx、Hy、Hz分量。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述地面接收器的布置方式用于規定所述地面接收器的數量、相互位置關系以及密度。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟二具體包含以下步驟：統計在注水前后、壓裂前后觀測得到的電磁響應信號，根據不同電磁響應信號的差異提取井下電性異常體信息。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟三具體包含以下步驟：

對待研究區域進行離散化，得到有限個子單元；

在每個子單元中構造子域基函數，建立有限個單元節點的電磁場有限元方程組；

對所述電磁場有限元方程組進行求解，獲得空間各離散節點電位值。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，對待研究區域進行離散化的原則包括：網格不能跨越兩種不同的介質、網格相互不能有重疊、網格應完全覆蓋整個待研究區域、網格趨向于正四面體并避免尖或扁的四面體、網格的疏密程度與電磁場變化激烈程度相關。

8.如權利要求6或7中任一項所述的方法，其特征在于，通過以下公式得到空間各離散節點電位值：

其中，▽表示微分算子；σ表示電導率；u表示所述空間各離散節點電位值；表示電流密度。

9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟三還包含以下步驟：在獲得空間各離散節點電位值的基礎上，進一步求解理論電場分量以及理論磁場分量。

10.一種井場電性異常體觀測裝置，其特征在于，所述裝置包含：

第一模塊，其用于通過線源激勵信號源向井下目標地層發射近穩態電磁信號，并通過設置在地面的地面接收器采集電磁響應信號；

第二模塊，其用于統計在不同時刻采集到的電磁響應信號，根據不同電磁響應信號的差異提取井下電性異常體信息；

第三模塊，其用于基于似穩態電磁場特征響應方程和有限元數值仿真技術，構建井下有源、地層條件下電性異常體模型，計算得到地面電磁理論響應信號，用于不同電磁分量對井下電性異常體的敏感性分析，并優化激勵方式和所述地面接收器的布置方式。