[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

本發明提供一種井場電性異常體觀測方法，其包含：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；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；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，并優化激勵方式和地面接收器的布置方式。本發明實現井下電性異常體地面電磁信號的遠場探測，通過電磁五分量信號觀測，為井下電性異常體的有效識別和分析提供了豐富的數據基礎，實現激勵源模式和接收器布置方式的優化。

技術領域

本發明涉及油田開發技術領域，具體地說，涉及一種井場電性異常體觀測方法及裝置。

背景技術

老油田穩產增產，注水驅油仍是主要手段；低孔低滲、致密砂巖和頁巖等非常規油氣藏，水力壓裂已成為其有效開發的主打技術。水驅和壓裂效果監測和評價，對提高油氣產量和采收率，實現油氣藏高效勘探開發，具有十分重要的意義。

現有的注水監測手段主要采用示蹤劑測井技術，由于該方法探測深度淺，而不能有效確定注水流動空間位置和波及范圍；現有的水力壓裂監測主要采用微地震、測斜儀等技術方法，存在著使用環境條件苛刻、不能完全監測有效裂縫等問題。針對現有注水監測和壓裂監測手段的不足，亟需研發新型經濟有效的監測和評價技術。

電磁探測是一種理論上比較成熟的地球物理探測方法，其具有探測范圍大、空間信息豐富、能夠重復測量等技術優勢，在陸地和海底勘探等領域已有許多成功應用，它也為解決油田注水監測和水力壓裂監測提供了技術可行性。近年來，國際上一些著名的油公司和大學開展了相關研究，并取得一定進展，而我國尚未開展此領域的研究。無論是油田注水開發，還是水力壓裂監測施工中，井下都會形成導電異常區域，可稱為電性異常體。通過測量井場地面電磁數據，可研究地下注入水或水力壓裂裂縫形成的電性異常體的特征，從而實現對注水或水力壓裂進行監測和評價的目的。

井下電性異常體的有效識別和精細描述對注水開發和水力壓裂的效果評價極為重要，其中的關鍵是采集高精度和完備的井場地面電磁數據，為后續電性異常體有效識別和描述提供豐富的基礎數據。

因此，本發明提供了一種井場電性異常體觀測方法及裝置。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種井場電性異常體觀測方法，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。

根據本發明的一個實施例，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。

根據本發明的一個實施例，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。

根據本發明的一個實施例，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。

根據本發明的一個實施例，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。