[其他]具有極高分辨率的在水平鉆孔中的地震勘探方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87103519
• 申請(qǐng)日: 1987-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87103519A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 菲利浦·斯塔倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿坤庭埃爾夫國(guó)營(yíng)公司
• 主分類號(hào): E21B47/00
• 分類號(hào): E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 劉建國(guó)

本發(fā)明涉及一種在水平的或高度傾斜的鉆孔中具有極高分辨率的地震勘探方法。

在下面的敘述中，“水平鉆孔”是指一個(gè)相對(duì)水平而言略呈傾斜或毫不傾斜的鉆孔，或者是一個(gè)相對(duì)垂直鉆井而言有嚴(yán)重傾斜或偏離的鉆孔。

目前越來(lái)越廣泛地鉆水平鉆孔，尤其是在生產(chǎn)性油田中，為使儲(chǔ)油流過(guò)比油層厚度大得多的距離需鉆水平鉆孔，而垂直鉆孔只能使儲(chǔ)油流過(guò)與油層厚度相當(dāng)?shù)木嚯x。在儲(chǔ)油區(qū)域中，一個(gè)水平鉆孔以一個(gè)小角度穿過(guò)地質(zhì)地層，甚至以數(shù)百米量級(jí)的可觀距離通過(guò)同一地層，所說(shuō)的鉆孔的軸大體上平行于所說(shuō)的地質(zhì)地層的邊界。

從一個(gè)垂直的井出發(fā)鉆的水平孔通常是處在由界面分隔開(kāi)的重迭地層所構(gòu)成的生產(chǎn)性結(jié)構(gòu)中相當(dāng)深的地方。

為了得到關(guān)于巖石的巖性性質(zhì)（化學(xué)成分），沉積性質(zhì)和斷裂性質(zhì)，流體容量和巖石物理參數(shù)（多孔性，滲透性，可壓縮性等）方面的信息，對(duì)位于水平鉆孔上面，因而被垂直鉆井穿過(guò)的地層進(jìn)行研究是十分重要的。

這種研究可用稱為測(cè)井技術(shù)的尤其是可能具有聲學(xué)形式的常用方法來(lái)進(jìn)行。用法國(guó)專利№FR2，431，710（EVA工藝）所描述的聲學(xué)測(cè)井裝置所測(cè)得的聲學(xué)量實(shí)質(zhì)上是壓縮波和剪切波的速度和衰減（其代表聲波路徑所通過(guò)的巖石），以及Stoneley波和Pseudo-Rayleigh波的速度和衰減（其代表所通過(guò)的巖石和鉆井的幾何形狀）。

測(cè)量是通過(guò)從一個(gè)或多個(gè)發(fā)送源發(fā)送一個(gè)聲波，穿過(guò)充滿垂直鉆井的流體，并由一個(gè)或多個(gè)接收器由所發(fā)送的波產(chǎn)生的各種形式的波來(lái)進(jìn)行的。到達(dá)一個(gè)或多個(gè)接收器的各種波由接收器（例如，壓電式的）轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。該電信號(hào)由一根電纜傳送到地面，最好以數(shù)字形式記錄在一個(gè)適當(dāng)?shù)挠涗泝x器中。然后，用計(jì)算機(jī)處理這些記錄下來(lái)的信號(hào)以便鑒別每一種形式的波特別是壓縮波和剪切波的到達(dá)，并確定諸如傳播速度（或到達(dá)的時(shí)間）、振幅、周期等感興趣的性質(zhì)。可以進(jìn)行各種處理以改善所要進(jìn)行的測(cè)量的精度和質(zhì)量。在已經(jīng)提出的處理方法中，法國(guó)專利№8118672中描述的一種合適的處理方法是值得注意的。

所有測(cè)井測(cè)量方法的一個(gè)特有的性質(zhì)在于它們是在垂直鉆井中進(jìn)行的，并且它們涉及所說(shuō)的垂直鉆井周圍空間的一小部分。這適用于所有測(cè)井系統(tǒng)，不論它們是聲學(xué)型的，電子型的，核型的或其它形式的。具體地說(shuō)，在聲學(xué)測(cè)井的情況下，這是因?yàn)槁暡ㄋ?jīng)過(guò)的是折射型的路徑。事實(shí)上，通過(guò)垂直鉆井內(nèi)的流體傳播的波在井壁處折射，沿井壁傳播一段距離，然后再折射，最后到達(dá)測(cè)井工具的接收器。

所以，到達(dá)接收器的波實(shí)際上是沿垂直鉆井的井壁走了一段路的那些波。結(jié)果，這樣的測(cè)量?jī)H僅涉及位于測(cè)井工具的發(fā)送器和接收器之間的地質(zhì)地層物質(zhì)的很小的橫向部分。“物質(zhì)的橫向部分”是指沿基本上垂直于鉆井的垂直軸方向考慮的，由發(fā)送的聲波穿過(guò)的物質(zhì)的厚度。十分明顯，這樣的測(cè)量主要是針對(duì)地質(zhì)地層的垂直厚度的，所以是針對(duì)位于發(fā)送器和接收器之間的地層的垂直部分的。

雖然所發(fā)送的聲波在垂直鉆井周圍的介質(zhì)中傳播了可觀的距離，但是事實(shí)上證明，除極少數(shù)情況由于諸如缺陷、斷裂或鹽丘等不均勻性以外，不可能接收和記錄反射波。

至今，構(gòu)造分析不能得到直接與水平鉆孔下面的地質(zhì)地層有關(guān)的數(shù)據(jù)。為了能得到這些數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行一種十分粗糙的研究，它基于地質(zhì)勘測(cè)圖假設(shè)，在水平鉆孔內(nèi)或鉆孔間（干涉）的動(dòng)態(tài)測(cè)量（壓力-流量關(guān)系），地震的地面測(cè)量。不幸，地面測(cè)量的選擇性差并且不確定，首先，這是由于在地表處有一個(gè)畸變區(qū)，其次，這是由于前述波必須穿過(guò)在地面和極深的地質(zhì)地層之間的相當(dāng)大的距離。除了必須產(chǎn)生大的能量使波動(dòng)傳播到最深的地層外，還要指出，由于使用的頻率必須相當(dāng)?shù)停瑴y(cè)量的精度是比較差的。實(shí)際上，測(cè)量?jī)H在大約幾十米之內(nèi)是精確的。

再者，對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)井而言，由于位于水平鉆孔下的地層離測(cè)井鉆孔太遠(yuǎn)，因而關(guān)于這些地層的數(shù)據(jù)即使不是不能得到，也是十分難于得到的。

本發(fā)明的目的在于提出一種新的地震勘探方法，它使得能夠建立一種名符其實(shí)的孔底地震記錄，并且為構(gòu)造分析者提供許多好處。

在水平鉆孔中使用的本發(fā)明方法基本上包含下述步驟：

-在水平鉆孔內(nèi)放置一個(gè)測(cè)量工具，它至少由三個(gè)用來(lái)發(fā)送和接收聲波的傳感器組成并且其最大長(zhǎng)度等于鉆孔與感興趣的介質(zhì)區(qū)域的最遠(yuǎn)界面之間的距離，

-由至少一個(gè)發(fā)送器產(chǎn)生聲波，所述聲波的波長(zhǎng)在幾厘米到幾米的范圍內(nèi)，

-接收傳感器一方面接收從鉆孔壁以及從所述鉆孔的十分鄰近的地質(zhì)地層折射回來(lái)的波動(dòng)，另一方面接收從離開(kāi)所述鉆孔一段距離的地質(zhì)地層反射回來(lái)的波動(dòng)，

-以電信號(hào)的形式記錄所說(shuō)的折射波與反射波;