用于油藏監(jiān)測(cè)的新型井眼瞬變電磁測(cè)量系統(tǒng)

用于油藏監(jiān)測(cè)的新型井眼瞬變電磁測(cè)量系統(tǒng)

采用水驅(qū)、蒸汽驅(qū)和化學(xué)驅(qū)驅(qū)油過程中常造成油藏流體組分的變化，而現(xiàn)有的井間電磁測(cè)井技術(shù)雖然可以測(cè)量注入流體引起的井間電阻率變化，但其測(cè)量范圍限于井間區(qū)域。為此，Backer Hughes公司正在研發(fā)一種新型井眼油藏監(jiān)測(cè)技術(shù)——瞬變電磁測(cè)量系統(tǒng)(TEM)。該系統(tǒng)可以測(cè)量不同區(qū)域地層的電阻率，優(yōu)于現(xiàn)有井間電磁技術(shù)采用的連續(xù)波測(cè)量方法。

TEM由發(fā)射線圈和接收線圈組成。測(cè)量時(shí)，給發(fā)射線圈通足夠長(zhǎng)時(shí)間的直流電(直至通電造成的瞬態(tài)效應(yīng)消失)，產(chǎn)生靜態(tài)一次磁場(chǎng)。然后，突然關(guān)閉電流，在地層中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)脈沖，脈沖的幅度和持續(xù)時(shí)間由發(fā)射電流/一次磁場(chǎng)的變化率決定。電動(dòng)勢(shì)在地層中產(chǎn)生渦流，地層電阻率使發(fā)射線圈向外擴(kuò)散的渦流衰減。接收線圈測(cè)量渦流在地層中擴(kuò)散時(shí)產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)的衰減率，次生磁場(chǎng)強(qiáng)度與渦流成正比，渦流是地層電導(dǎo)率的函數(shù)。測(cè)量開始時(shí)，渦流集中在發(fā)射線圈附近，測(cè)量信號(hào)反映的是發(fā)射線圈附近地層的電阻率，隨著時(shí)間的推移，渦流逐步向地層深部擴(kuò)散，測(cè)量信號(hào)主要反映深部地層的電阻率。由于TEM的接收器接收測(cè)量地層信號(hào)時(shí)，一次磁場(chǎng)已不存在，因此測(cè)量結(jié)果不受影響。TEM只需在一口監(jiān)測(cè)井中進(jìn)行少量點(diǎn)的測(cè)量，或者作為永久測(cè)量系統(tǒng)置于生產(chǎn)井中，就可以提供油藏的3D圖像，且井眼附近的空間分辨率較高。相比之下，井間電磁測(cè)井要在兩口井中進(jìn)行，至少需要測(cè)量100個(gè)點(diǎn)以上，并且測(cè)量結(jié)果是井間的2D區(qū)域。

依據(jù)注水油藏的真實(shí)模型，3軸瞬變發(fā)射器和接收器的模擬結(jié)果顯示，TEM的探測(cè)深度可達(dá)304.8 m(1 000 ft)，并對(duì)注水前緣比較靈敏。因TEM可以測(cè)量不同區(qū)域地層的電阻率，這對(duì)監(jiān)測(cè)多層生產(chǎn)井中最后階段的水侵特別有效?？梢灶A(yù)計(jì)，TEM可以作為井眼永久傳感器置于井中。

[供稿 秦黎明]