[发明专利]勘探和开采环境下的电震勘测

说明书

背景技术

用于控制井下操作的常规技术可能依赖于各种模块、传感器、试探法 以及操作员的判断来确定例如钻头在地表下岩层中的位置或者地表下岩层 中的断裂的传播。然而，这些常规勘测技术受到某些限制，这些限制可能 妨碍对井下操作的位置和范围的充分了解。例如，特定的勘测技术可能需 要使用昂贵和/或耗时的勘测装备和方法，这可能限制对特定的预期区域进 行勘测的经济可行性。此外，特定的技术或许能够提供有关地表下区域的 一个或多个地球物理性质的信息，但是不能提供有关其它地球物理性质的 信息。这样的限制可能导致在对期望区域的不完整和/或不正确的了解的基 础上识别要进行钻孔或勘探的期望区域，其可能导致发生不必要的耗时和/ 或费用来对不具有预期地球物理性质的区域进行勘探或钻探。例如，在不 完整或不正确的地球物理勘测的基础上，钻探操作可能钻出干井或者钻到 岩层的非目标部分中。

发明内容

根据本公开内容的教导，可以减少和/或消除与钻井、传播断裂、以及 开采储层的常规技术相关联的缺陷和问题。例如，将被动电震或震电勘测 技术用于钻井、岩层增强和储层开采可以提供勘测系统。勘测系统可以利 用来自被动电震或震电勘测的勘测数据来监测或控制井操作。

根据本公开内容一个实施例，监测地下岩层的流体的开采的方法包括： 在第一时间从第一传感器阵列接收通过至少部分地由地下岩层的流体的开 采所导致的地震信号的电震或震电转换所生成的第一组电磁信号。所述方 法还包括：在第二时间从第一传感器阵列接收通过至少部分地由地下岩层 的流体的开采所导致的地震信号的电震或震电转换所生成的第二组电磁信 号。所述方法还包括：至少部分地基于从第一传感器阵列接收的第一组和 第二组信号来确定一个或多个储层性质。第一传感器阵列被布置为监测开 采操作。

本发明的某些实施例的技术优势包括执行被动电震或震电勘测的能 力。这样的勘测可以检测响应于井处理所导致的电震或震电转换而生成的 电磁信号，例如，所述井处理可以是钻井、开采增强操作(例如，断裂) 或者储层开采。类似地，这样的勘测可以检测响应于井处理所导致的电震 或震电转换而生成的地震信号。电震或震电转换可以发生在地表下地球岩 层内。使用这样的技术，可以在不需要昂贵的主动电磁或地震能量源的情 况下执行地球物理勘测，这可以提高现场安全性并减少环境影响。装备和 功率量的降低连同测量现场的占地面积的对应减少可能是相对于其它勘测 系统和方法的优势。从环境和健康角度来讲，运输、现场准备和高能量源 的减少可以改善操作装备的工人的总体健康水平和安全性。此外，井操作 所生成的电磁场包括从亚赫兹频率到数万赫兹频率的宽频率谱。该宽频率 谱允许从数十米到数万米的宽范围的穿透深度。该宽谱还允许实现高空间 和深度分辨率。因此，可以对检测到的电磁和/或地震信号进行处理，从而 识别出地表下地球岩层和井操作的各种性质。

根据以下附图、描述和权利要求，本公开内容的其它技术优势对于本 领域普通技术人员而言将是显而易见的。此外，下文讨论了特定勘测技术 和组合的其它具体优点。此外，尽管在本公开内容中解释了具体优点，但 是各种实施例可以包括那些优点中的一些或全部优点，也可能不包括那些 优点。

附图说明

为了更透彻地理解本发明及其特征和优点，现在将结合附图参考以下 描述，在附图中：

图1是示出用于被动电震和震电勘测的示例性系统的透视图；

图2是示出用于被动电震和震电勘测的示例性系统的透视图；

图3A和3B是使用本公开内容的技术来监测钻探操作的示例性方法的 流程图；

图4是根据本公开内容的计算系统的框图；

图5是示例性井及储层的截面图；

图6是示例性井及储层的截面图，其中，视图平面与图5的视图平面 垂直；

图7和图8是包含储层中的井的平面中的截面图和所产生的电场的截 面图；

图9和图10是绘出深处的水平偶极子的垂直电场随着与通过横向的垂 直面的水平距离而变化的曲线图；

图11和图12是绘出水平电场的幅度随着与中心线的水平距离而变化 的曲线图；

图13A和13B是使用本公开内容的技术来监测断裂操作的示例性方法 的流程图；