[发明专利]井场电性异常体观测方法及装置

说明书

本发明提供一种井场电性异常体观测方法，其包含：通过线源激励信号源向井下目标地层发射近稳态电磁信号，并通过设置在地面的地面接收器采集电磁响应信号；统计在不同时刻采集到的电磁响应信号，根据不同电磁响应信号的差异提取井下电性异常体信息；基于似稳态电磁场特征响应方程和有限元数值仿真技术，构建井下有源、地层条件下电性异常体模型，计算得到地面电磁理论响应信号，用于不同电磁分量对井下电性异常体的敏感性分析，并优化激励方式和地面接收器的布置方式。本发明实现井下电性异常体地面电磁信号的远场探测，通过电磁五分量信号观测，为井下电性异常体的有效识别和分析提供了丰富的数据基础，实现激励源模式和接收器布置方式的优化。

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，具体地说，涉及一种井场电性异常体观测方法及装置。

背景技术

老油田稳产增产，注水驱油仍是主要手段；低孔低渗、致密砂岩和页岩等非常规油气藏，水力压裂已成为其有效开发的主打技术。水驱和压裂效果监测和评价，对提高油气产量和采收率，实现油气藏高效勘探开发，具有十分重要的意义。

现有的注水监测手段主要采用示踪剂测井技术，由于该方法探测深度浅，而不能有效确定注水流动空间位置和波及范围；现有的水力压裂监测主要采用微地震、测斜仪等技术方法，存在着使用环境条件苛刻、不能完全监测有效裂缝等问题。针对现有注水监测和压裂监测手段的不足，亟需研发新型经济有效的监测和评价技术。

电磁探测是一种理论上比较成熟的地球物理探测方法，其具有探测范围大、空间信息丰富、能够重复测量等技术优势，在陆地和海底勘探等领域已有许多成功应用，它也为解决油田注水监测和水力压裂监测提供了技术可行性。近年来，国际上一些著名的油公司和大学开展了相关研究，并取得一定进展，而我国尚未开展此领域的研究。无论是油田注水开发，还是水力压裂监测施工中，井下都会形成导电异常区域，可称为电性异常体。通过测量井场地面电磁数据，可研究地下注入水或水力压裂裂缝形成的电性异常体的特征，从而实现对注水或水力压裂进行监测和评价的目的。

井下电性异常体的有效识别和精细描述对注水开发和水力压裂的效果评价极为重要，其中的关键是采集高精度和完备的井场地面电磁数据，为后续电性异常体有效识别和描述提供丰富的基础数据。

因此，本发明提供了一种井场电性异常体观测方法及装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种井场电性异常体观测方法，所述方法包含以下步骤：

步骤一：通过线源激励信号源向井下目标地层发射近稳态电磁信号，并通过设置在地面的地面接收器采集电磁响应信号；

步骤二：统计在不同时刻采集到的电磁响应信号，根据不同电磁响应信号的差异提取井下电性异常体信息；

步骤三：基于似稳态电磁场特征响应方程和有限元数值仿真技术，构建井下有源、地层条件下电性异常体模型，计算得到地面电磁理论响应信号，用于不同电磁分量对井下电性异常体的敏感性分析，并优化激励方式和所述地面接收器的布置方式。

根据本发明的一个实施例，所述步骤一具体包含以下步骤：稳压恒流直流电源与金属钢套管或者油管连接，将电流施加在金属钢套管或者油管上，高导电的金属钢套管或者油管等效为线源激励信号源。

根据本发明的一个实施例，所述步骤一具体包含以下步骤：所述地面接收器采用多分量电磁接收器，通过所述多分量电磁接收器采集电磁五分量信号，所述电磁五分量信号包含：电场Ex、Ey分量以及磁场Hx、Hy、Hz分量。

根据本发明的一个实施例，所述地面接收器的布置方式用于规定所述地面接收器的数量、相互位置关系以及密度。

根据本发明的一个实施例，所述步骤二具体包含以下步骤：统计在注水前后、压裂前后观测得到的电磁响应信号，根据不同电磁响应信号的差异提取井下电性异常体信息。