对储层状况的电磁延时遥感制造技术

一种用于从包括具有衬套的有衬套段和无衬套段的地下井中感测油气储层状况的方法，包括：在有衬套段的下端附近将电流传感器附接至衬套，并且沿着无衬套段设置多个电磁源。独立地启动电磁源，并且利用电流传感器测量衬套中的由每个电磁源感应出的产生电流。可以变换这些测量值，以确定储层中的电导率的空间分布以及因生产期间的流体置换而造成的电导率的空间分布随时间的变化。作为选择，为了较早地检测和定位可能接近生产井的滨水区，提出了一种用于解译数据的快速且稳健的方法。

Electromagnetic delay remote sensing of reservoir condition

For from including Bush Bush segment and no lining section underground wells method, measurement of oil and gas reservoir conditions include: in the vicinity of the bottom section of the bushing current sensor is attached to the sleeve, and the no lining section is provided with a plurality of electromagnetic source. The electromagnetic source is started independently, and the current generated by each electromagnetic source is measured by a current sensor. These measurements can be transformed to determine the spatial distribution of the conductivity in the reservoir and the spatial distribution of the conductivity due to fluid replacement during production. As an alternative, a fast and robust method for interpreting the data is proposed to detect and locate the waterfront near the production well.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在生产油气期间对储层状况的遥感。更具体地说，本专利技术涉及用于测量和解译生产井的衬套(或套管)中的由位于相邻无衬套段中的电磁源感应出的电流的系统和方法。
技术介绍
在油气生产和管理期间(特别是在注水期间)，水窜的发生因油/水比率的下降以及对受影响的生产井进行修复而可能产生的额外成本而成为不期望事件。水窜还可能意味着改变储层的特性，例如可能难以恢复的润湿性和相对渗透率等。将注水井和生产井连接起来的注水路径的地层可能绕开储层中的最佳位置，从而导致无法有效扩大生产，并最终因不经济的水/油分割(water/oil-cut)等级而导致受到影响的生产井的废弃。现有技术在已经到达井时检测到滨水区(例如美国专利申请公开No.2008/0262735A1)，或在位于距井筒的距离短的位置时感测到正接近的滨水区(例如，现有的感应电磁式测井仪器)，使得生产变量的修改不能避免已经在生产井附近发生的储层特性的不期望的改变以及与水窜有关的有害结果和成本。例如美国专利申请公开No.2006/003857A1或美国专利申请公开No.2009/0005994A1中的一者所公开的现有电磁监测系统使用地表上的传感器或源来监测储层的变化，但这使这些技术的可检测性和识别力下降，并且即使当提出将源和接收器设置在井中时，目前已公开的系统也没有提出测量在相邻衬套或套管中感应出的电流，该相邻衬套或套管作为接收器(检测器)的感测地表下的电磁响应的部分。
技术实现思路
本专利技术涉及在生产油气期间使用电磁场来遥感储层状况，具体而言，本专利技术涉及用于测量和解译生产井的衬套(或套管)中的由位于相邻裸眼井段中的电磁源感应出的电流的系统和方法。这些测量意图确定储层的电导率以及因生产期间的流体置换而导致的电导率随时间的变化。这将允许较早地检测接近生产井的滨水区(即，在发生水窜之前)，从而帮助改进储层特性。本公开内容的各个实施例使用套管或衬套中的由位于井的相邻裸眼井段中的电磁源感应出的电流来提高电磁监测系统的可检测范围和分辨力，因为将套管或衬套用作尺寸增大的天线，从而提高了系统的灵敏度。本文所公开的系统和方法设置用于对储层进行电磁监测，该系统和方法使用相邻衬套或套管中的感应电流并且包括用于快速检测接近井的滨水区的稳健的定性解译方法并且可以使用数据反演技术来得到对数据的更定量的解译，因此，提高了监测系统的性能。本公开内容的各个实施例提供了用于遥感和监测裸眼井的系统和方法，该系统和方法允许较早地响应于滨水区的接近，从而避免水窜、改进生产管理、延长储层的寿命和生产并降低运行成本。本公开内容的系统和方法可以降低或消除通常在生产井经受水窜时所使用的修复措施的成本、因产量下降而造成的损失，并且在一些情况中，当这些井不有利地响应于修复措施时，该系统和方法可以降低或消除废弃成本以及钻探新替换井的成本。因为可以检测与生产井相距几十米处的正接近的滨水区，所以可以较早地实施防护措施以避免水窜，并且可以实施这些措施来防止生产井附近的润湿性和渗透性的不期望的变化以及通过改进清扫(sweeping)策略来使采油最大化。所得到的信息也可以用于升级油藏模型，并因此优化石油生产和波及系数。本公开内容的各个实施例在水平井中是特别有用的。在本公开内容的一个实施例中，用于从包括有衬套段(其具有衬套)和相邻无衬套段的地下生产井中感测油气储层状况的方法包括：在有衬套段的下端附近将电流传感器附接至衬套，以测量流动通过该位置处的衬套的电流。可以沿着相邻无衬套段设置多个电磁源。通过分别启动每个电磁源来产生电磁场，从而由每个电磁源产生源电流。在启动这种电磁源期间，利用电流传感器测量衬套中的由每个电磁源感应出的产生电流。在替代实施例中，在经历一些时间之后，通过利用电磁源产生源电流来重复另一系列的测量，并且利用电流传感器测量在启动各个电磁源期间在衬套中感应出的产生电流。可以通过将衬套中的由每个电磁源感应出的测量出的产生电流与衬套中的由每个电磁源感应出的后续(延时)测量出的产生电流进行比较来计算油气储层的电导率的变化。在替代实施例中，可以执行对根据以上描述收集的数据的反演来得到生产井附近的电导率及电导率的相应的延时变化。可以分析或解译电导率的变化，并可以确定从地下井至可能正接近的滨水区的距离。此外，该技术允许通过观察每个电磁源的感应电流随时间的延时变化的任意极性反转来进行可选的、稳健且快速的定性解译。当给定电磁源的感应电流的延时变化表现出极性反转时，滨水区变得相对于其他电磁源(尚未观察到延时变化的极性反转)而言更接近该电磁源。该定性基准是稳健的，并允许生产管理的快速实施在不可能得到或不能立即得到对所得数据的反演的情况下作出响应。从地下井的轴线垂直地测量出的检测范围(或穿透深度)可以在大约几十米至几百米的量级。确切的检测范围取决于电磁场的频率、电磁源的强度(功率)以及所使用的电流传感器的灵敏度。所产生的电磁场的频率越低，则检测范围越大。类似的是，电磁源功率越大且电流传感器越灵敏，则检测范围越大。因此，上述检测范围仅为借助于数值模型得到的估值，该数值模型假设使用现有技术(电磁源的功率和电流传感器的灵敏度)和典型裸眼生产井方案。在其他替代实施例中，多个电磁源中的一个电磁源位于地下井的有衬套段的下端附近，并且该方法包括：使用衬套中的由该较近电磁源感应出的产生电流来使衬套中的由其他电磁源中的每一个电磁源感应出的产生电流归一化。在其他替代实施例中，可以产生频率通常在0.1Hz至10KHz的范围内(但不限于此)的电磁场。一旦选定频率(或一组频率)之后，可以根据期望的穿透深度(检测范围)、电流传感器的灵敏度以及系统中的总噪声水平(即，自然噪声加上仪器噪声)来建立要用于电磁源的功率(或一组功率值)。在本公开内容的另一个实施例中，用于从包括有衬套段(其具有衬套)和相邻无衬套段的地下井中感测可能接近油气储层的滨水区的方法包括：在有衬套段的下端处将电流传感器附接至衬套。沿着无衬套段设置多个电磁源。利用电磁源产生源电流，并且利用电流传感器测量衬套中的由每个电磁源感应出的初始产生电流。利用电磁源产生后续源电流，并且利用电流传感器测量衬套中的由每个电磁源感应出的后续产生电流。将衬套中的由每个电磁源感应出的后续产生电流与由前述电磁源感应出的初始产生电流比较，以确定产生电流随时间的变化。变换初始产生感应电流和后续产生感应电流，以得到储层中的电导率分布以及储层中的电导率分布随时间的变化，从而识别正接近的滨水区。在本公开内容的另一个实施例中，用于从包括有衬套段(其具有衬套)和无衬套段的地下井中感测油气储层状况的系统包括多个电磁源，多个电磁源沿着无衬套段间隔开。电磁源选择性地产生源电流。电流传感器在有衬套段的下端处被附接至衬套。电流传感器测量衬套中的由每个电磁源感应出的产生电流。在替代实施例中，每个电磁源均包括电偶极，电偶极的每个端部均具有被绝缘材料隔离开的电极。作为替代，每个电磁源均可以为磁偶极或感应电偶极。在其他替代实施例中，衬套延伸部可以位于电流传感器的与衬套相反的端部，且电流传感器将衬套电连接至衬套延伸部或测量从衬套流动至衬套延伸部的电流。这样，实际上可以得到电流检测器的位置的最佳距离。在其他替代实施例中，多个电磁源包括归一化电磁源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从地下生产井中感测油气储层状况的方法，所述地下生产井包括具有衬套的有衬套段以及相邻无衬套段，所述方法包括如下步骤：(a)在所述衬套的与所述无衬套段相邻的下端附近将电流传感器附接至所述衬套，以测量在所述衬套上感应出的电流；(b)沿着所述相邻无衬套段设置多个电磁源；以及(c)利用所述电磁源产生源电流，并且利用所述电流传感器测量所述衬套中的由每个所述电磁源感应出的产生电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.03 US 14/323,1201.一种用于从地下生产井中感测油气储层状况的方法，所述地下生产井包括具有衬套的有衬套段以及相邻无衬套段，所述方法包括如下步骤：(a)在所述衬套的与所述无衬套段相邻的下端附近将电流传感器附接至所述衬套，以测量在所述衬套上感应出的电流；(b)沿着所述相邻无衬套段设置多个电磁源；以及(c)利用所述电磁源产生源电流，并且利用所述电流传感器测量所述衬套中的由每个所述电磁源感应出的产生电流。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：(d)重复步骤(c)，并通过将所述衬套中的由每个所述电磁源感应出且在步骤(c)中测量出的产生电流与所述衬套中的由每个所述电磁源感应出且在步骤(d)中测量出的产生电流进行比较，来计算所述油气储层的电导率的变化。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：通过反演数据来分析电导率的变化并确定从所述地下井至可能正接近的滨水区的距离。4.根据权利要求2所述的方法，还包括：通过确定所述衬套中的由每个所述电磁源感应出的所述产生电流的延时变化的极性改变，来确定从所述地下井至可能正接近的滨水区的位置和距离。5.根据权利要求3所述的方法，其中，确定从所述地下井至所述滨水区的距离的步骤包括在高达几百米的范围内确定从所述地下井至所述滨水区的距离。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述多个电磁源中的一个电磁源位于所述地下井的所述有衬套段的所述下端附近，所述方法还包括：利用所述衬套中的由所述一个电磁源感应出的产生电流来使所述衬套中的由其他电磁源中的每一个电磁源感应出的产生电流归一化。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，步骤(c)包括产生频率在0.1Hz至10KHz的范围内的源电流。8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，步骤(c)包括产生频率为10Hz的源电流。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，步骤(c)包括产生幅值被选定为得到期望穿透深度的源电流。10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，步骤(c)包括产生幅值为0.5A的源电流。11.一种用于在油气储层中感测对地下井而言可能正接近的滨水区的方法，所述地下井包括具有衬套的有衬套段和相邻无衬套段，所述方法包括如下步骤：(a)在所述有衬套段的与所述无衬套段相邻的下端或边缘，将电流传感器附接至所述衬套；(b)沿着所述无衬套段设置多个电磁源；(c)利用所述电磁源产生源电流，并且利用所述电流传感器测量所述衬套中的由每个所述电磁源感应出的初始产生感应电流；(d)重复步骤(c),并将所述衬套中的由每个所述电磁源感应出的后续产生感应电流与由相应电磁源感应出的所述初始产生感应电流进行比较，来确定产生感应电流随时间的变化；以及(e)变换所述初始产生感应电流和所述后续产生感应电流或所述产生感应电...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿曼多·R·塞娜，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA