專利名稱：油氣藏監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下物理特性的地球物理制圖。更具體而言，本發(fā)明涉及注入示蹤劑流體，其目的在于監(jiān)測示蹤劑在油氣藏內(nèi)的后續(xù)分布和運(yùn)移以作為一種研究儲(chǔ)層的特性和流體含量以及儲(chǔ)層內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)的手段。
地層允許流體通過的能力取決于孔隙尺寸、孔隙的連通性(滲透性)以及流體特性。該有效滲透性還取決于孔隙內(nèi)各種流體的相對(duì)飽和狀態(tài)。在油氣藏內(nèi)，所述滲透性對(duì)儲(chǔ)層內(nèi)的地層流體和注入流體的流徑均產(chǎn)生影響。知曉儲(chǔ)層的滲透性對(duì)于優(yōu)化生產(chǎn)策略而言是有益的。
在通過利用放置在注入井內(nèi)且在生產(chǎn)過程中得到探測的示蹤劑從而追蹤儲(chǔ)層內(nèi)示蹤劑流體流的方面已經(jīng)作出了多種嘗試。美國專利6,645,769中描述了這樣的一種技術(shù)。這些方法的應(yīng)用受到了以下事實(shí)的限制，即示蹤劑僅可在生產(chǎn)(開采)井中被檢測到且必須鉆至少兩口井。
其它方法提議利用注入流體的聲學(xué)性質(zhì)從而追蹤注射流體隨時(shí)間的空間分布(參見美國專利4,479,204；4,969,130；5,586,082；6,438,069)。這些方法受到了以下事實(shí)的限制，即聲學(xué)性質(zhì)并不總是流體成分的可靠量度。
本發(fā)明的目的在于將采用電阻率繪圖技術(shù)可感測到的示蹤劑流體注入到油氣藏中以作為一種研究儲(chǔ)層的特性和流體含量以及儲(chǔ)層內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)的手段，從而克服上述方法中存在的限制因素。所述示蹤劑流體可以是電導(dǎo)率不同于儲(chǔ)層流體的電導(dǎo)率的任何流體。
所述方法被用于監(jiān)測和研究地層和/或地層內(nèi)的流體的特性和/或幾何范圍。所述方法涉及將流體注入到至少一個(gè)井眼中。這些被注入的流體具有與地層和/或地層流體形成對(duì)比差異的電阻率且/或?qū)?huì)改變地層或地層流體的電阻率。隨后將采用電阻率繪圖技術(shù)對(duì)由于注入流體而造成的電阻率的變化進(jìn)行繪圖。為此可采用多種現(xiàn)有的電阻率繪圖技術(shù)。在最終步驟中，對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。
例如在美國專利4,617,518；4,633,182；5,770,945；6,603,313；6,842,006和6,717,411中對(duì)普通的電阻率繪圖技術(shù)進(jìn)行了描述。以前，時(shí)移遠(yuǎn)程電阻率研究方法已被用于進(jìn)行環(huán)境工程研究(Loke，M.H.1999Electrical imaging surveys for environmental andengineering studies(用于環(huán)境工程研究的電成像測繪))。對(duì)注入的導(dǎo)電/電阻性的溶液進(jìn)行的繪圖已被用于對(duì)地下水的流動(dòng)型式進(jìn)行估算(Aaltonen，J.2001Ground monitoring using resistivitymeasurements in glaciated terrians(在冰蝕地面上采用電阻率測量法進(jìn)行地面監(jiān)測).；Park，S.1998Fluid migration in the vadosezone from 3D inversion of resistivity monitoring data(由電阻率監(jiān)測數(shù)據(jù)的三維反演產(chǎn)生的滲流區(qū)中的流體運(yùn)移).；美國專利5,825,188)。美國專利6,739,165中披露了一種適用于監(jiān)測儲(chǔ)層的表面和井筒電阻性繪圖的混合方法。在PCT專利WO03/023452中描述了一種用于實(shí)施時(shí)移電阻率監(jiān)測的設(shè)備。Kaufman和Hoekstra給出了對(duì)適于對(duì)注入的導(dǎo)電/電阻性流體進(jìn)行繪圖的遠(yuǎn)程電阻率測繪的更概括的描述(Kaufman A.A.和Hoekstra，P.2001Electromagneticsoundings(電磁發(fā)聲探測)Elsevier)。
用于對(duì)地層、地層流體和/或注入流體的電阻率進(jìn)行繪圖的技術(shù)可以是遠(yuǎn)程的、直流的或以上兩種方式相結(jié)合的方式。所述技術(shù)或是可應(yīng)用在頻率域中，或是可應(yīng)用在時(shí)間域中。方法可包括，但不限于，采用受控源電磁、大地電磁、直流電方法或這些方法的任意組合進(jìn)行電阻率繪圖?？赏ㄟ^航空測繪從基于陸地的測量和/或基于海洋的測量中收集數(shù)據(jù)。還可以使用設(shè)在一個(gè)或多個(gè)井眼內(nèi)的探測器在地下進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。電磁場、電場或磁場源可以是空中的、基于陸地或基于海洋的、或者被設(shè)在井眼內(nèi)。所述井眼和/或油井套管也可被用作源，或者部分源。源與接收器位置的任意組合都是潛在可能的。
所述示蹤劑是一種與地層和/或地層流體相比具有不同電阻率的注入流體。所述注入流體還可具有通過生物、化學(xué)或物理手段改變地層或地層流體的電阻率的能力。注入流體的電阻率可隨時(shí)間而變化從而能夠追蹤地層內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)。
采用在地球物理學(xué)領(lǐng)域眾所周知的遠(yuǎn)程和/或直流電阻率繪圖技術(shù)對(duì)注入流體在特定時(shí)間點(diǎn)或一定時(shí)間間隔的分布進(jìn)行探測和繪圖。電阻率是一個(gè)與流體類型高度相關(guān)的參數(shù)。電阻率繪圖已用于進(jìn)行油氣勘探，如美國專利4,617,518；4,633,182；6,603,313；5,770,945；6,842,006和6,717,411中所述。電阻率繪圖在儲(chǔ)層監(jiān)測中的應(yīng)用如美國專利6,739,165中所述。
一旦已在地層中鉆出至少一個(gè)井眼，就可以使用所述方法。所述方法可包括在進(jìn)行注入之前對(duì)地層進(jìn)行電阻率觀察，雖然這并不是必需的。另外，注入流體或注入流體與地層流體的混合物可被點(diǎn)燃。在注入過程中和/或在注入后通過進(jìn)行一次或在選定的時(shí)間間隔下進(jìn)行電阻率繪圖，則可以確定注入流體的流徑，由此可以確定地層中的滲透性結(jié)構(gòu)和流體含量。注入的示蹤劑流體的電阻率或其它特性可隨時(shí)間而變化。
監(jiān)測和進(jìn)行電阻率繪圖的程序步驟可能涉及到數(shù)據(jù)的處理、遷移、建模和/或反演?？赏ㄟ^對(duì)在不同時(shí)間間隔條件下收集到的電阻率數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合反演和/或連片處理，從而對(duì)時(shí)移數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
除地質(zhì)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、儲(chǔ)層建模和儲(chǔ)層模擬以外，地震、重力、磁性和其它地球物理數(shù)據(jù)也可與電阻率測量以任意組合方式被使用，從而對(duì)注入流體的分布或其變化效應(yīng)進(jìn)行繪圖。這包括在進(jìn)行電阻率繪圖之前、之中和/或之后使用數(shù)據(jù)。
眾所周知的是，地震測繪在探測流體特性和分布方面較差，而這些特性可通過電阻率測繪而更好地被探測到。根據(jù)本發(fā)明的示蹤方法因此與現(xiàn)有方法相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明的應(yīng)用包括1)在生產(chǎn)前或在生產(chǎn)過程中對(duì)油氣藏內(nèi)的流體分布進(jìn)行監(jiān)測。
2)對(duì)油氣藏或儲(chǔ)層模擬裝置的流體含量(包括飽和)、孔隙率和滲透性結(jié)構(gòu)進(jìn)行估算。
實(shí)例本發(fā)明的典型應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例是用于增強(qiáng)開采目的烴(油氣)的生產(chǎn)。在本實(shí)例中，所述注入流體可以是，但不限于，具有較強(qiáng)導(dǎo)電性的氫氯酸(HCl)和/或氯化鈉(NaCl)的水溶液。將這樣的示蹤劑流體注入到儲(chǔ)層中將會(huì)導(dǎo)致相對(duì)于周圍地層和儲(chǔ)層內(nèi)的烴而言產(chǎn)生較大的電阻率差異。通過采用適當(dāng)?shù)陌ìF(xiàn)有的電阻率繪圖技術(shù)可識(shí)別出這樣的電阻率對(duì)比差異。例如，有可能采用受控源電磁發(fā)聲探測，其中水平偶極子天線和一組電磁場接收器被放置在海床上或者符合任何其它的相關(guān)獲取構(gòu)型。相似地，可通過將一個(gè)或多個(gè)偶極子天線和/或一個(gè)或多個(gè)接收器放置在油井內(nèi)從而識(shí)別電阻率對(duì)比差異。存在許多不同的構(gòu)型，所述這些構(gòu)型具有能夠識(shí)別出電阻率對(duì)比差異的潛力且該思想對(duì)于不同的設(shè)定而言是靈活的。通過研究示蹤劑流體的擴(kuò)散，有可能估算出儲(chǔ)層的多個(gè)參數(shù)，所述參數(shù)包括烴的運(yùn)動(dòng)、流體含量、滲透性、孔隙率以及更多。注入示蹤劑流體可能具有其它優(yōu)勢(shì)，例如通過提高次生滲透率和孔隙率而使開采量得到提高。
權(quán)利要求
1.用于監(jiān)測具有至少一個(gè)井眼的油氣藏的一種或多種特性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟將示蹤劑流體注入到至少一個(gè)井眼中，所述示蹤劑流體具有與地層和/或地層流體不同的電阻率，和/或能夠改變地層和/或地層流體的電阻率；監(jiān)測被注入的示蹤劑流體改變的地層和/或地層流體的電阻率；并且對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中采用遠(yuǎn)程和/或直流方法進(jìn)行所述監(jiān)測。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中按照重復(fù)的時(shí)間間隔進(jìn)行所述監(jiān)測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括確定注入流體和/或地層流體的幾何范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述注入流體具有使得能夠改變地層和/或地層流體的電阻率的化學(xué)和/或物理和/或生物特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述注入流體和/或地層流體或這兩種流體的任意混合物被點(diǎn)燃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中采用受控源電磁方法進(jìn)行所述監(jiān)測，所述方法包括空中、陸地和海洋的情況，包括設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)井眼內(nèi)或井眼外的接收器和/或源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中采用大地電磁方法在井眼內(nèi)或井眼外、在陸地上、在空中或在海上進(jìn)行所述監(jiān)測。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中采用直流電方法在井眼內(nèi)或井眼外、在陸地上、在空中或在海上進(jìn)行所述監(jiān)測。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中采用頻率域方法進(jìn)行所述解釋。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中采用時(shí)間域方法進(jìn)行所述解釋。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述對(duì)注入流體進(jìn)行監(jiān)測包括對(duì)在不同時(shí)間間隔條件下收集到的電阻率繪圖數(shù)據(jù)組進(jìn)行聯(lián)合處理和/或反演。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或12所述的方法，其中在對(duì)注入流體進(jìn)行監(jiān)測的過程中除電阻率數(shù)據(jù)以外可使用地震測繪數(shù)據(jù)和/或重力測繪數(shù)據(jù)和/或磁性測繪數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述井眼和/或其套管被用作源和/或接收器或作為源和/或接收器的一部分用于進(jìn)行電阻率測量。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的方法，其中注入流體的電阻率和/或其它特性隨時(shí)間而變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述解釋中使用地球物理數(shù)據(jù)和/或地質(zhì)數(shù)據(jù)和/或生產(chǎn)數(shù)據(jù)和/或儲(chǔ)層建模和/或儲(chǔ)層模擬。
全文摘要
借助將示蹤劑流體注入到至少一個(gè)井眼中從而用于監(jiān)測油氣藏的一種或多種特性的方法。所述注入流體或是具有與地層和/或地層流體不同的電阻率，或是具有改變地層和/或地層流體的電阻率的能力。進(jìn)行電阻率繪圖從而監(jiān)測被注入的示蹤劑流體改變的電阻率區(qū)并且因此理解儲(chǔ)層內(nèi)的流體分布和流徑的特性。
文檔編號(hào)E21B47/10GK101044417SQ200580034846
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者J·索利, D·O·小德弗格斯坦 申請(qǐng)人:地理差異公司