加州洛斯山油田應(yīng)用電磁旅行時(shí)層析法研究儲(chǔ)層特征
| 井間電磁（EM）層析是強(qiáng)化開采中水驅(qū)監(jiān)測或儲(chǔ)層特征分析的有效方法，電導(dǎo)率對(duì)儲(chǔ)層中流體飽和度、孔隙度、溫度和孔隙流通性的變化是靈敏的，因此監(jiān)測鹽水注射期間電導(dǎo)率的變化是建立儲(chǔ)層模型或確定流體路徑的有用手段。近年來井間EM測量設(shè)備的開發(fā)使EM旅行時(shí)層析分辨率得到提高，而且使用簡單又省機(jī)時(shí)，可得到井間2D電導(dǎo)率成像。只要有了EM場的旅行時(shí)信息，其它過程就與地震旅行時(shí)層析一樣，因此EM旅行時(shí)層析中，旅行時(shí)拾取是最重要的。用波場變換或q-變換確定頻率域中的磁場初至，將擴(kuò)散的EM場變換為相應(yīng)的波場，就像地震方法一樣，能唯一確定初至波，還提出了直接由頻率域EM數(shù)據(jù)提取旅行時(shí)信息的簡要方法，并通過引入波場的射線級(jí)數(shù)近似將未知的q數(shù)目減少到4個(gè)。理論上只要2個(gè)頻率樣點(diǎn)的實(shí)部和虛部就足以得到初至信息。 1.EM旅行時(shí)層析 在線性、各向同性和非磁性介質(zhì)中，擴(kuò)散的EM場只與相應(yīng)的波場有關(guān)。使用李等人（1994）的頻率域磁場方程式，能由磁場獲得波場，而通過波場變換可進(jìn)行EM旅行時(shí)層析，其中的旅行時(shí)拾取是關(guān)鍵，可以由測得的垂直磁場變換為波場域，然后按波場的******值拾取初至波；也可以通過引入波場U(q)射線級(jí)數(shù)展開式直接從垂直磁場拾取初至?xí)r間的簡易新方法。這里提出的方法就是后一種，該方法能將波場方程式中的未知數(shù)減少到4個(gè)（a0、a1、a2和q0），要確定這4個(gè)未知數(shù)，理論上只需有實(shí)部和虛部的2個(gè)頻率樣點(diǎn)就可以了。當(dāng)?shù)竭_(dá)所有源-接收器對(duì)的波峰后，就可用與地震層析相同的方法進(jìn)行旅行時(shí)層析，只是地震輸出的是慢度剖面，而這里輸出的是電導(dǎo)率成像。為證實(shí)此方法，還將方法應(yīng)用于一個(gè)合成數(shù)據(jù)集。 2.洛斯山油田實(shí)例 由于儲(chǔ)層的極低滲透率，油田采用了水壓裂和水驅(qū)的強(qiáng)化開采。為監(jiān)測水驅(qū)期間的儲(chǔ)層特征變化，在油田南邊選取了一個(gè)小試驗(yàn)區(qū)，其中的兩口井為觀測井，在這兩口井間進(jìn)行了一系列包括測井時(shí)間和頻率域EM層析和地震層析的井間測量。在1997、1998和2000年都采集了這兩口井間的頻率域井間EM數(shù)據(jù)，對(duì)每年的電導(dǎo)率成像進(jìn)行對(duì)比是反映儲(chǔ)層條件逐年變化的最好方法。2000年1月的頻率域井間EM測量中，用了24、90、375和1000Hz四種頻率，得到4個(gè)數(shù)據(jù)集。由這4個(gè)頻率數(shù)據(jù)集拾取波峰到達(dá)時(shí)，作為旅行時(shí)層析的輸入數(shù)據(jù)，然后用旅行時(shí)層析725～870m深度內(nèi)的25個(gè)源和28個(gè)接收器的源-接收器對(duì)得到的700個(gè)旅行時(shí)拾取獲得電導(dǎo)率成像。 在洛斯山油田試驗(yàn)區(qū)，EM旅行時(shí)層析很好地計(jì)算了2個(gè)觀測井間的電導(dǎo)率分布，所得的電導(dǎo)率成像與感應(yīng)測井和基于有限差分正演模型的2D反演很一致，且用機(jī)時(shí)間比常規(guī)EM反演少得多，用典型的高端PC機(jī)，整個(gè)源-接收器對(duì)的旅行時(shí)拾取只要幾秒鐘，旅行時(shí)層析也只要幾分鐘，而常規(guī)EM反演要幾小時(shí)的CPU時(shí)間。另外通過旅行時(shí)曲線還可檢測野外試驗(yàn)中的傳感器或電纜故障，這樣就可在野外采集期間作數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和初步解釋。所得的電導(dǎo)率構(gòu)造還可作為整個(gè)EM反演的初始模型。 |
