專利名稱：油氣藏監測方法
技術領域：
本發明涉及地下物理特性的地球物理制圖。更具體而言，本發明涉及注入示蹤劑流體，其目的在于監測示蹤劑在油氣藏內的后續分布和運移以作為一種研究儲層的特性和流體含量以及儲層內的流體運動的手段。
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各種流體的相對飽和狀態。在油氣藏內，所述滲透性對儲層內的地層流體和注入流體的流徑均產生影響。知曉儲層的滲透性對于優化生產策略而言是有益的。
在通過利用放置在注入井內且在生產過程中得到探測的示蹤劑從而追蹤儲層內示蹤劑流體流的方面已經作出了多種嘗試。美國專利6,645,769中描述了這樣的一種技術。這些方法的應用受到了以下事實的限制，即示蹤劑僅可在生產(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性質從而追蹤注射流體隨時間的空間分布(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的限制，即聲學性質并不總是流體成分的可靠量度。
本發明的目的在于將采用電阻率繪圖技術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層的特性和流體含量以及儲層內的流體運動的手段，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率不同于儲層流體的電導率的任何流體。
所述方法被用于監測和研究地層和/或地層內的流體的特性和/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/或地層流體形成對比差異的電阻率且/或將會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對由于注入流體而造成的電阻率的變化進行繪圖。為此可采用多種現有的電阻率繪圖技術。在最終步驟中，對所述數據進行解釋。
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中對普通的電阻率繪圖技術進行了描述。以前，時移遠程電阻率研究方法已被用于進行環境工程研究(Loke，M.H.1999Electrical imaging surveys for environmental andengineering studies(用于環境工程研究的電成像測繪))。對注入的導電/電阻性的溶液進行的繪圖已被用于對地下水的流動型式進行估算(Aaltonen，J.2001Ground monitoring using resistivitymeasurements in glaciated terrians(在冰蝕地面上采用電阻率測量法進行地面監測).；Park，S.1998Fluid migration in the vadosezone from 3D inversion of resistivity monitoring data(由電阻率監測數據的三維反演產生的滲流區中的流體運移).；美國專利5,825,188)。美國專利6,739,165中披露了一種適用于監測儲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施時移電阻率監測的設備。Kaufman和Hoekstra給出了對適于對注入的導電/電阻性流體進行繪圖的遠程電阻率測繪的更概括的描述(Kaufman A.A.和Hoekstra，P.2001Electromagneticsoundings(電磁發聲探測)Elsevier)。
用于對地層、地層流體和/或注入流體的電阻率進行繪圖的技術可以是遠程的、直流的或以上兩種方式相結合的方式。所述技術或是可應用在頻率域中，或是可應用在時間域中。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行電阻率繪圖。可通過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據。還可以使用設在一個或多個井眼內的探測器在地下進行數據收集。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、或者被設在井眼內。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間而變化從而能夠追蹤地層內的流體運動。
采用在地球物理學領域眾所周知的遠程和/或直流電阻率繪圖技術對注入流體在特定時間點或一定時間間隔的分布進行探測和繪圖。電阻率是一個與流體類型高度相關的參數。電阻率繪圖已用于進行油氣勘探，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。電阻率繪圖在儲層監測中的應用如美國專利6,739,165中所述。
一旦已在地層中鉆出至少一個井眼，就可以使用所述方法。所述方法可包括在進行注入之前對地層進行電阻率觀察，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燃。在注入過程中和/或在注入后通過進行一次或在選定的時間間隔下進行電阻率繪圖，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構和流體含量。注入的示蹤劑流體的電阻率或其它特性可隨時間而變化。
監測和進行電阻率繪圖的程序步驟可能涉及到數據的處理、遷移、建模和/或反演。可通過對在不同時間間隔條件下收集到的電阻率數據進行聯合反演和/或連片處理，從而對時移數據進行處理。
除地質數據、生產數據、儲層建模和儲層模擬以外，地震、重力、磁性和其它地球物理數據也可與電阻率測量以任意組合方式被使用，從而對注入流體的分布或其變化效應進行繪圖。這包括在進行電阻率繪圖之前、之中和/或之后使用數據。
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。根據本發明的示蹤方法因此與現有方法相比具有明顯的優勢。
本發明的應用包括1)在生產前或在生產過程中對油氣藏內的流體分布進行監測。
2)對油氣藏或儲層模擬裝置的流體含量(包括飽和)、孔隙率和滲透性結構進行估算。
實例本發明的典型應用的一個實例是用于增強開采目的烴(油氣)的生產。在本實例中，所述注入流體可以是，但不限于，具有較強導電性的氫氯酸(HCl)和/或氯化鈉(NaCl)的水溶液。將這樣的示蹤劑流體注入到儲層中將會導致相對于周圍地層和儲層內的烴而言產生較大的電阻率差異。通過采用適當的包括現有的電阻率繪圖技術可識別出這樣的電阻率對比差異。例如，有可能采用受控源電磁發聲探測，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獲取構型。相似地，可通過將一個或多個偶極子天線和/或一個或多個接收器放置在油井內從而識別電阻率對比差異。存在許多不同的構型，所述這些構型具有能夠識別出電阻率對比差異的潛力且該思想對于不同的設定而言是靈活的。通過研究示蹤劑流體的擴散，有可能估算出儲層的多個參數，所述參數包括烴的運動、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勢，例如通過提高次生滲透率和孔隙率而使開采量得到提高。
權利要求
1.用于監測具有至少一個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；并且對所述數據進行解釋。
2.根據權利要求1所述的方法，其中采用遠程和/或直流方法進行所述監測。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中按照重復的時間間隔進行所述監測。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中所述方法進一步包括確定注入流體和/或地層流體的幾何范圍。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，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和/或物理和/或生物特性。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，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燃。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中采用受控源電磁方法進行所述監測，所述方法包括空中、陸地和海洋的情況，包括設置在一個或多個井眼內或井眼外的接收器和/或源。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其中采用大地電磁方法在井眼內或井眼外、在陸地上、在空中或在海上進行所述監測。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的方法，其中采用直流電方法在井眼內或井眼外、在陸地上、在空中或在海上進行所述監測。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的方法，其中采用頻率域方法進行所述解釋。
11.根據權利要求1-9中任一項所述的方法，其中采用時間域方法進行所述解釋。
12.根據權利要求1-11中任一項所述的方法，其中所述對注入流體進行監測包括對在不同時間間隔條件下收集到的電阻率繪圖數據組進行聯合處理和/或反演。
13.根據權利要求1或12所述的方法，其中在對注入流體進行監測的過程中除電阻率數據以外可使用地震測繪數據和/或重力測繪數據和/或磁性測繪數據。
14.根據權利要求1-13中任一項所述的方法，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行電阻率測量。
15.根據權利要求1-14中任一項所述的方法，其中注入流體的電阻率和/或其它特性隨時間而變化。
16.根據權利要求1-15中任一項所述的方法，其中在所述解釋中使用地球物理數據和/或地質數據和/或生產數據和/或儲層建模和/或儲層模擬。
全文摘要
借助將示蹤劑流體注入到至少一個井眼中從而用于監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。進行電阻率繪圖從而監測被注入的示蹤劑流體改變的電阻率區并且因此理解儲層內的流體分布和流徑的特性。
文檔編號E21B47/10GK101044417SQ200580034846
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月13日 優先權日2004年10月13日
發明者J·索利, D·O·小德弗格斯坦 申請人:地理差異公司