油气藏监测方法

本发明涉及地下物理特性的地球物理制图。更具体而言，本发明 涉及注入示踪剂流体，其目的在于：监测示踪剂在油气藏内的后续分 布和运移以作为一种研究储层的特性和流体含量以及储层内的流体运 动的手段。

地层允许流体通过的能力取决于孔隙尺寸、孔隙的连通性(渗透 性)以及流体特性。该有效渗透性还取决于孔隙内各种流体的相对饱 和状态。在油气藏内，所述渗透性对储层内的地层流体和注入流体的 流径均产生影响。知晓储层的渗透性对于优化生产策略而言是有益 的。

在通过利用放置在注入井内且在生产过程中得到探测的示踪剂从 而追踪储层内示踪剂流体流的方面已经作出了多种尝试。美国专利 6,645,769中描述了这样的一种技术。这些方法的应用受到了以下事 实的限制，即示踪剂仅可在生产(开采)井中被检测到且必须钻至少 两口井。

其它方法提议利用注入流体的声学性质从而追踪注射流体随时间 的空间分布(参见美国专利4,479,204；4,969,130；5,586,082； 6,438,069)。这些方法受到了以下事实的限制，即声学性质并不总 是流体成分的可靠量度。

本发明的目的在于：将采用电阻率绘图技术可感测到的示踪剂流 体注入到油气藏中以作为一种研究储层的特性和流体含量以及储层内 的流体运动的手段，从而克服上述方法中存在的限制因素。所述示踪 剂流体可以是电导率不同于储层流体的电导率的任何流体。

所述方法被用于监测和研究地层和/或地层内的流体的特性和/或 几何范围。所述方法涉及将流体注入到至少一个井眼中。这些被注入 的流体具有与地层和/或地层流体形成对比差异的电阻率且/或将会改 变地层或地层流体的电阻率。随后将采用电阻率绘图技术对由于注入 流体而造成的电阻率的变化进行绘图。为此可采用多种现有的电阻率 绘图技术。在最终步骤中，对所述数据进行解释。

例如在美国专利4,617,518；4,633,182；5,770,945；6,603,313； 6,842,006和6,717,411中对普通的电阻率绘图技术进行了描述。以 前，时移远程电阻率研究方法已被用于进行环境工程研究(Loke，M.H. 1999：Electrical imaging surveys for environmental and engineering studies(用于环境工程研究的电成像测绘))。对注入 的导电/电阻性的溶液进行的绘图已被用于对地下水的流动型式进行 估算(Aaltonen，J.2001：Ground monitoring using resistivity measurements in glaciated terrians(在冰蚀地面上采用电阻率测 量法进行地面监测).；Park，S.1998：Fluid migration in the vadose zone from 3D inversion of resistivity monitoring data(由电阻 率监测数据的三维反演产生的渗流区中的流体运移).；美国专利 5,825,188)。美国专利6,739,165中披露了一种适用于监测储层的表 面和井筒电阻性绘图的混合方法。在PCT专利WO03/023452中描述了 一种用于实施时移电阻率监测的设备。Kaufman和Hoekstra给出了对 适于对注入的导电/电阻性流体进行绘图的远程电阻率测绘的更概括 的描述(Kaufman A.A.和Hoekstra，P.2001：Electromagnetic soundings(电磁发声探测)Elsevier)。

用于对地层、地层流体和/或注入流体的电阻率进行绘图的技术 可以是远程的、直流的或以上两种方式相结合的方式。所述技术或是 可应用在频率域中，或是可应用在时间域中。方法可包括，但不限于， 采用受控源电磁、大地电磁、直流电方法或这些方法的任意组合进行 电阻率绘图。可通过航空测绘从基于陆地的测量和/或基于海洋的测 量中收集数据。还可以使用设在一个或多个井眼内的探测器在地下进 行数据收集。电磁场、电场或磁场源可以是空中的、基于陆地或基于 海洋的、或者被设在井眼内。所述井眼和/或油井套管也可被用作源， 或者部分源。源与接收器位置的任意组合都是潜在可能的。

所述示踪剂是一种与地层和/或地层流体相比具有不同电阻率的 注入流体。所述注入流体还可具有通过生物、化学或物理手段改变地 层或地层流体的电阻率的能力。注入流体的电阻率可随时间而变化从 而能够追踪地层内的流体运动。

采用在地球物理学领域众所周知的远程和/或直流电阻率绘图技 术对注入流体在特定时间点或一定时间间隔的分布进行探测和绘图。 电阻率是一个与流体类型高度相关的参数。电阻率绘图已用于进行油 气勘探，如美国专利4,617,518；4,633,182；6,603,313；5,770,945； 6,842,006和6,717,411中所述。电阻率绘图在储层监测中的应用如 美国专利6,739,165中所述。

一旦已在地层中钻出至少一个井眼，就可以使用所述方法。所述 方法可包括在进行注入之前对地层进行电阻率观察，虽然这并不是必 需的。另外，注入流体或注入流体与地层流体的混合物可被点燃。在 注入过程中和/或在注入后通过进行一次或在选定的时间间隔下进行 电阻率绘图，则可以确定注入流体的流径，由此可以确定地层中的渗 透性结构和流体含量。注入的示踪剂流体的电阻率或其它特性可随时 间而变化。

监测和进行电阻率绘图的程序步骤可能涉及到数据的处理、迁 移、建模和/或反演。可通过对在不同时间间隔条件下收集到的电阻 率数据进行联合反演和/或连片处理，从而对时移数据进行处理。

除地质数据、生产数据、储层建模和储层模拟以外，地震、重力、 磁性和其它地球物理数据也可与电阻率测量以任意组合方式被使用， 从而对注入流体的分布或其变化效应进行绘图。这包括在进行电阻率 绘图之前、之中和/或之后使用数据。

众所周知的是，地震测绘在探测流体特性和分布方面较差，而这 些特性可通过电阻率测绘而更好地被探测到。根据本发明的示踪方法 因此与现有方法相比具有明显的优势。

本发明的应用包括：

1)在生产前或在生产过程中对油气藏内的流体分布进行监测。

2)对油气藏或储层模拟装置的流体含量(包括饱和)、孔隙率 和渗透性结构进行估算。

实例

本发明的典型应用的一个实例是用于增强开采目的烃(油气)的 生产。在本实例中，所述注入流体可以是，但不限于，具有较强导电 性的氢氯酸(HCl)和/或氯化钠(NaCl)的水溶液。将这样的示踪剂 流体注入到储层中将会导致相对于周围地层和储层内的烃而言产生较 大的电阻率差异。通过采用适当的包括现有的电阻率绘图技术可识别 出这样的电阻率对比差异。例如，有可能采用受控源电磁发声探测， 其中水平偶极子天线和一组电磁场接收器被放置在海床上或者符合任 何其它的相关获取构型。相似地，可通过将一个或多个偶极子天线和/ 或一个或多个接收器放置在油井内从而识别电阻率对比差异。存在许 多不同的构型，所述这些构型具有能够识别出电阻率对比差异的潜力 且该思想对于不同的设定而言是灵活的。通过研究示踪剂流体的扩散， 有可能估算出储层的多个参数，所述参数包括烃的运动、流体含量、 渗透性、孔隙率以及更多。注入示踪剂流体可能具有其它优势，例如 通过提高次生渗透率和孔隙率而使开采量得到提高。