CN102966349A - 一种井间电磁瞬变监测***及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田采油工程测试技术领域。尤其涉及一种井间电磁瞬变监测***及其监测的方法。井间电磁瞬变监测方法:在信号发射井相应目的段层中放置发射器管柱,使其用电缆与地面仪器连接;在信号接收井相应目的段层中放置接收器管柱,同样使其用电缆与地面仪器连接;地面仪器控制发射器管柱发射瞬变电磁信号,接收器管柱接收由瞬变电磁信号产生的地层二次场相应信号,接收器管柱记录此信号并传递给地面仪器的数据处理***进行分析;根据测量结果获得的层析成像来监测地层深处流体的流动情况,综合电磁感应和层析成像的特点,生成地层电阻率分布剖面图,进而对油储层做出准确的定位分析。本发明方法的优点在于其方法灵活、成本低廉且功效高。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油工程测试技术领域。尤其涉及一种井间电磁瞬变监测***及其监测的方法。
背景技术
常规测井技术适用于单井测量,可以精细反映井眼附近底层信息,但其探测深度浅,难以反映区域地层信息尤其是井间地层信息,油田开发过程中,油藏综合含水高,主力油层大面积水淹,油水关系复杂,剩余油分布零散,挖潜难度加大,挖潜效果也越来越差。地震探测使用了远距离声探测技术,虽然探测范围大,但其分辨率低,测量信息对储层岩石较为敏感,无法准确反映流体类型与分布,难以高效胜任当前的油储探测任务。
油田开发中的地震勘探与电磁勘探方法的基础研究表明,在水驱、汽驱及油层界面高度降低过程中,电磁方法对于油藏物质的电性变化是敏感的,而地震方法不能直接探测到这些变化。通常情况下,经过长期的注水与注汽开采,储层中表现出极强的非均匀性。尤其在孔、渗较好的“优势通道”中,回注的污水饱和度较大,电阻率相对较低,而岩性致密层段及剩余油饱和度大的层段,电阻率相对较高,这给电磁勘探方法用于剩余油探测及其油藏动态监测提供了地球物理前提。同时也为井间电磁探测技术应用于流体性质检测及剩余油监测奠定了坚实的理论和试验基础。因此研究开发高分辨率电磁监测方法与技术,实现对剩余油的有效勘探和动态监测,从而提高油田开发的采收率。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够探测地层相关参数,进而分析井间剩余油饱和度分布的一种井间电磁瞬变监测***及其监测的方法。
本发明提供的技术方案是:
一种井间电磁瞬变监测***,包括发射器管柱和接收器管柱,发射器管柱和接收器管柱分别通过电缆与地面上的控制***连接。发射器管柱包括发射器机械模块、发射器供电模块、发射器井下CPU模块、控制线路模块、电容阵列模块、大功率发射线圈组和发射信号记录模块,发射器供电模块跨接发射器机械模块和发射器井下CPU模块,发射器井下CPU模块连接控制线路模块,控制线路模块连接电容阵列模块,大功率发射线圈组同时连接电容阵列模块和发射信号记录模块;接收器管柱包括接收器机械模块、接收器供电模块、接收器井下CPU模块、模拟线路模块、高分辨率接收线圈组和接收信号记录模块,接收器机械模块连接接收器供电模块,接收器供电模块连接接收器井下CPU模块,模拟线路模块同时连接接收器井下CPU模块和高分辨率接收线圈组,接收信号记录模块连接高分辨率接收线圈组。
具体的,所述控制线路模块包括升压储能模块和大功率放电模块,升压储能模块连接接收器井下CPU模块,大功率放电模块连接高分辨率接收线圈组。
具体的,所述高分辨率接收线圈组包括水平接收线圈和垂直接收线圈。
一种井间电磁瞬变监测方法,包括:
在采油井相应目的段层中放置发射器管柱,使其与地面仪器通过电缆连接,以传输信号;
在选定井相应目的段层中放置接收器管柱,同样使其与地面仪器通过电缆连接,以传输信号;
地面仪器控制发射器管柱发射瞬变电磁信号,接收器管柱接收由瞬变电磁信号产生的地层二次场相应信号,接收器管柱记录此信号并传递给地面仪器的数据处理***进行分析;
根据测量结果获得的层析成像来监测地层深处流体的流动情况,综合电磁感应和层析成像的特点,生成地层电阻率分布剖面图,进而对油储层做出准确的定位分析。
具体的,所述地面仪器包括工控机,包括信号采集记录模块、曼彻斯特编解码模块、驱动电路模块三个模块;信号采集记录模块在测试过程中将采集记录深度信号、磁信号分量、GPS信号及与工控机间的通信;曼彻斯特编解码模块将负责控制信号、采集信号与工控机间的通信;驱动电路模块通过电缆与发射器管柱和接收器管柱供电和通信,同时包含GPS模块以实现发射***与接收***间的信号同步及数据传输。
具体的,所述信号采集记录模块的数据包含时间的同步信息和地层深度的对应信息。
具体的,所述曼彻斯特编解码模块的数据包含时间同步信息。
本发明的井间电磁瞬变监测管柱结构简单,监测结果准确可靠;利用井间电磁瞬变监测管柱监测油井剩余油的方法的优点在于其方法灵活、成本低廉且功效高。
现场测量时,分别将发射器管柱和接收器管柱下入预先选定好的信号发射井和信号接收井的相应目的层段。通过地面***控制发射器管柱发射瞬变电磁信号,接收器管柱接收由瞬变电磁信号产生的地层二次场响应信号,记录信号并传回数据处理***进行分析。油藏管理人员根据井间测量结果获得的层析成像来监测地层深处流体的流动情况,综合电磁感应和层析成像的特点,生成井间电阻率分布剖面图,进而对油储层做出准确的定位分析,确定非均质性和储层的连通性。
附图说明
图1是井间电磁瞬变测井结构示意图。
1发射器管柱 2接收器管柱 3地面仪器 4地面仪器 5电缆。
图2是井间电磁瞬变监测方法的模块图。
图3是发射器管柱的结构模块图。
图4是接收器管柱的结构模块图。
具体实施方式
如图1所示为井间电磁瞬变测井结构示意图。
进行井间电磁瞬变监测时,首先在采油井相应目的段层中放置发射器管柱构成发射器***,使其与地面仪器通过电缆连接,以传输信号;
第二在选定井相应目的段层中放置接收器管柱构成接收器***,同样使其与地面仪器通过电缆连接,以传输信号;
然后地面仪器控制发射器管柱发射瞬变电磁信号,接收器管柱接收由瞬变电磁信号产生的地层二次场相应信号,接收器管柱记录此信号并传递给地面仪器的数据处理***进行分析;
最后根据测量结果获得的层析成像来监测地层深处流体的流动情况,综合电磁感应和层析成像的特点,生成地层电阻率分布剖面图,进而对油储层做出准确的定位分析。
所述地面仪器包括工控机,包括信号采集记录模块、曼彻斯特编解码模块、驱动电路模块三个模块;信号采集记录模块在测试过程中将采集记录深度信号、磁信号分量、GPS信号及与工控机间的通信;信号采集记录模块的数据包含时间的同步信息和地层深度的对应信息;曼彻斯特编解码模块将负责控制信号、采集信号与工控机间的通信,曼彻斯特编解码模块的数据包含时间同步信息;驱动电路模块通过电缆与井下管柱供电和通信,同时包含GPS模块以实现发射***与接收***间的信号同步及数据传输。
如图3所示,为发射器管柱结构模块图,发射器管柱包括发射器机械模块、发射器供电模块、发射器井下CPU模块、控制线路模块、电容阵列模块、大功率发射线圈组和发射信号记录模块。控制线路模块包括升压储能模块和大功率放电模块。
发射器机械模块是仪器主体与测井电缆相连接的机械装置 ,这部分还包括电源调节器,并起到为电子线路部分降温的作用。
发射器供电模块为井下电子线路模块提供40V DC、±12V DC、±5 V DC电压。
发射器井下CPU模块是井间电磁瞬变监测发射器管柱的核心。它控制井下发射器管柱运行和从传感器采集数据 ,包括磁场变化、套管检测和各种温度数据。发射器井下CPU模块由井下模/数转换电路、计算机调制解调电路、相位锁定电路以及与接收器管柱保持同步的线路组成,其功能有频率选择;调谐电容的选择;平均参数的设定;磁通量和套管检测线圈数据的采集;控制井下调制解调器与地面之间的数据传送和接收。
控制线路模块的功能是调节电源,产生和调节发射信号、监测大功率发射线圈输出和发射,供地面采集数据。控制线路模块包括升压储能模块和大功率放电模块,升压储能模块连接接收器井下CPU模块,大功率放电模块连接高分辨率接收线圈组。
电容阵列模块用来对发射器线圈进行合理的调谐,以使在规定的频率下达到最大输出。由于发射线圈的较大电感,因此在高频时其输出受到严重限制。电容阵列模块对电路进行合理地调谐,从而有效地消除了由于发射线圈电感造成的感抗。
发射信号记录模块由电流、磁通监测取样及信号采集记录模块组成。
如图4所示为接收器管柱结构模块图,包括接收器机械模块、接收器供电模块、接收器井下CPU模块、模拟线路模块、高分辨率接收线圈组和接收信号记录模块。
接收器机械模块和供电模块与发射器管柱的发射器机械模块和供电模块的功能一样。接收器井下CPU模块它控制井下仪器运行和从传感器采集数据 ,包括磁场变化、套管检测和各种温度数据;磁通量和套管检测线圈数据的采集;控制井下调制解调器与地面之间的数据传送和接收。与发射器管柱的井下CPU模块主要区别在于接收器管柱中井下CPU模块中有一个集成的直流磁力计和加速度计,用于以地磁场为参考确定磁场传感器的方位。
模拟线路模块主要用来对高分辨率接收线圈组接收到的模拟信号进行放大、滤波处理。模拟线路模块还包含若干个放大器增益和滤波选择。放大器与每一个线圈匹配,保证在目的频率能获得最佳的信噪比。
高分辨率接收线圈组由各接收器芯棒的长度和匝数决定了线圈的谱信号和噪声特性。高分辨率线圈组通过一个垂直接收线圈和两套水平接收线圈组合测量,以得到完整的磁场矢量测量参数。
Claims (7)
1.一种井间电磁瞬变监测***,包括发射器管柱和接收器管柱,发射器管柱和接收器管柱分别通过电缆与地面上的控制***连接,其特征在于,发射器管柱包括发射器机械模块、发射器供电模块、发射器井下CPU模块、控制线路模块、电容阵列模块、大功率发射线圈组和发射信号记录模块,发射器供电模块跨接发射器机械模块和发射器井下CPU模块,发射器井下CPU模块连接控制线路模块,控制线路模块连接电容阵列模块,大功率发射线圈组同时连接电容阵列模块和发射信号记录模块;接收器管柱包括接收器机械模块、接收器供电模块、接收器井下CPU模块、模拟线路模块、高分辨率接收线圈组和接收信号记录模块,接收器机械模块连接接收器供电模块,接收器供电模块连接接收器井下CPU模块,模拟线路模块同时连接接收器井下CPU模块和高分辨率接收线圈组,接收信号记录模块连接高分辨率接收线圈组。
2. 根据权利要求1所述一种井间电磁瞬变监测***,其特征在于,所述控制线路模块包括升压储能模块和大功率放电模块,升压储能模块连接接收器井下CPU模块,大功率放电模块连接高分辨率接收线圈组。
3. 根据权利要求1所述一种井间电磁瞬变监测***,其特征在于,所述高分辨率接收线圈组包括水平接收线圈和垂直接收线圈。
4. 一种井间电磁瞬变监测方法,其特征在于,包括:
在信号发射井相应目的段层中放置发射器管柱,使其与地面仪器通过电缆连接,以传输信号;
在信号接收井相应目的段层中放置接收器管柱,同样使其与地面仪器通过电缆连接,以传输信号;
地面仪器控制发射器管柱发射瞬变电磁信号,接收器管柱接收由瞬变电磁信号产生的地层二次场相应信号,接收器管柱记录此信号并传递给地面仪器的数据处理***进行分析;
根据测量结果获得的层析成像来监测地层深处流体的流动情况,综合电磁感应和层析成像的特点,生成地层电阻率分布剖面图,进而对油储层做出准确的定位分析。
5.根据权利要求4所述的一种井间电磁瞬变监测方法,其特征在于,所述地面仪器包括工控机,包括信号采集记录模块、曼彻斯特编解码模块、驱动电路模块三个模块;信号采集记录模块在测试过程中将采集记录深度信号、磁信号分量、GPS信号及与工控机间的通信;曼彻斯特编解码模块将负责控制信号、采集信号与工控机间的通信;驱动电路模块通过电缆与发射器管柱和接收器管柱供电和通信,同时包含GPS模块以实现发射***与接收***间的信号同步及数据传输。
6.根据权利要求5所述的一种井间电磁瞬变监测方法,其特征在于,所述信号采集记录模块的数据包含时间的同步信息和地层深度的对应信息。
7.根据权利要求5所述的一种井间电磁瞬变监测方法,其特征在于,所述曼彻斯特编解码模块的数据包含时间同步信息。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130313 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |