[发明专利]电磁地震测井系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种地震和电磁(EM)测量，并具体地涉及用作地 震接收器的EM接收器的使用。

背景技术

电磁(EM)测井工具通常用于测量岩层的导电率，从而提供识别水 或烃类的存在的装置。另一方面，作为探测地质构造和诸如孔隙度的岩石 特性的装置，地震工具测量机械波通过不同岩层的传播速度。电磁测井工 具和地震测井工具在行业中是普遍的并已经取得专利权。

在现有系统中，在没有地震勘探的情况下记录EM探勘。当要求地震 信息时，要求通过如斯伦贝谢公司的Versatile Seismic Imager^TM(万能地震成 像仪)工具得到的井间地震勘探的全分离剖面和服务(full separate profile and service)。电磁和地震测量互补并且有助于储层的处理和解释。

附图说明

图1是在标准井间EM层析成像中的设备布置的视图；

图2是EM-地震系统中的设备布置的视图；以及

图3是在如图2中所示的状态下当EM发射器切换到“OFF”时在阵列中 的多个接收器的图解响应。

具体实施方式

在以下说明中，说明大量细节以提供对本发明的理解。然而，本领域 的技术人员将理解的是在没有这些细节的情况下可以实施本发明，并且也 可以对所述实施例做大量变化和修改。

本公开涉及一种系统，该系统使用用于EM测量和地震测量的EM接收 器大致同时进行EM测量和地震测量。大致同时测量的EM/地震测量根据接 收器测量变化的磁场这一情况而实现。被接收器感测的磁场的变化具有至 少三个源：1)交变源(电磁发射器)；2)存在于EM场中的接收器的运动； 3)地层相对于接收器的运动(当发射器绳索与地层机械隔离时)。

交变源，即，EM发射器用作现有EM测井工具的一部分，而由于接收 器的运动和地层的运动引起的场的变化提供本发明的技术进步所根据的 基础。由本公开得到的优点包括现场设备、设备的运转时间、人员的大量 减少、EM和地震传感器的精确共同定位以及可以通过与其益处相关联的 机械能调制EM信号。

在标准的井间EM层析成像(图1的现有技术中所示)中，电磁(EM) 发射器1产生交变电磁场3，所述交变电磁场3传播通过岩层4并在例如填充 水的地层5中产生二次场。EM接收器阵列2感测EM信号振幅和相位6。可 以通过转换处理由接收器阵列2测量的EM信号振幅和相位，以提供井之间 的电阻率分布。EM发射器1和EM接收器阵列2彼此物理独立，但是经由包 括GPS 9的同步装置(或其它同步装置，如经由电缆连接)相对于绝对基 准被同步化。通过地面采集系统(分别为7和8，例如如所示地，设置在缆 车上，或以其它方式在“随钻”环境下安装在地面处)在每一个绳索处采集 数据。

在图2所示的图示EM-地震系统中，震源10增加到图1的EM测井系统。 震源10通过GPS被同步化，并仍旧通过另一地面采集系统14无线连接到EM 系统。震源以预定时间间隔被激活，从而产生传播通过岩层4的机械能。 地震波以如图所示的以向下移动的直达波的形式直接到达EM接收器阵列 2，和以反射的向上移动的一次波的形式到达EM接收器阵列。在一些情况 下，可以产生震电转换。地震信号在由EM接收器阵列12接收的EM信号中 产生高频波动13。由于全部系统被精确同步(例如，被同步到微秒内)， 并且EM接收器阵列2可以数字化高取样速度连续(例如，25000每秒抽样 数)测量的信号，可以清楚地辨别地震信号，并可以确定精确的到达时间。 可以处理从EM信号分离的地震信号以提取岩层信息，而不用单独执行地 震测量(所述地震测量通常需要从井起钻EM阵列，而代替地将地震成像 工具插入井中)。

图3显示了在一个位置，采用阵列的四个EM接收器的实施例的响应， EM接收器对机械运动、振动和/或旋转敏感。图3的响应示出被在RX1-4阵 列中的四个接收器RX1-4感测的机械波动。波动表现为随后逐渐衰减的急 剧变化。