[发明专利]用于注入和监测流体的地层测试器

说明书

技术领域

本发明涉及对被井筒穿过的井下地层的评价。更具体地，本发明涉及 用于有助于将流体注入到井下地层和用于监测注入流体在地层内流动并 且驱替地层原生流体的方向的方法和设备。

背景技术

在储层评价中，期望的是了解、测量并且测试流体如何移动通过地层。 当前，许多方法用于测试储层流体流动性和地层渗透率以及相对渗透率。 这些技术中的一些包括测量被钻井液侵入的测量。其它技术通常被公知为 地层测试和岩心分析。

钻井液侵入的确定可以是一种表示地层的近似渗透率的有用测量。然 而，这种方法具体地由于泥饼的产生而可能受到不足侵入过程的限制。另 外，由侵入测量的渗透率与泥浆滤液和原生地层流体的相对渗透率有关。 当泥浆滤液之外的流体驱替原生地层流体时，由侵入测量的渗透率几乎不 能提供相对渗透率曲线的表示。此外，假设侵入过程在井筒周围是均匀的， 因此，由此分析得到的渗透率不会考虑地层各向异性。

地层测试器可以响应于生产压差而原位确定储层流体流动性，但是由 于泥饼的存在，地层测试器通常不能将流体注入到储层内。在一些情况下， 从地层泵抽液体可以足以清除泥饼。然而，在很多情况下，从地层泵抽液 体可能不会产生足够高的流速以可靠地完全清除来自井筒壁的外部泥饼 和占据正好超过井筒壁的孔隙的内部泥饼。在注入期间，残留泥饼和泥浆 中的固体颗粒(包括细岩屑)可能重新密封井筒壁，并从而可能限制或阻止 进一步的流体注入。因此，在很多情况下，不可能在裸眼井环境中将流体 注入到地层内。此外，近井筒生产层井壁处的泥饼、颗粒和地层损害的存 在可能会在很大程度上干扰由地层测试器所观察的流体流动性。更进一步， 在这种环境中增加由地层测试器产生的流动压力将通常导致地层测试器 与井筒壁密封的丧失，或者可能在地层内产生裂缝。如果丧失密封，地层 测试器将不再与储层地层水力连通，并且任一测量值都不会表征储层地层。 一旦已经在储层地层内产生裂缝，随后的流动性或渗透率测量值可能被流 入到裂缝和从裂缝中流出的流动所控制，因此将不会表征储层地层。

当分析岩芯用于确定地层相对渗透率时，地层岩石的样品被切割、带 到地面，并且在实验室测试所述样品的特性。然而，有时侯难以在地面实 验室内再造诸如压力、温度和流体特性的表征性井下条件。

目前存在用于将流体注入到地层内的系统。例如，利用诸如酸的化学 溶剂可以将泥饼溶解或冲洗掉。然而，泥饼溶剂的腐蚀性通常很强。这些 溶剂可能对操作人员存在安全危险并且可能损坏地层测试器的一些部件。 因此，这些注入系统通常需要利用完井液驱替井筒内的泥浆并且需要使用 酸溶解泥饼。在一些情况下，在可以执行注入之前，这要求对井的至少一 部分下套管、射孔，以及安装诸如油管和封隔器的完井设备。在这些情况 下，由在储层地层内进行注入所获得的测量值可能来不及进行与完井相关 的重大决策。此外，可以被注入的区域可能受限于射孔的位置。此外，在 注入期间套管的存在可能将用于监测注入前缘的井下测量工具的类型限 制到可以执行通过套管(通常是金属的、磁性的和导电的)并且适于套管井 环境的地层内的测量的那些井下测量工具。

发明内容

根据公开的示例，用于评价被井筒穿过的井下地层的方法涉及以下步 骤：将具有纵向轴线的细长测井仪输送到井筒内，所述细长测井仪具有发 射线圈和接收线圈，发射线圈和接收线圈中的至少一个具有相对于井下工 具的纵向轴线倾斜的轴线。所述方法还涉及以下步骤：将流体注入通过井 筒壁的周边的至少相当大的一部分并且进入到井下地层的一部分内。所述 方法还涉及以下步骤：使用发射线圈将电磁波发射到井下地层内。使用接 收线圈测量井下地层的电阻率值，其中，电阻率值表示在与发射线圈轴线 和接收线圈轴线中的至少一个的倾斜方向有关的方向上井下地层的被注 入流体侵入的深度。