[发明专利]井中震电探测法

说明书

本发明属于地球物理的勘探与检测，特别是一种利用地震波运动产生电磁波(震电)的方法，用来探测地下油气藏的油、水界面和气、水界面，或油、水分布区和气、水分布区的方法。

多年来，人们利用地震勘探法探测地下地质构造，寻找油气藏。近十年来，地球物理学家又利用地震方法，包括地震CT方法研究如何确定油水界面和气水界面及油水分布区和气水分布区的方法。在这些研究中主要应用地震波运动学和地震波动力学特点。地震波运动学特点主要利用地震波动在各种不同岩层中的传播速度的差异，这还是地震波动力学的基础。但是，在砂岩储集层中，含油砂层与含水砂层的地震波传播速度差异较小，因而，应用地震波运动学和地震波动力学特点或应用地震CT成像划分油水界面和油水分布区的效果不够理想。

中国专利申请号89109296A震电勘探法提出一种震电勘探方法，用于探测多孔地下岩层中两种不溶混流体的存在或者和主要包含水相物的高渗透力岩石层的存在。但是未涉及井中震电探测，特别是在地下深部井中应用电磁测量装置进行震电探测方法。

本发明的目的是，在地下深层(500～5000米)井中设置电磁测量装置，依靠地下储集层的岩石矿物质成分与孔隙中所含流体之间表面电化学作用，在储集层岩石颗粒表面及与之相邻的孔隙流体之间形成的双电层，当地震被脉冲传播到地下储集层时，将这种双电层的变化产生的电磁波场传播到达深井中的电磁测量装置上，进行记录和分析，以便探测出地下油气藏的油、水界面及气、水界面，油，水分布区和气、水分布区。

本发明的井中震电探测法，由震源产生地震波脉冲，传播到地下储集层中，使孔隙中的流体相对于岩石颗粒发生流动，从而使岩石颗粒表面附近的双电层的电荷分布发生变化，形成电磁波汤向四周传播，由电磁测量装置记录，其特征是，电磁测量装置设置在地下深都井中进行探测，应用三分量电磁换能器的磁信号测量井中不同深度的各分量H_x、H_y和H_z，利用所观测的电磁信号到达时间T和各分量H_x、H_y、H_z所确定的矢量，即可确定油一水界面、气一水界面或油、水分布区和气水分布区的位置，即方位和深度。

本发明的优点是：

来自地下深部储集层的电磁波信号，在地下地层传播过程中，将发生剧烈衰减，到达地面后是非常微弱的，这种信号只有在地下深部用井中电磁测量装置进行接收，才能达到探测油一水界面、气一水界面或油、水分布区和气、水分布区的目的；

地面附近存在着大地电磁场和工业电磁场的严重干扰，而在地下深部，这些干扰电磁场随着在地层中向下传播而迅速衰减，因而井中探测法的信噪比要明显高于震电勘探法；由于电磁波在地层中传播衰减，其规律是高频成分的衰减较低频成分的衰减要快，因而在地下深处井中电磁测量装置所记录的电磁信号比在地面所接收的电磁信号的频率要高，因而井中震电探测法的分辩率要明显高于震电勘探法；

当地震波震源不在地面附近，而是在地下深井中激发地震波时，在地下深部用井中电磁测量装置进行接收、记录，即井间震电探测，本发明具有更加明显的优点。

本发明适用于探测地下油气藏的油一水界面和气一水界面，或油水分布区和气、水分布区。

以下结合附图及实施例，对本发明作进一步描述。

图1是井中震电探测法的一种测试过程示意图

图2A、B是井中震电探测法的地震波脉冲产生电磁波场传播示意图

图3是图1所示的井中震电探测法的探测记录。

由图1可见，石英砂层1的孔隙中含有0.5％氧化钠盐水，有一口激发井2，在激发井中放置声波震源3，声波震源发出声波波前4在石英砂层中传播，并产生电磁波场5，到达放置于接收井6中的井中电磁换能器7，被井中震电探测电磁接收仪所接收，并记录下来。

由图2可见，在深井中声波震源1产生的声波波前4以一定的声波压力梯度5传播到储集层3时，由双电层电荷重新分布引起电场方向和电磁场向接收井2传播，由设置在接收井中的电磁测量装置8，根据所观测的T、H_x、H_y、H_z值确定储集层的深度和方位。

由图3可见，井中震电探测记录中的ZD波，即为井中震电探测在离开震源不同距离的电磁信号某一分量与电磁信号到达时间的关系。