双频激电井地电位技术研究剩余油分布

图 １ 双频激电原理示意图 Ｆ ｉ ． １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍｏ ｆＤ Ｆ Ｉ Ｐ ｇ ｇ
［ ，］ 近 年 来， 电磁法在石 Ｐ 波 速 度 更 为 灵 敏 ６７ 的 特 性， ［ ８～１ ０］ ， 特别是井地电位 油勘探中得到了 很 快 的 发 展 １ １］ １ ２～１ ５］ 技 术， 在 物 理 模 拟［ 、 数 值 模 拟［ 和反演成 ］ １ ６～１ ８ 像［ 技术上取得 了 很 多 成 果 ． 但 是， 常规直流井
图 ２ 井 地电位测量原理及 供电套管电流布置图 Ｆ ｉ ． ２ Ｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈｏ ｆｂ ｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｔ ｏ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｇ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｍ ｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｐ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆｔ ｈ ｅｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｌ ｉ ｅ ｄｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｐ ｐ
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０ 引 言
随着 油 田 的 开 采 进 入 高 含 水 期 ， 确定储层中剩 余油储量及空间分布 ， 监测注水水驱分布及动态 ， 成
１～３］ 为 油 田 稳 产 挖 潜 和 三 次 采 油 的 关 键［ 解决剩余 ．
地电法采集到的数 据 携 带 的 深 部 信 息 有 限 ， 抗干扰 和电磁耦合能力不强 ． 无法在电磁环境异常复杂 ， 电 磁干扰和地表观测装置电磁耦合异常严重的油田中 得到良好应用 ． 在 本 文 中， 结 合 双 频 激 电 法 的 优 点，
９ ６ ０
地 球 物 理 学 进 展
２ ４卷
以大庆油田 ６ 开展了双频激电井地 Ｐ ２ ３ ２ ５ 井 为 例， 电法剩余油的分布 和 注 水 推 进 问 题 的 研 究 ， 它解决 了传统电法测井井 体 信 息 丰 度 大 ， 井间储层信息丰 度严重不足的问题 ， 同时该方法的多频组收发功能 携带了更多的深部 信 息 ， 对油田强电磁干扰和电磁 耦合问题有很强的压制和消除效果 ．
的油田剩余油探测是非常独到的优势 ． 地电位测量原理及任意线源正常电位的计算 １． ２ 井 井 地电位野外测量原理如图 ２ 所示 ． 在地 表 向 井中套管施加一个 大 电 流 ， 电流大多通过地表无水 泥胶结井段和射孔 井 段 流 向 地 层 ， 在地下地层中形
］ ２ ０ ， 通过测量 地 表 的 电 位 分 布 可 成一个非均匀电场 ［
双频激电井地电位技术研究剩余油分布
戴前伟 ， 陈德鹏 ， 刘海飞 ， 冯德山
（ 中南大学信息物理工程学院 ， 长沙 ４ ） １ ０ ０ ８ ３
摘 要 双频激电井地电位法相对其它常规井地电位方法有独特优势 和 特 点 ， 利用该方法研究剩余油分布具备良好 但其理论机理 、 仪器方法及数据解释尚处于起步阶段 ． 本文以大庆油田 ６ 首次进 行 的理论和应用前景 ． Ｐ ２ ３ ２ ５ 井为例 ， 了双频激电井地电位探测 ， 得到了地表的电位差 分 布 图 ， 把该图与前期结果进行对比表明应用该方法研究剩余油分 布是可行的 ， 可为剩余油分布研究提供信息数据 ， 也可为深入研究大功率双频激电测井理论机理和仪器研制提供现 场试验数据和依据 ． 关键词 双频激电 ， 井地电位 ， 剩余油 ， 可行性 ： ／ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ６ ３ １ 文献标识码 Ａ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ ２ ９ ０ ３． ２ ０ ０ ９． ０ ３． ０ １ ８ 中图分类号 Ｐ ｊ
犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋 ｈ ｅｄ ｕ ａ ｌ ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｂ ｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｔ ｏ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ（ Ｄ Ｆ Ｉ Ｐ Ｂ Ｓ Ｐ ）ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄｈ ａ ｓｕ ｎ ｉ ｕ ｅ Ｔ ｑ ｙ ｑ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｅ ｓａ ｎ ｄｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓｏ ｖ ｅ ｒｏ ｔ ｈ ｅ ｒｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌｂ ｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｔ ｏ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． Ｉ ｔｈ ａ ｓａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｉ ｃａ ｎ ｄ ｇ ａ ｌ ｉ ｅ ｄｐ ｒ ｏ ｓ ｅ ｃ ｔｗ ｉ ｔ ｈｔ ｈ ｉ ｓｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄｔ ｏｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈｔ ｈ ｅｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｔ ｈ ｅｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ａ ｌ ｏ ｉ ｌ ． Ｂ ｕ ｔ ｉ ｔ ｉ ｓｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｔ ｈ ｅｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｔ ａ ｅｏ ｆ ｐ ｐ ｐ ｇｓ ｇ ｔ ｈ ｅｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ， ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍ ｅ ｎ ｔｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄａ ｎ ｄｄ ａ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔ ｈ ｉ ｓｐ ａ ｅ ｒ ｔ ａ ｋ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ６ Ｐ ２ ３ ２ ２ ５ｗ ｅ ｌ ｌ ｐ ｐ ， ｔ ｈ ｅｅ ｘ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｔ ｈ ｅＤ Ｆ Ｉ Ｐ Ｂ Ｓ Ｐｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ｅ ｄａ ｎ ｄｔ ｈ ｅｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ａ ｓａ ｎｅ ｘ ａ ｍ ｌ ｅ ｔ ｏｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｐ ｙｐ ｐ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ． Ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓｗ ｉ ｔ ｈｐ ｒ ｅ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓｗ ｏ ｒ ｋｓ ｈ ｏ ｗ ｓ ｔ ｈ ｉ ｓｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅａ ｎ ｄｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄｔ ｅ ｓ ｔｄ ａ ｔ ａａ ｎ ｄ ｐ ｇｔ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍａ ｎ ｄｈ ｉ ｈ ｏ ｗ ｅ ｒＤ Ｆ Ｉ Ｐ ＆Ｂ Ｓ Ｐｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ． ｇｔ ｇ ｐ ， ， 犓 犲 狑 狅 狉 犱 狊 Ｆ Ｉ Ｐ， Ｂ ｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｔ ｏ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ａ ｌ ｏ ｉ ｌ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ Ｄ ｙ 狔
［ ］ １ ９
反映地下的电阻率 分 布 ． 井－地电位野外测量系统 在几千米的套管上 ， 由套管流入地层中 如图 ２ 所示 ．
］ ２ １ 的“ 漏电 流” 近 乎 于 套 管 垂 直［ ， 电流分布并非均
由于套管直径与套管长度相比可以忽略不计 ， 故 匀， 在正演计算和反演 成 像 等 数 据 处 理 中 ， 套管一般当 线电流源处理 ．
油分 布 的 地 球 物 理 方 法 主 要 有 两 种 勘探类
［ ４］
［ ］ ４
： 一种为地震
， 一种为电法勘探类 ． 由于油田的地层 电阻
率对孔隙度 、 渗透率 、 饱和度及温度的变化反应要比
收稿日期 ２ ０ ０ ８ ０ ６ １ ２； ０ ０ ８ １ ２ ２ ２． 修回日期 ２ 基金项目 国家自然科学基金 （ ） 和湖南省科技计划项目 （ ） 联合资助 ． ４ ０ ８ ０ ４ ０ ２ ７ ２ ０ ０ ７ Ｆ Ｊ ４ ０ ５ ５， ２ ０ ０ ８ Ｔ Ｐ ４ ０ １ ３ ２ 作者简介 戴前伟 ， 湖南涟源人 ， 博士 ， 从事电磁法勘探研究 ． （ ： ） １ ９ ６ ８ 年生 ， Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ｗ ｄ ａ ｉ ａ ｉ ｌ ． ｃ ｓ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ ＠ｍ ｑ
１ 方法原理
１． １ 双频激电方法原理与特点 “ 双频道频域激 电 法 ” 是 频 率 域 激 发 极 化 法， 该 方法把两种频率的 方 波 电 流 叠 加 起 来 ， 形成双频组 同 时 发 送， 同时接收激电总场的电位差信 合电流 ， 息， 一次同时得 到 低 频 电 位 差 Δ 和高频电位 犞（ 犳 犔） 差Δ 进 一 步 提 高 了 效 率， 同时供电同时测 犞（ 犳犎 ）， 量， 一些偶然因素 对 Δ 和Δ 犞（ 犞（ 犳 犳犎 ）的 干 扰 相 犔） 计算 犉 从而提高了精度 ． 根据 同， 狊 时因相减而抵消 ， 和） 相 位， 形成幅频测 需要可以测量它们的 振 幅 或 （ 量和相频测量 ， 既可只测一组双频信号的各个参数 ， 也可根据需要测多 组 双 频 信 号 以 形 成 频 谱 测 量 ． 双 频激电的原理示意图如图 １．
， ， ， Ｄ Ａ ＩＱ ｉ ａ ｎ ｗ ｅ ｉ ＮＤ ｅ ｅ ｎ Ｉ ＵＨ ａ ｉ ｆ ｅ ｉ Ｅ ＮＧ Ｄ ｅ ｓ ｈ ａ ｎ ＣＨＥ Ｌ Ｆ ｐ ｇ
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第２ ４卷 第３期 页码 ： ） ２ ０ ０ ９年 ６月（ ９ ５ ９～９ ６ ４
地 球 物 理 学 进 展
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戴前伟 ， 陈德鹏 ， 刘海飞 ， 等． 双频激电井地电位技术研究剩余油分布 ． 地球物理学进展， ： ： ／ ２ ０ ０ ９， ２ ４（ ３） ９ ５ ９～９ ６ ４， Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ ２ ９ ０ ３． ２ ０ ０ ９． ０ ３． ０ １ ８． ｊ Ｄ ａ ｉＱ Ｗ， Ｃ ｈ ｅ ｎＤ Ｐ， Ｌ ｉ ｕ Ｈ Ｆ， 犲 狋 犪 犾． Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈｏ ｆｔ ｈ ｅｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ａ ｌｏ ｉ ｌｄ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｗ ｉ ｔ ｈｄ ｕ ａ ｌ ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｑ ｙｉ ） ， ： ： ／ ｂ ｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｔ ｏ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． 犘 狉 狅 狉 犲 狊 狊 犻 狀犌 犲 狅 犺 狊．（ ｉ ｎＣ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ２ ０ ０ ９， ２ ４（ ３） ９ ５ ９～９ ６ ４， Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ ｊ 犵 狆 狔 ２ ９ ０ ３． ２ ０ ０ ９． ０ ３． ０ １ ８．