[发明专利]用于确定储层地层特性的宽带EM测量的应用

说明书

技术领域

本发明涉及使用电磁(EM)测量确定储层地层特性。更具体地，本发明涉及确定和/或测绘诸如润湿性(wettability：或可湿性)、粘土含量和/或岩石结构的储层特性中的一个或多个。根据本发明的方法可以应用于包括但不限于井中测量、井间勘探和地面勘探的任何类型的EM数据。 

背景技术

油气勘探通常包括探测岩石的天然空隙空间(作为“孔隙度”被测量)中的油气的存在或绘制感兴趣的、能够圈闭油气的地层中的结构特征的各种地球物理方法。 

为了地球物理地绘制含有油气的地层，该地层必需具有地球物理方法所响应的物理性质差异。例如，电导率(c)或其倒数电阻率(p)是可以利用电或电磁(EM)方法测量的物理性质。岩石的电阻率强烈地依赖于孔隙流体的电阻率，并且更强烈地依赖于岩石的孔隙度。沉积岩中的典型盐水高度导电。存在于大体积岩石中的盐水使岩石导电。 

油气在电学上是不导电的。因此，当存在油气时岩石的体电阻率减小。通常，给定沉积剖面中的不同岩石具有不同的孔隙度，因此即使没有油气，也可以确定关于沉积剖面的信息。 

通常利用将电流注入地层中的直流(DC)源或利用低频时变场来测量电阻率。可选地，可以测量由感生电流产生的磁场。因此，通过测量由所述直流源或低频时变场所产生的感生电流或次生磁场的大小，可以推断地球地层的导电性。 

电磁勘探通常利用复地层电阻率通常被测量为激发信号的频率的函数的事实。复地层电阻率可以被定义为ρ＝1/σ+jωε，其中σ是地层电导率，而ε是地层介电常数。 

然而，目前，在推断储层中的饱和度分布的目的的情况下，电磁(EM)勘探(又名深部电磁勘探)的反演(inversion)限于绘制地层电阻率的实部。EM方法在具有极大不同的电阻率的岩石交叉重叠的地质位置中是理想的。 

然而，在推断储层中的饱和度分布的目的的情况下，传统的深部电磁(EM)勘探的反演限于确定和绘制地层电阻率的实部。 

本发明的实施例的一个目的是说明一种使用EM勘探或井眼复电阻率数据确定关于地球地层的岩石物理信息的方法。 

在参照结合所给附图的详细说明中，本领域的技术人员将认识本发明的另外目的和优点。 

发明内容

优选地，根据本发明的优选实施例，提供一种用于确定储层地层特性的方法，所述方法包括以下步骤：i)利用电磁激发场激发储层地层；ii)测量储层地层中的、由电磁激发场产生的电磁信号；iii)从测量的电磁信号提取作为频率的函数的频谱复电阻率；iv)利用激发极化(IP)模型拟合频谱复电阻率；以及v)从利用激发极化模型得到的拟合推导储层地层特性。 

优选地，利用激发极化模型拟合频谱复电阻率的步骤包括利用所述激发极化模型拟合所述频谱复电阻率的实部和虚部的步骤。 

有利地，利用激发极化模型拟合频谱复电阻率的步骤包括利用所述激发极化模型拟合所述频谱复电阻率的虚部的步骤。 

优选地，储层地层特性包括储层地层的润湿性。 

有利地，储层地层特性包括储层地层的粘土含量、岩石结构或透水性中的任一个。 

在优选的实施例中，激发储层地层的步骤包括利用电磁场在多个频率下激发储层地层的步骤。 

优选地，所述方法包括对多个频率中的每一个重复步骤i)-v)，以为储层地层的全部区域产生储层地层特性图。 

有利地，所述方法进一步包括对多个频率中的每一个重复步骤i)-  v)，以产生沿着钻通储层地层的井眼的、在多个深度处的储层地层图。 

优选地，所述方法进一步包括以下步骤：vi)以各种时间间隔重复步骤i)-v)；以及vii)对于各种时间间隔比较储层地层特性，以便监控作为时间的函数的所述储层地层特性的变化。 

有利地，储层地层特性包括储层地层的润湿性，并且其中对于各种时间间隔比较储层地层特性的步骤允许绘制进入到储层地层中的注水前缘的运动。 

在有利的实施例中，提出了一种用于确定储层地层特性的电脑执行的方法，所述方法包括以下步骤：i)以计算机软件程序获取从电磁测井仪接收的电磁信号；ii)从接收的电磁信号提取频谱复电阻率；iii)利用激发极化(IP)模型拟合频谱复电阻率；以及iv)从利用激发极化模型得到的拟合推导储层地层特性。