水力压裂是目前世界上老油田增产和非常规油气田开发应用最为有效的技术措施,通过压裂在地下形成人工裂缝,改善油气层渗流条件,疏通堵塞,提高油井产能.因此,油气储层裂缝分布规律监测对于油田勘探开发具有重要意义.
近年来,我国井地电法发展迅速,特别是在油田压裂以及水驱监测方面.2004年,何展翔等人采用套管内置电极供电,在油藏上下两次激发,地面接收电磁场,得到储集层电阻率与极化相位差,根据异常确定目标储集层的边界,该方法在我国西部山前带井区和东部某油田H19井区得到了有效的验证.王志刚等开展了井地电法三维物理模型试验,提出了积分方程法三维井地电法并行计算、垂直有限线源三维电阻率反演、井地电法的准解析近似三维反演、Born近似快速三维反演、井地三维电阻率成像数值模拟方法等,加快了井地三维正反演计算速度.徐凯军,李桐林采用有限差分计算井地电法,计算结果表明,射孔段供电时地表观测电位反映射孔段的电阻率分布,有利于压裂储层裂缝监测.刘昱等研究了井地电法供电电场分布,表明了井中套管供电时电场分布的非均匀性和复杂性.这些井地电法理论与实验研究,为其在油田的有效应用提供了重要的技术支撑,但是传统井地电法对于中高电阻率储层压裂,监测效果较好.目前我国大多数油田都进入了高含水期,储层孔隙结构复杂,受储层岩性、孔隙结构、泥浆侵入及润湿性等诸多因素影响,大多数储层具有双孔隙结构,流体不能在其中渗透的微孔隙系统,形成以束缚水为主要成分的导电网络,导致油气层电阻率降低;渗透率变化区间较大,基本以低渗透为主;油水系统复杂,既有高阻水层,也有低电阻率油层,同时也具有正常高电阻率油层.如大庆外围油田除发现正常油气水层外,还发现大量低电阻率油气层,南海西部莺歌海盆地发现大量低电阻率低渗透率气层.对于低电阻率储层压裂,由于储层与压裂液都呈现低电阻率特性,电阻率差异小,常规井地电法监测困难,同时,单一地球物理方法存在一定的局限性和多解性.因此,本文针对井地电法在油田压裂监测中的实际问题,利用地下存在固液界面时电流会产生激发极化效应和频散效应,采用电阻率与极化率参数联合监测方法,基于数据融合技术,研究了井地电法双参数联合监测理论,通过仿真实例的正演计算,证明了双参数联合监测的优势,同时设计并研制了井地电法双参数压裂裂缝监测系统.通过陕西富县油田的野外压裂监测试验,验证了双参数电法联合监测的有效性.