CN109328257A - 利用电磁传输映射碳氢化合物储层的系统和方法 - Google Patents

利用电磁传输映射碳氢化合物储层的系统和方法 Download PDF

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Abstract

提供了用于映射碳氢化合物储层的系统和方法。操作包括：将电磁(EM)发送器(144a)和EM接收器(144b)分别布置在穿透了由第一和第二导电层(112a,b)所界定的地下地层的电阻层(110)的第一和第二井的第一和第二井眼(120a),b中。EM发送器(144a)和接收器(144b)各自被布置在分别靠近第一和第二井眼(144a),b与电阻层(110)的相交点的深度处。操作还包括：经由电阻层在EM发送器与接收器之间传输EM信号，确定与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的传送性质，以及基于行进时间确定在各导电层中的至少一个中的异常的存在。

Description

利用电磁传输映射碳氢化合物储层的系统和方法
技术领域
本申请一般地涉及储层的评估，更具体地涉及使用电磁(EM)传输映射储层的系统和方法。
背景技术
石油勘探和生产重视对来自地下碳氢化合物储层的碳氢化合物的优化生产。这可以包括将多个井(例如井场(field of well))钻入储层中以提取捕集在储层中的碳氢化合物(例如原油)。在一些情况下，采用强化采油(EOR)技术来帮助从油气储层中提取碳氢化合物。常见的EOR技术包括水注入(也称为“注水法”)、热注入、气体注入、化学注入等。在水注入的情况下，通常经由一个或多个注入井将水注入储层中，以有助于储层中的碳氢化合物流到油田中的一个或多个生产井中。
用于优化储层生产的技术通常依赖于储层的准确评估，包括监测碳氢化合物和注入的流体移动通过储层时的位置。例如，期望跟踪注入的水段塞在其移动通过储层时的进展，以确定该段塞是否以及何时将到达生产井，并跟踪仍被捕集在该储层中的被绕过的油囊(pocket of oil)的位置，以识别额外生产的位置从而提取被绕过的原油。在一些情况下，经由监测生产井处的初产水量(称为“水窜(water break-through)”)和在生产井处所产生的水与所产生的总液体的体积的比率(称为“产水率”)，来实现储层中的水前缘(waterfront)(注入的水囊的前沿，也称为注水前缘)的跟踪和估计。遗憾的是，这些技术会因储层的不规则结构而变得复杂。例如，在跟踪注入的水的情况下，渗透率的垂直和水平变化以及沿着储层长度不规则地散布的裂缝带会使得难以准确地确定注入的水位于储层中的位置并且预测它将如何移动通过储层。随着时间段的延长在不同的井场注水会进一步加剧这种情况，这使得难以跟踪水的起源和移动。例如，加瓦尔油田(Ghawar field，沙特阿拉伯的超巨型常规油田，其使用周边海水注入进行二次开采)具有的原生储层包括由硬石膏密封的厚的碳酸盐层(其上覆盖有第二地层，该第二地层也包括由硬石膏密封的厚的碳酸盐层)。渗透率的垂直(分层(stratification))和水平(超级k区域(super-k areas))变化以及沿着油田长度不规则地散布的裂缝带使得加瓦尔油田的生产和储层管理变得复杂。因此，很难确定注入的水位于加瓦尔油田中的位置并预测它将如何移动通过储层。
发明内容
申请人已认识到，期望用于监测储层(比如加瓦尔油田的储层)的改进技术以预测和防止早期水窜并且定位被绕过的(bypassed)原油的主要区域以用于后续提取。已经采用了几种技术来监测储层，比如无源地震监测和4D微重力测量、井间电磁成像(CWEM)、和井孔(borehole)地面电磁成像。遗憾的是，这些技术中的每一个都有其自身的一些缺点。例如，在北海和阿拉伯海湾，已使用四维(4D)地震实现了注水监测。然而，申请人已认识到，4D地震在某些情况下使用受限，比如陆基碳酸盐岩储层，至少由于原油与充满水的孔隙空间之间的有限的声阻抗对比度，使得难以描绘这两者。CWEM技术通常使用低频连续波(CW)信号(例如，具有在约100赫兹(Hz)范围内的频率，对应于约3000000米(m)的自由空间波长)的相移以映射导电性的变化。然而，申请人已认识到，这种CWEM技术具有有限的固有成像分辨率，并且不能区分储层中的给定的水段塞的源。鉴于这些和其它缺点，申请人已开发了EM检测技术，其采用储层的自然出现的用于通过其传输EM信号的平面传输线，以用于确定储层中物质(例如，碳氢化合物和流体)的位置。
申请人已认识到，EM信号的速度会受到其传播通过的介质的性质的影响，并且EM信号传播通过被其他介质界定的介质的的速度会受到相邻(或“界定”)介质的性质的影响。例如，在储层的夹在两个相对导电层(或“导电层”)之间的相对电阻层(或“电阻层”)(例如，夹在储层的两个碳酸盐层之间的硬石膏层)的情况下，传播通过电阻层的EM信号的速度会受到两个导电层的性质的影响。与增大的相对介电常数(∈r)降低EM信号速度的前提一致，申请人已认识到以相对高的速度传播通过电阻层的EM信号可能表明在导电层中存在具有相对低介电常数的物质(比如原油)；相反，以相对低的速度传播通过电阻层的EM信号可能表明在导电层中存在具有相对高介电常数的物质(比如水)。该观念与磁导率(μ)的变化类似地起作用。与此一致，申请人还认识到，在与通过电阻层的路径相邻(例如，紧接在其上方和/或下方或靠近其上方和/或下方)的导电层的部分中所存在的物质的位置和类型可以基于例如EM信号在该路径上传播所需的总行进时间来确定。例如，在EM信号的行进时间相对短的情况下，可以确定在与通过电阻层的路径相邻的导电层的部分中存在油囊，该路径在用于产生和接收EM信号的EM发送器与EM接收器之间延伸；相反，在EM信号的行进时间相对长的情况下，可以确定在与通过电阻层的在用于产生和接收EM信号的EM发送器与EM接收器之间延伸的路径相邻的导电层的部分中存在水囊。
在一些实施例中，在第一井的第一井眼中布置第一EM传感器(例如EM发送器)(靠近第一井眼与电阻层的相交点)，和/或在第二井的第二井眼中布置第二EM传感器(例如EM接收器)(靠近第二井眼与电阻层的相交点)。在一些实施例中，EM传感器被布置在井眼的无套管裸眼部分中。
在一些实施例中，采用井的套管柱作为传感器(例如EM发送器和/或EM接收器)。例如，井可以包括终止于电阻层处或其附近的导磁套管柱(例如，钢套管柱)。在采用套管柱作为EM发送器的情况下，EM螺线管可以在地面处或其附近(例如，在地面处与套管柱耦接的井口处)被耦接到套管柱，并且EM螺线管可以被激活(例如，用电流驱动)以产生EM信号，该EM信号沿着套管柱向下行进并且在套管柱的终端处或附近辐射至电阻层中。因此，套管柱可以用作用于将EM信号发送至电阻层的天线。在采用套管柱作为EM接收器的情况下，EM螺线管可以在地面处或附近(例如，在地面处与套管耦接的井口处)被耦接到套管柱，并且EM螺线管可以被激活(例如，以感测通过EM螺线管的电流)以接收在套管柱的终端处或附近从电阻层辐射至套管柱中的EM信号，并沿套管柱向上行进到EM螺线管。因此，套管柱可以用作用于接收EM信号的天线。因此，在一些情况下，可以使用储层中的已有井和导电套管柱来经由储层的电阻层发送和接收EM信号。这样的实施例会是有利的，因为可以采用EM检测技术而不必将工具(例如，EM传感器)送至井眼中。因此，在进行EM检测操作时可以不间断地继续生产。
在一些实施例中，EM信号可以具有足够低以提供扩展的检测范围、同时足够高以提供足够的图像分辨率的频率。例如，可以以约1MHz的频率产生EM信号，其可以在电阻层上提供超过1000m的有效传输，同时提供大约30-50m量级的图像分辨率。由于电阻层的相对低的EM信号衰减，使用这种低频会是可行的。在一些实施例中，EM信号可以具有与电阻层的厚度大致相同的波长。例如，在确定电阻层具有约30m的厚度的情况下，可以产生具有约30m波长的EM信号。因此，例如，EM信号可以具有约1MHz的频率和约30m的波长。
尽管出于说明性的目的以单个EM信号在单个EM发送器-接收器对之间进行传输为背景描述了某些实施例，但可以采用类似的技术来将EM信号从单个EM发送器传播到其他EM接收器。例如，关于通过单个EM发送器发送到电阻层的EM信号，可以进行针对沿着EM发送器与多个EM接收器中的每一个EM接收器之间的相应路径定位的物质的确定，以产生储层的高分辨率的映射图，该映射图指示诸如被绕过的油囊和/或注入水的囊之类的各种物质的位置。可以对任何数量的EM发送器重复类似的过程，以产生针对任何数量的EM发送器与接收器之间的路径的数据，以提供例如关于在整个油田中的物质的存在的信息。
在一些实施例中，将造影剂与诸如被注入储层中的水段塞之类的物质混合，以提供独有的EM标志，使得能够使用本文所述的EM检测技术将不同的物质彼此区分开。添加有造影剂的物质可被称为“被标记”物质。造影剂可包括颗粒、胶体、乳液、聚合物、盐、或分子和/或类似物。造影剂可包括例如磁性造影剂，比如磁性纳米颗粒(被称为磁性纳米映射器(MNM))、高介电纳米颗粒和/或类似物。在一些实施例中，造影剂可包括改变基础物质(例如水)的磁导率(μ)，电容率(∈)和/或电导率(σ)的物质。在一些实施例中，造影剂将被标记物质的一个或多个参数(例如，磁导率(μ)，电容率(∈)和/或电导率(σ))调节至少给定百分比(例如，5％或更多)或者给定倍数(例如，2倍或更多倍，或甚至10倍或更多倍)以增强被标记物质的所得“对比度”。造影剂可以用作改变附近EM信号的速度的电磁造影剂，从而有助于检测储层内的被标记物质的位置和/或身份。与诸如导电层中存在的原油和水之类的其他物质的效果类似，存在于导电层中的造影剂的磁性标志可以在EM信号行进通过电阻层时改变EM信号的速度。在一些实施例中，不同的水段塞每个都用相应的造影剂组进行“标记”，每个造影剂组具有不同的磁性标志。结果，可以基于观察到的EM信号的行进时间来确定被标记的水段塞的位置和身份。例如，第一水段塞可以用引起EM信号的第一级延迟的第一组造影剂标记，第二水段塞可以用引起EM信号的第二级延迟的第二组造影剂标记，等等。EM信号可以经由储层的一个或多个电阻层在一个或多个EM发送器-接收器对之间发送，并且可以使用相应的行进时间来识别第一水段塞的位置和身份、第二水段塞的位置和身份等等。
在一些实施例中提供了一种用于映射碳氢化合物储层的方法。该方法包括：将电磁(EM)发送器布置在穿透地下地层的电阻层的第一井的第一井眼中，EM发送器被布置在与第一井眼和电阻层的相交点对应的深度处，电阻层被与电阻层相邻(例如在其上方)的第一导电层和与电阻层相邻(例如在其下方)的第二导电层界定；将EM接收器布置在穿透地下地层的电阻层的第二井的第二井眼中，EM接收器被布置在与第二井眼和电阻层的相交点对应的深度处；激活EM发送器以在第一井眼处将EM信号发送至电阻层中，使得EM信号从布置在第一井眼中的EM发送器经由电阻层传播至布置在第二井眼中的EM接收器；激活EM接收器以在第二井眼处接收EM信号；基于在第二井眼处接收到的EM信号确定与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的传送性质；以及基于传送性质确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在。
在一些实施例中，EM信号包括在约0.3兆赫(MHz)至3MHz的范围中的频率(例如约1MHz的频率)。在某些实施例中，方法包括：确定电阻层的厚度，EM信号包括与所确定的电阻层的厚度对应的波长。在一些实施例中，EM信号包括小于约100m的波长。在某些实施例中，EM信号包括宽带脉冲(例如直流(DC)脉冲)或调制交流(AC)信号。
在一些实施例中，布置在第一井眼中的EM发送器的第一位置与布置在第二井眼中的EM接收器的第二位置相距大于约1000m的距离。
在一些实施例中，第一井眼包括在第一井眼与电阻层的相交点处的第一裸眼部分，将EM发送器布置在第一井眼中包括：将EM发送器布置在第一井眼的第一裸眼部分中，第二井眼包括在第二井眼与电阻层的相交点处的第二裸眼部分，并且将EM接收器布置在第二井眼中包括：将EM接收器布置在第二井眼的第二裸眼部分中。
在一些实施例中，EM发送器包括第一天线，其布置在第一井眼中在电阻层的被第一井眼穿透的部分附近的位置处，并且EM接收器包括第二天线，其布置在第二井眼中在电阻层的被第二井眼穿透的部分附近的位置处。
在某些实施例中，EM发送器包括：布置在第一井眼中的第一导电套管柱，第一导电套管柱从第一井口延伸，并且在第一井眼与电阻层的相交点附近终止；以及第一EM螺线管，其经由第一井口电耦接至第一导电套管柱，并且激活EM发送器以在第一井眼处将EM信号发送至电阻层中包括：激活第一EM螺线管以产生经由第一导电套管柱被发送至电阻层中的EM信号。在一些实施例中，第一导电套管柱在第一井眼与电阻层的相交点下方终止。在某些实施例中，EM接收器包括：布置在第二井眼中的第二导电套管柱，第二导电套管柱从第二井口延伸，并且在第二井眼与电阻层的相交点附近终止；以及第二EM螺线管，其经由第二井口电耦接至第二导电套管柱，并且激活EM接收器以在第二井眼处接收EM信号包括：激活第二EM螺线管以经由第二导电套管柱接收EM信号。在一些实施例中，第二导电套管柱在第二井眼与电阻层的相交点下方终止。
在某些实施例中，传送性质包括与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的行进时间，并且基于传送性质确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：基于行进时间确定EM信号的速度；以及基于速度确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在。在一些实施例中，异常包括在第一导电层和第二导电层的一个中的至少一个中的油囊或水囊。在某些实施例中，传送性质包括与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的行进时间，并且基于传送性质确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：基于行进时间确定EM信号的相对高的速度；以及基于相对高的速度确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的原油的存在。在一些实施例中，传送性质包括与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的行进时间，并且其中基于传送性质确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：基于行进时间确定EM信号的相对低的速度；以及基于相对低的速度确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的水的存在。
在某些实施例中，方法包括：将第二EM接收器布置在穿透地下地层的电阻层的第三井的第三井眼中，第二EM接收器布置在与第三井眼和电阻层的相交点对应的深度处；激活第二EM接收器以在第三井眼处接收EM信号，EM信号从EM发送器经由电阻层传播至第二EM接收器；确定与EM信号从EM发送器至第二EM接收器的传播相关联的第二传送性质；以及基于第二传送性质和与EM信号从EM发送器至EM接收器的传播相关联的传送性质来确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在。在一些实施例中，基于第二传送性质和与EM信号从EM发送器至EM接收器的传播相关联的传送性质来确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：确定第一导电层和第二导电层的至少一个中的油柱的边界。在某些实施例中，基于第二传送性质和与EM信号从EM发送器至EM接收器的传播相关联的传送性质来确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：确定第一导电层和第二导电层的至少一个中的水囊的边界。
在某些实施例中，方法包括：基于针对第一井的第一测井记录确定第一井眼与电阻层的相交点；以及基于针对第二井的第二测井记录确定第二井眼与电阻层的相交点。
在一些实施例中，电阻层包括硬石膏层，第一导电层包括第一碳酸盐层，第二导电层包括第二碳酸盐层。在某些实施例中，第一导电层和第二导电层的至少一个包括被确定包括碳氢化合物的碳氢化合物储层的岩层。
在某些实施例中，方法包括：向储层中注入具有第一EM标志的被标记的物质的段塞，被标记的物质的段塞包括物质和定义了第一EM标志的造影剂，其中异常包括被标记的物质的段塞。
在一些实施例中提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，其包括可由计算机处理器执行以引起上述方法的操作的程序指令。
在一些实施例中提供了一种用于映射碳氢化合物储层的系统，系统包括：电磁(EM)发送器，其适于被布置在穿透地下地层的电阻层的第一井的第一井眼中，EM发送器适于被布置在与第一井眼和电阻层的相交点对应的深度处，电阻层被与电阻层相邻(例如在其上方)的第一导电层和与电阻层相邻(例如在其下方)的第二导电层界定；EM接收器，其适于被布置在穿透地下地层的电阻层的第二井的第二井眼中，EM接收器适于被布置在与第二井眼和电阻层的相交点对应的深度处；EM发送器适于在第一井眼处将EM信号发送至电阻层中，使得EM信号从布置在第一井眼中的EM发送器经由电阻层传播至布置在第二井眼中的EM接收器；EM接收器适于在第二井眼处接收EM信号；以及映射系统，其适于：基于在第二井眼处接收到的EM信号确定与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的传送性质；以及基于传送性质确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在。
在一些实施例中，EM信号包括在约0.3MHz至3MHz的范围中(例如，约1MHz)的频率。在一些实施例中，EM信号包括与电阻层的厚度对应的波长。在某些实施例中，EM信号包括小于约100米的波长。在一些实施例中，EM信号包括宽带脉冲或调制交流(AC)信号。
在某些实施例中，布置在第一井眼中的EM发送器的第一位置与布置在第二井眼中的EM接收器的第二位置相距大于约1000m的距离。在一些实施例中，第一井眼包括在第一井眼与电阻层的相交点处的第一裸眼部分，EM发送器适于被布置在第一井眼的第一裸眼部分中，第二井眼包括在第二井眼与电阻层的相交点处的第二裸眼部分，并且EM接收器适于被布置在第二井眼的第二裸眼部分中。
在一些实施例中，EM发送器包括第一天线，其适于布置在第一井眼中在电阻层的被第一井眼穿透的部分附近的位置处，并且EM接收器包括第二天线，其适于布置在第二井眼中在电阻层的被第二井眼穿透的部分附近的位置处。在某些实施例中，EM发送器包括：布置在第一井眼中的第一导电套管柱，第一导电套管柱从第一井口延伸，并且在第一井眼与电阻层的相交点附近终止；以及第一EM螺线管，其经由第一井口电耦接至第一导电套管柱，并且第一EM螺线管适于被激活以产生经由第一导电套管柱被发送至电阻层中的EM信号。在一些实施例中，第一导电套管柱在第一井眼与电阻层的相交点下方终止。
在某些实施例中，EM接收器包括：布置在第二井眼中的第二导电套管柱，第二导电套管柱从第二井口延伸，并且在第二井眼与电阻层的相交点附近终止；以及第二EM螺线管，其经由第二井口电耦接至第二导电套管柱，并且第二EM螺线管适于被激活以经由第二导电套管柱接收EM信号。在一些实施例中，第二导电套管柱在第二井眼与电阻层的相交点下方终止。
在某些实施例中，传送性质包括与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的行进时间，并且基于传送性质确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：基于行进时间确定EM信号的速度；以及基于速度确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在。在一些实施例中，异常包括在第一导电层和第二导电层的一个中的至少一个中的油囊或水囊。在某些实施例中，传送性质包括与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的行进时间，并且基于传送性质确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：基于行进时间确定EM信号的相对高的速度；以及基于相对高的速度确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的原油的存在。在一些实施例中，传送性质包括与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的行进时间，并且基于传送性质确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：基于行进时间确定EM信号的相对低的速度；以及基于相对低的速度确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的水的存在。
在某些实施例中，系统包括：第二EM接收器，其适于被布置在穿透地下地层的电阻层的第三井的第三井眼中，第二EM接收器适于被布置在与第三井眼和电阻层的相交点对应的深度处；第二EM接收器适于被激活以在第三井眼处接收EM信号，EM信号从EM发送器经由电阻层传播至第二EM接收器；映射系统还适于：确定与EM信号从EM发送器至第二EM接收器的传播相关联的第二传送性质；以及基于第二传送性质和与EM信号从EM发送器至EM接收器的传播相关联的传送性质来确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在。
在一些实施例中，基于第二传送性质和与EM信号从EM发送器至EM接收器的传播相关联的传送性质来确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：确定第一导电层和第二导电层的至少一个中的油柱的边界。在某些实施例中，基于第二传送性质和与EM信号从EM发送器至EM接收器的传播相关联的传送性质来确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：确定第一导电层和第二导电层的至少一个中的水囊的边界。
在一些实施例中，映射系统还适于：基于针对第一井的第一测井记录确定第一井眼与电阻层的相交点；以及基于针对第二井的第二测井记录确定第二井眼与电阻层的相交点。
在某些实施例中，电阻层包括硬石膏层，第一导电层包括第一碳酸盐层，并且第二导电层包括第二碳酸盐层。在一些实施例中，第一导电层和第二导电层的至少一个包括被确定包括碳氢化合物的碳氢化合物储层的岩层。
在一些实施例中提供了一种非暂时性计算机可读介质，其包括存储于其上的用于映射碳氢化合物储层的程序指令。程序指令可由处理器执行以执行以下操作：激活电磁(EM)发送器以在第一井眼处将EM信号发送至地下地层的电阻层中，使得EM信号从EM发送器经由电阻层传播至布置在第二井眼中的EM接收器，EM发送器被布置在穿透地下地层的电阻层的第一井的第一井眼中，EM发送器被布置在与第一井眼和电阻层的相交点对应的深度处，并且电阻层被与电阻层相邻的第一导电层和与电阻层相邻的第二导电层界定；激活EM接收器以在第二井眼处接收EM信号，EM接收器布被置在穿透地下地层的电阻层的第二井的第二井眼中，EM接收器被布置在与第二井眼和电阻层的相交点对应的深度处；确定与EM信号从EM发送器经由电阻层至EM接收器的传播相关联的传送性质；以及基于传送性质确定在第一导电层和第二导电层的至少一个中的异常的存在。
附图说明
图1A-图1C是示出根据一个或多个实施例的储层环境的示图。
图2A-图2F是示出根据一个或多个实施例的不同储层场景的示图。
图3A和图3C是示出根据一个或多个实施例的针对不同场景的EM传播时间的曲线图。
图4是示出根据一个或多个实施例的用于映射储层的方法的流程图。
图5是示出根据一个或多个实施例的储层的映射图的示图。
图6是示出根据一个或多个实施例的用于定位被标记物质的方法600的流程图。
图7是示出根据一个或多个实施例的示例计算机系统的示图。
虽然本公开允许进行各种修改和替代形式，但是其特定实施例在附图中以示例的方式示出并且将在本文中详细描述。附图可能未按比例绘制。然而，应当理解的是，附图和详细描述并非意在将本公开限制于所公开的特定形式，相反，其意在涵盖落入如权利要求所定义的本公开精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的所示实施例，相反，提供这些示例实施例是为了使本公开彻底和完整，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。
本文描述了用于使用电磁(EM)传输来映射储层的系统和方法。在一些实施例中，储层的天然存在的平面传输线用于EM信号的传输，以用于确定储层中的物质(例如，碳氢化合物和流体)的位置。
申请人已认识到，EM信号的速度会受到其传播通过的介质的性质的影响，并且传播通过被其他介质界定的介质的EM信号的速度会受到相邻(或“界定(bounding)”)介质的性质的影响。例如，在储层的相对电阻层(或“电阻层”)夹在两个相对导电层(或“导电层”)之间(例如，夹在储层的两个碳酸盐层之间的硬石膏层)的情况下，传播通过电阻层的EM信号的速度可能受到两个导电层的性质的影响。与增大的相对介电常数(∈r)降低EM信号速度的前提一致，申请人已认识到以相对高的速度传播通过电阻层的EM信号可能表明，在导电层中存在具有相对低介电常数的物质(比如原油)；相反，以相对低的速度传播通过电阻层的EM信号可能表明在导电层中存在具有相对高介电常数的物质(比如水)。该观念与磁导率(μ)的变化类似地起作用。与此一致，申请人还认识到，存在于与通过电阻层的路径相邻(例如，在其上方和/或下方)的导电层的部分中的物质的位置和类型，可以基于EM信号传播通过该路径所需的总行进时间来确定。例如，在EM信号的行进时间相对短的情况下，可以确定在与通过电阻层的路径相邻的导电层的部分中存在油囊，该路径在用于产生和接收EM信号的EM发送器与EM接收器之间延伸；相反，在EM信号的行进时间相对长的情况下，可以确定在与通过电阻层的在用于产生和接收EM信号的EM发送器与EM接收器之间延伸的路径相邻的导电层的部分中存在水囊。
尽管出于说明性的目的在使用诸如“行进时间”之类的记录数据来确定传送性质(其转而可以用于确定发送器与接收器之间的介质的性质)的背景中描述了某些实施例，但实施例可以包括用于确定EM信号的特性的任何合适的技术。在一些实施例中，采用行进时间反演(travel-time inversion)来确定行进时间和相关联的EM信号特性。在一些实施例中，采用全波形反演来确定发送矢量(TX矢量)与接收(RX)矢量之间的介质中(例如在储层岩石中的)的电磁异常的大小位置、位置和性质。在这样的实施例中，可以记录全波形数据(例如，每个镜头(shot)或轨迹)。在一些实施例中，例如，如果数据速率超过了实时拍摄的单个镜头数据的传输能力，则将若干镜头和/或轨迹进行堆叠和/或平均。可以实时地处理和/或显示所得数据。在一些实施例中，使用记录的数据来“离线”地处理数据。
图1A是示出根据一个或多个实施例的储层环境100的示图。在一些实施例中，储层环境100包括位于地下地层(“地层”)104中的石油储层(“储层”)102、和用于从储层102生产碳氢化合物的生产系统106。
地层104可以包括驻留于地球表面108下方(例如地下)的多孔的或断裂的岩层。储层102可以包括(或至少被确定或预期包括)包含在地层104的多孔的或断裂的岩石中的地下碳氢化合物藏(例如，油藏和/或气藏)。在一些情况下，储层102可以包括具有不同特性(包括不同程度的渗透率、孔隙率、电阻率和/或类似物)的不同岩石层。在所示实施例中，例如，储层102包括在上方和下方由相邻导电层112(例如，分别为第一导电层112a和第二导电层112b)界定的电阻层110。也就是说，电阻层110可以夹在两个导电层112a和112b之间。与包括第一导电层112a和第二导电层112b的地层104的其他层相比，电阻层110可以具有相对高的电阻率(或相对低的电导率)。与包括电阻层110的地层104的其他层相比，导电层112可以具有相对高的导电性(或相对低的电阻率)。在一些实施例中，电阻层可以具有在约0.002至0.0001西门子(Siemens)每米(S/m)范围内的电阻率。例如，电阻层可具有约0.0005S/m的电阻率。在一些实施例中，导电层112a和112b可各自具有约0.02S/m至0.38S/m的电阻率。例如，导电层112a和112b可各自具有约0.02S/m的电阻率。在一些实施例中，电阻层包括蒸发岩。例如，电阻层可包括由硬石膏、盐、石膏、花岗岩、玄武岩、石英岩和/或类似层形成的层。在一些实施例中，电阻层具有小于约300m的厚度。例如，电阻层可以具有约100米(m)或更小的厚度。在一些实施例中，导电层112包括储层的含有(或至少预期含有)碳氢化合物的层。例如，导电层112a和112b中的一个或两个可以包括由碳酸盐、砂岩和/或类似物形成的层。在一些实施例中，导电层112包括异常114，比如油囊、水囊或驻留在导电层112中的其他物质的囊。
在一些实施例中，生产系统106包括一个或多个井120以有助于从储层102提取碳氢化合物。例如，在所示实施例中，生产系统106包括第一井120a和第二井120b。在一些实施例中，井120中的每一个包括被钻入地层104和储层102中的井眼。例如，在所示实施例中，第一井120a包括延伸至地层104和储层102中(例如，延伸至第一导电层112a、电阻层110和/或第二导电层112b中)的第一井眼122a，并且第二井120b包括延伸至地层104和储层102中(例如，延伸至第一导电层112a、电阻层110和/或第二导电层112b中)的第二井眼122b。在一些实施例中，与第一导电层112a、电阻层110和/或第二导电层112b相交的井眼122的各部分中的一些或全部可以是裸眼的(例如，不包括环形套管)或是有套管的(例如，包括环形套管)。
如图所示，井眼122的部分可以与第一导电层112a、电阻层110和/或第二导电层112b相交。例如，第一井眼122a可以包括与储层102上方的地层104的部分相交(例如从地面108向储层102的顶表面延伸)的第一段(“地层相交段”)130、以及与储层102的至少一部分相交(例如从储层102的顶表面向下延伸)的第二段(“储层相交段”)132。储层相交段132可以包括与第一导电层112a相交(例如从第一导电层112a的顶表面向第一导电层112a的底表面延伸)的第三段(“第一导电层相交段”)134、与电阻层110相交(例如从电阻层110的顶表面向导电层112a的底表面延伸)的第四段(“电阻层相交段”)136、和/或与第二导电层112b相交(例如从第二导电层112b的顶表面至少部分地延伸至第二导电层112b中)的第五段(“第二导电层相交段”)138。其他井120的其他井眼122(比如第二井120b的第二井眼122a)可以包括类似的井眼段。
在一些实施例中，井120包括生产井和/或注入井。生产井可以被设计为将碳氢化合物从储层102带至地面。例如，生产井可以包括被钻入地层104和储层102中的井眼122，以提供从储层102提取碳氢化合物的路径。注入井可以被设计为提供用于将水或气体之类的物质注入地层104和/或储层102中。例如，注入井可以包括被钻入地层104和储层102中以提供用于将水和气体之类的物质注入储层102中的路径的井眼122。可以采用所述注入来在储层中产生压力以促使在储层102的导电层112中捕集的碳氢化合物朝向生产井的井眼122移动并移至其中。
在一些实施例中，生产系统106包括储层评估系统140以提供来用于监测储层102并优化从储层102中对碳氢化合物的提取。在一些实施例中，储层评估系统140包括EM系统控制器142和EM传感器144。EM系统控制器142可以提供来用于收集来自EM传感器144的EM数据146并且对EM信号数据146进行处理，以评估储层102的各种特性，包括诸如原油和水之类的物质在储层102中的位置。在一些实施例中，EM数据146和/或处理结果(例如，储层102的映射图)可以存储在诸如数据库148的存储器中。在一些实施例中，EM系统控制器142包括用于执行本文描述的一些或所有操作的计算机系统(例如与下面描述的计算机系统1000相同或相似)，包括关于EM系统控制器142描述的那些。
在所示实施例中，EM传感器144包括布置在第一井120a的第一井眼122a中的第一EM传感器144a、和布置在第二井120a的第二井眼122a中的第二EM传感器144a。在一些实施例中，EM传感器144可包括(或至少操作为)EM发送器和/或EM接收器。例如，第一EM传感器144a可以包括EM发送器，其被构造为产生辐射到储层102的电阻层110中的EM信号150，并且第二EM传感器144b可以包括EM接收器，其被构造为接收传播通过储层102的电阻层110的EM信号150。在一些实施例中，EM传感器144可以是EM收发器，其可被构造为在第一操作模式中作为EM发送器操作并且在第二操作模式中作为EM接收器操作。例如，第一EM传感器144a可以布置在第一井眼122a的靠近电阻层110的部分中(例如，在电阻层相交段136中或附近)，并且第二EM传感器144b可以布置在第二井眼122a靠近电阻层110的部分中(例如，在第二井眼122a的电阻层相交段中或附近)。EM系统控制器142可以激活第一EM传感器144a以产生辐射到电阻层110中的EM信号150，并激活第二EM传感器144b以感测EM信号150。产生的EM信号150可以经由EM信号路径160(例如，第一EM信号路径160a)传播通过电阻层110到达第二EM传感器144b，并且第二EM传感器144b可以感测到EM信号150的到达。如本文所述，EM系统控制器142可以确定EM信号150的相应行进时间，并使用该行进时间来确定第一EM传感器144a与第二EM传感器144b之间存在的物质。
在所示实施例中，EM传感器144a和144b位于电阻层110中(例如，位于井眼122a的电阻层相交段136中)。在一些实施例中，EM传感器144a和/或144b可位于靠近电阻层110的位置中(例如，在电阻层110的顶表面或底表面的约10m之内)，这有助于EM信号150辐射至电阻层110中和/或从电阻层110接收传播的EM信号150。例如，EM传感器144可以位于第一导电层相交段的靠近电阻层110的部分中(例如，在电阻层110的顶表面的约10m之内)、在电阻层相交段中(例如，在电阻层相交段的顶部、中心或底部中)、或在第二导电层相交段的靠近电阻层110的部分中(例如，在电阻层110的底表面的约10m之内)。在一些实施例中，EM传感器144布置在井眼122的裸眼(无套管)部分中。例如，EM传感器144a和/或144b可以布置在低于相应的井眼122a和122b的套管柱的终端的深度处。
在一些实施例中，确定了EM信号从一个EM传感器144(例如EM发送器)行进至另一EM传感器144(例如EM接收器)的总时间所对应的行进时间，并且使用该行进时间来确定位于导电层112的在各EM传感器144之间的路径160附近的各部分中的物质的存在。例如，EM系统控制器142可以基于在第一EM传感器144a处产生EM信号150的时间(“信号产生时间”)与在第二EM传感器144b处接收到EM信号150的时间(例如“信号接收时间”)之间的差来确定EM信号150从第一EM传感器144a行进至第二EM传感器144b的行进时间。即，EM系统控制器142可以确定EM信号在第一EM传感器144a与第二EM传感器144b之间通过电阻层110穿过第一路径160a的时间长度所对应的行进时间。在一些实施例中，可以使用该行进时间来确定EM信号150的速度。例如，可以基于将第一EM传感器144a与第二EM传感器144b之间的距离(例如路径160a的长度)除以所确定的行进时间来确定EM信号150的速度。如果EM系统控制器142确定行进时间相对短(或EM信号150的速度相对高)，则EM系统控制器142可以确定分别位于路径160a的上方和/或下方的导电层112a和/或112b的部分中存在诸如原油之类的具有相对低的介电常数和/或磁导率的物质。相反，如果EM系统控制器142确定行进时间相对长(或EM信号150的速度相对低)，则EM系统控制器142可以确定分别位于路径160a的上方和/或下方的导电层112a和/或112b的部分中存在诸如水之类的具有相对高的介电常数和/或磁导率的物质。
在一些实施例中，EM信号150的速度可以与表示位于导电层112中物质的类型的相对介电常数和/或相对磁导率值相关联。在一些实施例中，第一范围中的信号速度可以与关于原油的第一相对介电常数相关联，第二范围中的信号速度可以与关于第一类型的第一水段塞的第二相对介电常数相关联，第三范围中的信号速度可以与关于第二类型的第二水段塞的第三相对介电常数和相对磁导率相关联。例如，约122389760m/s的信号速度可以与关于原油的约为6的第一相对介电常数相关联，约80122905m/s的信号速度可以与关于第一类型的第一水段塞的约为14的第二相对介电常数和约为1.2的相对磁导率相关联，约65420078m/s的信号速度可以与关于第二类型的第二水段塞的约为14的第三相对介电常数和约为1.5的相对磁导率相关联。因此，响应于EM系统控制器142确定穿过路径160的EM信号150具有在第一范围中的速度(例如，约122389760m/s的速度)，EM系统控制器142可以确定原油位于导电层112的靠近路径160的各部分中。响应于EM系统控制器142确定穿过路径160的EM信号150具有在第二范围中的速度(例如，约80122905m/s的速度)，EM系统控制器142可以确定第一水段塞的各部分位于导电层112的靠近路径160的各部分中。响应于EM系统控制器142确定穿过路径160的EM信号150具有在第三范围中的速度(例如，约65420078m/s的速度)，则EM系统控制器142可以确定第二水段塞的各部分位于导电层112的靠近路径160的各部分中。
图2A至图2F是示出根据一个或多个实施例的不同储层场景的示图。图3A和图3C是示出根据一个或多个实施例的不同场景的EM传播时间的曲线图。图2A是示出第一场景的示图200a，其中第一导电层112a和第二导电层112b都是水饱和的(或“注水的”)(例如，每个具有约0.38S/m的电导率(σ)、约为14的相对介电常数(∈r)、以及约为1的相对磁导率(μr))。图2B是示出第二场景的示图200b，其中第一导电层112a和第二导电层112b都是油饱和的(例如，每个具有约0.02S/m的电导率(σ)、约为6的相对介电常数(∈r)、以及约为1的相对磁导率(μr))。图2C是示出第三场景的示图200c，其中第一导电层112a是水饱和的(例如，具有约0.38S/m的电导率(σ)、约为14的相对介电常数(∈r)、以及约为1的相对磁导率(μr))，并且第二导电层112b是油饱和的(例如，具有约0.02S/m的电导率(σ)、约为6的相对介电常数(∈r)、以及约为1的相对磁导率(μr))。图2D是示出第四场景的示意图200d，其中第一导电层112a是水饱和的，并且除了第二导电层112b中的包括第一水段塞的囊的异常114(例如，具有约0.38S/m的电导率(σ)、约为14的相对介电常数(∈r)、以及约为1的相对磁导率(μr))之外，第二导电层112b通常是油饱和的。图2E是示出第五场景的示图200e，其中第一导电层112a是水饱和的，并且除了第二导电层112b中的包括第二水段塞的囊的异常114(例如，具有约0.38S/m的电导率(σ)、约为80的相对介电常数(∈r)、以及约为1的相对磁导率(μr))之外，第二导电层112b通常是油饱和的。图2F是示出第六场景的示图200f，其中除了第二导电层112b中的包括油囊的异常114(例如，具有约0.02S/m的电导率(σ)、约为6的相对介电常数(∈r)、以及约为1的相对磁导率(μr))之外，第一导电层112a和第二导电层112b都是水饱和的。
图3A是示出分别针对图2A的第一场景和图2B的第二场景的EM传播时间的曲线图300a。曲线300a包括第一曲线302a和第二曲线302b，第一曲线302a表示EM信号传播通过图2A的第一场景的电阻层110的行进时间，第二曲线302b表示EM信号传播通过图2B的第二场景的电阻层110(例如，穿过位于电阻层的一端/一侧的EM发送器与位于电阻层110的另一端/另一侧的EM接收器之间的路径)的行进时间。值得注意的是，第二曲线302b的向左移位和/或第一曲线302a的向右移位指示第二场景的相对短的行进时间(以及更高的EM信号速度)以及第一场景的相对长的行进时间(以及更低的EM信号速度)。可以基于由第一曲线302a指示的较长行进时间(和较低EM信号速度)确定第一场景包括水饱和的导电层112a和112b。可以基于由第二曲线302b指示的较短行进时间(和较高EM信号速度)确定第二场景包括油饱和的导电层112a和112b。
图3B是分别示出图2C的第三场景、图2D的第四场景和图2E的第五场景的EM传播时间的曲线图300b。曲线图300b包括第三曲线302c、第四曲线302d和第五曲线302e，第三曲线302c表示EM信号传播通过图2C的第三场景的电阻层110的行进时间，第四曲线302d表示EM信号传播通过图2D的第四场景的电阻层110的行进时间，并且第五曲线302e表示EM信号传播通过图2E的第五场景的电阻层110的行进时间。值得注意的是，第三曲线302c的向左移位和/或第五曲线302e的向右移位指示了第三场景的相对短的行进时间(以及较高的EM信号速度)、第四场景的相对中等的行进时间(以及中等的EM信号速度)、以及第五场景的相对长的行进时间(以及较低的EM信号速度)。可以基于由第三曲线302c指示的较短行进时间(和较高EM信号速度)确定第三场景包括的导电层112a和112b中的一个是水饱和的，并且导电层112a和112b中的另一个是油饱和的。可以基于由第四曲线302d指示的中等行进时间(和中等EM信号速度)确定第四场景包括的导电层112a和112b中的一个是水饱和的，并且导电层112a和112b中的另一个是油饱和的、且包括第一水段塞的囊。可以基于由第五曲线302e指示的长行进时间(和较低EM信号速度)确定第五场景包括的导电层112a和112b中的一个是水饱和的，并且导电层112a和112b中的另一个是油饱和的、且包括第二水段塞的囊。
图3C是分别示出图2A的第一场景和图2F的第六场景的EM传播时间的曲线图300c。曲线图300c包括第二曲线302b的一部分和第六曲线302f，第二曲线302b的该部分表示EM信号传播通过图2A的第一场景的电阻层110的行进时间，并且第六曲线302f表示EM信号传播通过图2F的第六场景的电阻层110的行进时间。值得注意的是，第六曲线302f的向左移位和/或第二曲线302b的该部分的向右移位指示了第六场景的相对短的行进时间(以及较高的EM信号速度)、以及第二场景的相对长的行进时间(以及较低的EM信号速度)。可以基于由第六曲线302d指示的较短行进时间(和较高EM信号速度)确定第六场景包括的导电层112a和112b两者都是水饱和的，其中导电层112a或112b中的一个包括油囊。
在一些实施例中，EM传感器144包括能够被放入井眼122中并从井眼122中移除的EM传感器。例如，参见图1，第一EM传感器144a和/或第二EM传感器144b可以包括EM传感器单元，该EM传感器单元经由钢缆放入相应的井眼122a和/或122b中并从中取出。在一些实施例中，EM传感器144可以与一个或多个井下工具集成。例如，第一EM传感器144a和/或第二EM传感器144b可以包括EM传感器单元，该EM传感器单元集成在测井工具内和/或连接至测井工具，该测井工具经由钢缆被放入相应的井眼122a和/或122b中并且从中取出。
在一些实施例中，EM传感器144包括井120的导电套管柱。例如，第一EM传感器144a和/或第二EM传感器144b可以包括耦接至导电套管柱(例如，由钢和/或类似导电材料形成)的EM螺线管，其用作用于将EM信号引导至电阻层110中和/或接收经由电阻层110传播的EM信号的天线。图1B是示出根据一个或多个实施例的采用套管柱的EM传感器144的示图。套管柱170可包括例如用于产生和/或接收EM信号的EM螺线管172。在所示实施例中，第一EM传感器144a包括套管柱170和EM螺线管172。套管柱170沿着井眼122a的长度从地面108延伸至靠近电阻层110的套管终端位置174(例如，在井眼122a的电阻层相交段136中，或在电阻层110的顶表面或底表面的约5m之内)。在所示实施例中，终端位置174位于电阻层110中(例如，位于井眼122a的电阻层相交段136中)。在一些实施例中，终端位置174可以位于井眼122a中的这样的深度处：其有助于EM信号150从套管柱170辐射至电阻层110中和/或经由套管柱174接收从电阻层110传播的EM信号150(例如，在电阻层110的顶表面或底表面的约5m之内)。在一些实施例中，其他井120可包括采用了套管柱的类似EM传感器144。例如，在所示实施例中，第二EM传感器144b包括套管柱170和EM螺线管172，其具有与关于第一EM传感器144a描述的构造相似的构造。
在一些实施例中，EM螺线管172在地面108处或附近被磁耦接至套管柱170的上端176。例如，EM螺线管172可以包括围绕套管柱170的上端的周界布置的电磁线圈(例如，套环)，使得其可以与套管柱170的上端电磁耦接。在井102包括机械和/或电磁耦接到套管柱170的上端的井口178的实施例中，EM螺线管172可以包括围绕井口178的周界布置的电磁线圈(例如，套环(collar))，使得其可以经由井口178电磁耦接到套管柱170的上端。在EM传感器144采用了作为EM发送器操作的套管柱的情况下(例如，如在一些实施例中关于EM传感器144a所述的那样)，可以激活EM螺线管172以产生向下行进通过套管柱170的长度并且辐射至电阻层110中的EM信号。例如，EM系统控制器142可以驱动电流通过围绕井口178的周界布置的EM螺线管172的电磁线圈，所得磁通密度矢量(B场)保留在套管柱170中直到它到达套管柱170的下端(例如，在终端位置174处或附近)为止，它在该下端处引起相应的EM辐射，并且所得EM辐射的至少一部分作为EM信号150传播通过电阻层。在EM传感器144采用了作为EM接收器操作的套管柱的情况下(例如，如在一些实施例中关于EM传感器144b所述的那样)，可以激活EM螺线管172以接收从电阻层110接收并且向上行进通过套管柱170的长度的EM信号。例如，EM系统控制器142可以测量通过围绕井口178的周界布置的EM螺线管172的电磁线圈的电流，并且所测量的电流可以用于构建在套管柱170的下端(例如，在终止位置174)接收到的EM信号150的表示。
在一些实施例中，EM信号可以具有足够低以提供扩展的检测范围、同时足够高以提供足够的图像分辨率的频率。在一些实施例中，EM信号150可以具有在约0.01MHz至10.0MHz范围内的频率，或甚至在约0.3MHz至3MHz的更窄范围内的频率。例如，EM系统控制器142可以驱动EM传感器144a以产生具有约1MHz频率的EM信号150。这样的频率可以在电阻层110上提供超过1000m的有效传输，同时提供大约30-50m量级的图像分辨率。由于电阻层110的相对低的EM信号衰减，使用这样的频率会是可行的。在一些实施例中，EM信号150可以具有与电阻层110的厚度大致相同的波长。例如，在EM系统控制器142确定电阻层110具有约30m的厚度的情况下，EM系统控制器142可以驱动EM传感器144a以产生具有约30m波长的EM信号150。因此，例如，EM信号150可以具有约1MHz的频率和约30m的波长。在一些实施例中，电阻层110的厚度可以被确定为与跨越一些或全部油田的电阻层110相关联的厚度。例如，参照图1，在确定用于路径160a的EM信号150的波长时使用的电阻层110的厚度可以是跨越包括井120a和120b的油田的电阻层110的厚度的平均值、井眼122a和122b中每一个中的电阻层相交段的长度的平均值、和/或类似物。可以例如基于油田的地震勘测和/或油田中的井120的测井记录来确定电阻层110的厚度。在一些实施例中，EM信号150包括宽带脉冲或调制交流(AC)信号。
尽管出于说明性目的，在单个EM信号150在单对EM传感器144(例如，从EM传感器144a至EM接收器144b)之间传输的背景中描述了某些实施例，但类似的技术可被用于在任何数量的不同EM传感器144之间传播EM信号150。例如，可以对整个油田的不同对的井120进行类似的EM检测操作，并且所得EM数据146可被用于产生该油田的映射图。在一些实施例中，由单个EM传感器144(作为EM发送器操作)产生的EM信号150可以经由跨越电阻层110的相应路径160被多个不同的EM传感器144(作为EM接收器操作)接收。与EM传感器之间的相应路径160中的每一个相关联的行进时间(或速度)可用于确定位于与路径160相邻的导电层112的各部分中的物质(例如，原油或水)。例如，参照图1C，附加(第三)EM传感器144c可被布置在第三井120c的第三井眼122c中的电阻层110附近。当EM传感器144a被激活时，EM信号150可以通过电阻层110沿着第一路径160a传播至第二EM传感器144b，并且沿着第二路径160b传播至第三EM传感器122c。表示EM信号150沿第一路径160a的第一行进时间(或第一速度)的第一EM数据146a可被用于确定位于第一路径160a附近的物质(例如，第一异常114a)，以及EM信号150沿第一路径160a的第二行进时间(或第二速度)可被用于确定位于第二路径160b附近的物质(例如，第二异常114b)。尽管出于说明性目的描述了三个EM传感器144，但是在EM传感器144a的范围内(例如，在EM传感器144a的约1千米(km)内)的任何数量的EM传感器144可以接收EM信号150，并且对应的EM数据146可被用于确定位于路径160中每一个的附近的物质(例如，异常114)。这可以产生从作为EM发送器操作的EM传感器144延伸至在该范围内作为EM接收器操作的每个EM传感器144的路径160的“星形”模式。
在一些实施例中，位于一个区域中的一些或所有EM传感器144可各自作为EM发送器(例如以迭代方式)操作，而在范围内的其他EM传感器144作为EM接收器操作以产生针对各路径160的EM数据146，各路径160从每个EM传感器144延伸至范围内的其他EM传感器144中的每一个。例如，第一EM传感器144a可以作为EM发送器操作，而第二EM传感器144b和第三EM传感器144c作为EM接收器操作，以产生针对在第一EM传感器144a与第二EM传感器144b之间的第一路径160a的第一组EM数据146a、和针对在第一EM传感器144a与第三EM传感器144c之间的第二路径160b的第二组EM数据146b；然后，第二EM传感器144b可以作为EM发送器操作，而第一EM传感器144a和第三EM传感器144c作为EM接收器操作，以产生针对在第二EM传感器144b与第一EM传感器144a之间的第一路径160a的第三组EM数据146c、和针对在第二EM传感器144b与第三EM传感器144c之间的第三路径160c的第四组EM数据146d；等等。针对每个路径160的EM数据146可被处理为识别位于导电层112的靠近路径160的各部分中的物质。可以对结果进行组合以产生储层162的高分辨率映射图，其指示诸如被绕过的原油的囊和/或注入的水的囊之类的各种物质的位置。
在一些实施例中，将造影剂与诸如被注入储层102中的水段塞之类的物质进行混合，以提供使得能够使用例如本文所述的EM检测技术来将不同物质彼此区分开的独有标志(例如EM标志)。添加了造影剂的物质可以称作“被标记”物质。造影剂可包括颗粒、胶体、乳液、聚合物、盐、或分子和/或类似物。造影剂可包括例如磁性造影剂，比如磁性纳米颗粒(称为磁性纳米映射器(MNM))、高介电纳米颗粒和/或类似物。在一些实施例中，造影剂可包括改变基础物质(例如水)的磁导率(μ)，电容率(∈)和/或电导率(σ)的物质。在一些实施例中，造影剂将被标记物质的一个或多个参数(例如，磁导率(μ)，电容率(∈)和/或电导率(σ))调节至少给定百分比(例如，5％或更多)或者给定倍数(例如，2倍或更多倍，或甚至10倍或更多倍)以增强被标记物质的所得“对比度”。造影剂可以用作改变附近EM信号的速度的EM造影剂，从而有助于检测储层102内的被标记物质的位置和/或身份。与诸如导电层112中存在的原油和水之类的其他物质的效果类似，存在于导电层112中的造影剂的磁性标志可以在EM信号150行进通过电阻层110时改变EM信号150的速度。在一些实施例中，不同的水段塞每个都用相应的造影剂组进行“标记”，每个造影剂组具有不同的磁性特性，以使得各段塞具有各自的磁性标志。例如，参照图1C，可以将具有第一EM特性的第一组造影剂180a混合进在第一时间(例如2014年四月)经由第一井120a注入储层102中的第一水段塞182a中(使得被标记的第一水段塞182a具有与第一组造影剂180a的EM特性对应的第一EM标志)，并且可以将具有第二EM特性的第二组造影剂180b混合进在第二时间(例如2015年5月)经由第二井120b注入储层102中的第二水段塞182b(使得被标记的第二水段塞182b具有与第二组造影剂180b的EM特性对应的第二EM标志)。即，可以利用将附近EM信号改变第一程度的第一组造影剂180a来“标记”第一水段塞182a，并且可以利用将附近EM信号改变与第一程度不同的第二程度的第二组造影剂180b来标记第二水段塞182b。类似于与基于EM信号150的行进时间(或速度)来识别原油和不同水段塞的异常114有关的讨论，可以基于例如穿过在储层102中的被标记水段塞182a和182b附近的各路径160的EM信号的观察到的行进时间来确定被标记水段塞182的位置和身份。例如，在第一水段塞182a已迁移至第二导电层112b在第一井120a与第三井120c之间的部分中的情况下，针对第二路径160b的该组EM数据146b可以指示和/或被处理以确定具有与被标记第一水段塞182a相一致的EM性质的异常114位于导电层212的靠近第二路径160b的各部分中(例如在第一井120a与第三井120c的位置之间)。类似地，在第二水段塞182b已迁移至第二导电层112b在第一井120a与第二井120b之间的部分中的情况下，针对第一路径160a的一组EM数据146a可以指示和/或被处理以确定具有与被标记第二水段塞182a相一致的EM性质的异常114位于导电层212的靠近第一路径160b的各部分中(例如，在第一井120a与第二井120b的位置之间)。因此，可以利用造影剂来标记诸如水段塞之类的物质，可以将被标记物质注入储层102中，并且可以使用本文所述的EM检测操作来定位和识别储层102中的被标记位置。此外，本文所述的EM检测技术可以随时间重复，例如每年一次，以跟踪被标记物质通过储层102的迁移。
图4是示出根据一个或多个实施例的用于映射储层的方法400的流程图。方法400可以包括在储层中钻出多个井(块402)，识别电阻层的位置(块404)，将EM传感器靠近电阻层布置在井中(块406)，激活EM传感器以产生EM信号(块408)，激活一个或多个EM传感器以接收EM信号(块410)，确定EM信号特性(块412)，基于所确定的EM信号特性来确定存在的物质(块414)，以及产生储层的映射图(块416)。
在一些实施例中，在储层中钻出多个井(块402)包括钻出具有与储层的电阻层相交的井眼的至少两个井。例如，在储层中钻出多个井可以包括钻出分别包括与储层102的电阻层110相交的井眼122a、122b和122c的井120a、120b和120c。虽然实施例可包括钻出井和采用本文所述的用于钻出的井的技术，但本文所述的技术可用于现有井。
在一些实施例中，识别电阻层的位置(块404)包括识别电阻层的与所述多个钻出的井相交的位置。例如，识别电阻层的位置可以包括识别针对井眼122a和122b中每一个的电阻层相交段。在一些实施例中，通过井120的井眼122的测井记录来确定针对井120的电阻层相交段。
在一些实施例中，将EM传感器靠近电阻层布置在井中(块406)包括在井眼122的每一个中将EM传感器122布置在针对井眼122的电阻层相交段136处或附近。例如，将EM传感器布置在井眼中可以包括将第一EM传感器144a在井下布置在第一井眼122a的第一电阻层相交段136中，将第二EM传感器144b在井下布置在第二井眼122b的第二电阻层相交段中，并且将第三EM传感器144c在井下布置在第三井眼122c的第三电阻层相交段中。在EM传感器144包括放入井眼122中的装置的情况下，将传感器144布置在井眼122中可以包括将EM传感器144放入井眼122的靠近电阻层110的部分中(例如，在井眼122的电阻层相交段中，或在电阻层110的顶表面或底表面的约10m内)。在EM传感器144采用套管柱170的情况下，将传感器144布置在井眼122中可以包括将套管柱170定位至井眼122中使得终端位置174靠近电阻层110(例如，在井眼122的电阻层相交段中，或在电阻层110的顶表面或底表面的约10m内)。
在一些实施例中，激活EM传感器以产生EM信号(块408)包括将EM传感器144中的一个作为EM发送器操作以产生辐射至电阻层110中并传播通过电阻层110的EM信号150。例如，激活EM传感器以产生EM信号可以包括EM系统控制器142驱动电流通过第一EM传感器144a的电磁线圈以产生辐射至电阻层110中的EM信号150。在一些实施例中，EM信号150可以具有在约0.01MHz至10.0MHz范围内的频率，或甚至在约0.3MHz至3MHz的更窄范围内。例如，EM系统控制器142可以利用被配置为产生具有约1MHz频率的EM信号150的电流来驱动EM传感器144a。在一些实施例中，EM信号150可以具有大致与电阻层110的厚度相同的波长。例如，在EM系统控制器142确定电阻层110具有约30m的厚度的情况下，EM系统控制器142可以利用被配置为产生具有约30m波长的EM信号150的电流来驱动EM传感器144a。因此，例如，EM信号150可以具有约1MHz的频率和约30m的波长。在一些实施例中，激活EM传感器以产生EM信号包括进行频率扫描。扫描的频率范围例如可以包括用于产生具有大致与电阻层110的厚度相同的波长的EM信号150的频率。例如，在EM系统控制器142确定电阻层110具有约30m的厚度的情况下，EM系统控制器142可以进行频率扫描，包括利用不同的电流(它们被配置为产生在约750kHz至约1.25MHz的范围中具有相应波长的一系列EM信号150)驱动EM传感器144a，包括驱动EM传感器144a产生具有约1MHz的频率和约30m的波长的EM信号150。
在一些实施例中，激活一个或多个EM传感器以接收EM信号(块410)包括将EM传感器144中的一个或多个作为EM接收器操作以接收传播通过电阻层110的EM信号150。例如，激活一个或多个EM传感器以接收EM信号可以包括EM系统控制器142测量通过第二EM传感器144b和/或第三EM传感器144c的电磁线圈的电流，以及使用所测量的电流构建在第二EM传感器144b和/或第三EM传感器144c处接收到的EM信号150的表示。EM系统控制器142可以在数据库148中存储测量结果和/或表示，其被构建为针对相应路径160a和160b的相应组的EM数据146a和146b。
在一些实施例中，确定EM信号特性(块412)包括确定(一个或多个)EM信号150的行进时间和/或信号速度。例如，EM系统控制器142可以确定与在EM传感器144a处产生EM信号150的时间相对应的EM信号产生时间1:00:00pm和与在EM传感器144b处接收到EM信号150的时间相对应的EM信号接收时间1:00:01pm，EM系统控制器142可以基于EM信号产生时间与EM信号接收时间之间的差来确定EM信号150的约1秒的EM信号行进时间(或“EM信号延迟”)，并且在EM传感器122a和EM传感器122b在EM信号传输的时候相距约1000m的距离的情况下，EM系统控制器142可以确定约1000m/s的EM信号速度。将会理解的是，尽管在实际中延迟会在1×10-6s或更小的量级上，并且所确定的速度会高得多，但出于说明性的目的而使用了基于上述的时间。在一些实施例中，可以针对接收到的每个EM信号作出这样的确定。例如，EM系统控制器142可以针对穿过第二路径160b在第三EM传感器144c处接收到的EM信号150作出类似的确定。尽管出于说明性的目的在“行进时间”的背景中描述了某些实施例，然而实施例可以包括用于确定EM信号的特性的任何适当技术。在一些实施例中，采用行进时间反演来确定行进时间和相关联的EM信号特性。在一些实施例中，采用全波形反演来确定行进时间和相关联的EM信号特性。在这样的实施例中，可以记录全波长数据(例如，每个镜头或轨迹)。在一些实施例中，例如，如果数据速率超过了实时拍摄的单个镜头数据的传输能力，则将若干镜头和/或轨迹进行堆叠和/或平均。可以实时地处理和/或显示所得数据。在一些实施例中，使用记录的数据来“离线”地处理数据。
在一些实施例中，基于所确定的EM信号特性确定存在的物质(块414)包括：基于在EM传感器122对之间传输的信号150的EM信号特性来确定靠近EM传感器122对之间的路径160位于导电层112中的物质的类型。例如，如果EM系统控制器142确定1s的行进时间是相对短的(或1000m/s的EM信号速度是相对高的)，则EM系统控制器142可以确定在分别位于路径160a上方和/或下方的导电层112a和/或112b的各部分中存在诸如原油之类的具有相对低磁导率的物质。相反，如果EM系统控制器142确定1s的行进时间是相对长的(或1000m/s的EM信号速度是相对低的)，则EM系统控制器142可以确定在分别位于路径160a上方和/或下方的导电层112a和/或112b的各部分中存在诸如水之类的具有相对高磁导率的物质。在一些实施例中，可以针对接收到的每个EM信号作出这样的确定。例如，EM系统控制器142可以针对在第三EM传感器144c处接收到的并且穿过第二路径160b的EM信号150作出类似确定，以确定在位于路径160b上方和/或下方的导电层112a和/或112b的各部分中存在的物质的相对磁导率。
在一些实施例中，产生储层的映射图(块416)包括使用针对多对EM传感器144确定的EM信号特性和相对磁导率来产生油田的映射图。例如，EM系统控制器142可以基于针对在油田的一些或所有井120之间的路径160的EM信号特性来产生井120(例如包括井120a、120b和120c)的场的映射图。图5是示出根据一个或多个实施例的储层120的映射图162的示图，示出了井120(例如井120a-120h)的场502。映射图162可以包括地面108的俯视图(例如，场502的地面映射图)。可以由EM系统控制器142基于所确定的物质和/或EM信号特性来产生映射图162。在所示实施例中，在每个井120之间画出了路线504。在一对井120之间延伸的每个路线504具有的厚度对应于与在布置于该对井120的井眼122中的EM传感器144之间传输的一个或多个EM信号150相关联的EM速度(和/或相关联的磁导率)。在一些实施例中，较粗路线504指示相对高的EM信号速度(或相对低的磁导率)，因此可以指示在导电层的靠近路线504的部分中(例如在储层102的在路线504下方的部分中)存在诸如原油的物质。因此，这样的映射图162可以表示包括被绕过的原油、水的囊等物质的位置。例如，朝向映射图500的右侧的较粗路线504可以指示在导电层112a和/或112b的位于由映射图162的右侧所表示的场502的区域上方和/或下方的各部分中存在诸如水之类的具有相对高磁导率的物质。朝向映射图500的左侧的较细路线504可以指示在导电层112a和/或112b的位于由映射图162的左侧所表示的场502的区域上方和/或下方的各部分中存在诸如原油之类的具有相对低磁导率的物质。在一些实施例中，EM系统控制器142可以确定：在导电层112a和/或112b的位于由映射图162的左侧所表示的区域上方和/或下方的各部分中存在诸如原油之类的具有相对低磁导率的物质，和/或在导电层112a和/或112b的位于由映射图162的右侧所表示的区域上方和/或下方的各部分中存在诸如水之类的具有相对高磁导率的物质。EM系统控制器142可以通过例如储层评估系统140的显示屏来提供对映射图162和/或所确定的不同物质(例如原油和水)的位置的显示。可以使用这样的映射图162和所确定的位置来确定附加生产井的位置(例如用于提取被绕过的原油)、注入井(例如用于提供水至储层中的注入)、已有注入井的操作(例如用于确定注入的量和速率)、和/或已有生产井的操作(例如用于基于原油和/或水前缘的接近来确定生产操作)。
图6是示出根据一个或多个实施例的用于定位被标记物质的方法600的流程图。方法600可以包括利用MNM标记物质(块602)，将被标记物质注入储层中(块604)，以及基于被标记物质的EM标志来定位被标记物质(块606)。
在一些实施例中，利用造影剂标记物质(块602)包括将造影剂与将被注入储层102中的诸如水段塞之类的物质混合。例如，利用造影剂标记物质可以包括将第一组造影剂180a(具有第一特性)混合进将经由第一井120a被注入储层102中的第一水段塞182a(以使得被标记的第一水段塞182a具有与第一组造影剂180a的特性相对应的第一标志)，并且将第二组造影剂180b(具有第二特性)混合进经由第二井120b被注入储层102中的第二水段塞182b(以使得被标记的第二水段塞182b具有与第二组造影剂180b的特性相对应的第二标志)。
在一些实施例中，将被标记物质注入储层中(块604)包括将被标记物质注入储层102中。例如，将被标记物质注入储层中可以包括：在第一时间(例如2014年四月)经由第一井120a将被标记的第一水段塞182a注入储层102中，并且在第二时间(例如2015年五月)经由第二井120b将被标记的第二水段塞182b注入储层102中。
在一些实施例中，基于被标记物质的标志来定位被标记物质(块606)包括进行EM检测操作(比如本文所述的那些)来基于传播通过储层102的电阻层的EM信号150的特性(例如行进时间和/或速度)来定位被标记物质。例如，可基于所观察到的EM信号150穿过在储层102中的被标记水段塞182a和182b附近的路径160的行进时间来确定被标记水段塞182a的位置和/或身份。例如，在第一水段塞182a已迁移至第二导电层112b在第一井120a与第三井120c之间的部分中的情况下，针对第二路径160b的该组EM数据146b可以指示和/或被处理为确定具有与被标记的第一水段塞182a相一致的EM性质的异常114位于导电层212的靠近第二路径160b的部分中(例如，在第一井120a与第三井120c的位置之间)。类似地，在第二水段塞182b已迁移至第二导电层112b在第一井120a与第二井120b之间的部分中的情况下，针对第一路径160a的一组EM数据146a可以指示和/或被处理为确定具有与被标记的第二水段塞182b相一致的EM性质的异常114位于导电层212的靠近第一路径160b的各部分中(例如，在第一井120a与第二井120b的位置之间)。因此，可利用造影剂对诸如水段塞之类的物质进行标记，被标记物质可被注入储层102中，并且可使用本文所述的EM检测操作来定位和识别储层102中的被标记物质。此外，本文所述的EM检测技术可随时间重复，例如每年一次，以跟踪被标记物质通过储层102的迁移。
图7是说明根据一个或多个实施例的示例计算机系统1000的示图。在一些实施例中，计算机系统1000包括储存器1004、处理器1006、和输入/输出(I/O)接口1008。存储器1004可以包括非易失性存储器(例如闪速存储器、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))、易失性存储器(例如随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM))、大容量存储器(例如，CD-ROM和/或DVD-ROM、硬盘驱动器)和/或类似物。存储器1004可以包括其中存储有程序指令1010的非暂时性计算机可读存储介质。程序指令1010可以包括程序模块1012，程序模块1012可由计算机处理器(例如处理器1006)执行以引起本文描述的功能操作，包括关于EM系统控制器142描述的那些功能操作和/或方法400和/或600。
处理器1006可以是能够执行程序指令的任何合适的处理器。处理器1006可以包括中央处理单元(CPU)，其执行程序指令(例如(一个或多个)程序模块1012的程序指令)以执行本文所述的算术、逻辑和输入/输出操作。处理器2006可以包括一个或多个处理器。I/O接口1008可以提供用于与一个或多个I/O设备1014通信的接口，I/O设备1014比如为操纵杆、计算机鼠标、键盘、显示屏(比如用于显示图形用户界面(GUI)的电子显示器)和/或类似物。I/O设备1014可以包括一个或多个用户输入设备。I/O设备1014可以经由有线的或无线的连接连接到I/O接口1008。I/O接口1008可以提供用于与一个或多个外部设备1016(比如其他计算机、网络和/或类似物)通信的接口。在一些实施例中，I/O接口1008可以包括天线、收发器和/或类似物。在一些实施例中，计算机系统1000和/或外部设备1016可以包括一个或多个EM传感器、测井工具和/或类似物。
鉴于本说明书，本公开的各个方面的进一步修改和替代实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本说明书应当仅解释为说明性的，并且目的是为了教导本领域技术人员实现实施例的一般方式。将会理解，本文所示和所述的实施例的形式将被视为实施例的示例。可以代替本文所示和所述的那些元件和材料，可以颠倒或省略部件和过程，并且可以独立地利用实施例的某些特征，所有这些对于本领域技术人员来说在从实施例的该描述获益之后是显而易见的。在不脱离所附权利要求中描述的实施例的精神和范围的情况下，可以对本文所述的元件进行改变。本文使用的标题仅用于组织的目的，并不意味着用于限制说明书的范围。
将会理解，本文所述的过程和方法是可根据本文所述的技术采用的过程和方法的示例实施例。可以修改过程和方法以促进其实现方式和使用的变化。可以改变过程和方法以及其中提供的操作的顺序，并且可以对各种元件进行添加、重新排序、组合、省略、修改等。过程和方法的各部分可以以软件、硬件或其组合来实现。过程和方法的一些或所有部分可以由本文所述的一个或多个处理器/模块/应用来实现。
如在整个本申请中所使用的那样，词语“可以”以允许的意义使用(即，意指有可能)，而不是强制意义(即，意指必须)。词语“包括”、“包括……的”和“包含”意指包括但不限于。如在整个本申请中所使用的那样，单数形式“一个(a、an)”和“该(the)”包括复数指代，除非内容另有明确说明。因此，例如，对“一个元素”的引用可以包括两个或更多个元素的组合。如在整个本申请中所使用的那样，词语“基于”不将相关操作限制为仅基于特定项目。因此，例如，“基于”数据A的处理可以包括至少部分地基于数据A并且至少部分地基于数据B的处理，除非内容另有明确说明。如在整个本申请中所使用的那样，术语“来自”并不将相关操作限制为直接来自。因此，例如，接收“来自”实体的项目可以包括直接从该实体接收项目或者间接地从该实体接收项目(例如，经由中间实体)。除非另有明确说明，否则从讨论中可以明显看出，将会理解的是在整个说明书中利用诸如“处理”、“计算(computing)”、“算(calculating)”、“确定”等术语的讨论指的是诸如专用计算机或类似的专用电子处理/计算装置之类的特定设备的动作或过程。在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子处理/计算装置能够在该专用计算机或类似的专用电子处理/计算装置的存储器、寄存器或其他信息存储装置、传输装置或显示装置中操纵或转换通常表示为物理的、电子的或磁的量的信号。

Claims (48)

1.一种用于映射碳氢化合物储层的方法，所述方法包括：
将电磁(EM)发送器布置在穿透地下地层的电阻层的第一井的第一井眼中，所述EM发送器被布置在与所述第一井眼和所述电阻层的相交点对应的深度处，所述电阻层被与所述电阻层相邻的第一导电层和与所述电阻层相邻的第二导电层界定；
将EM接收器布置在穿透所述地下地层的所述电阻层的第二井的第二井眼中，所述EM接收器被布置在与所述第二井眼和所述电阻层的相交点对应的深度处；
激活所述EM发送器以在所述第一井眼处将EM信号发送至所述电阻层中，使得所述EM信号从布置在所述第一井眼中的所述EM发送器经由所述电阻层传播至布置在第二井眼中的所述EM接收器；
激活所述EM接收器以在所述第二井眼处接收所述EM信号；
基于在所述第二井眼处接收到的所述EM信号，确定与所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层至所述EM接收器的传播相关联的传送性质；以及
基于所述传送性质确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述EM信号包括在约0.3兆赫至3兆赫的范围中的频率。
3.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述EM信号包括约1兆赫的频率。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括：
确定所述电阻层的厚度，
其中所述EM信号包括与所确定的电阻层的厚度对应的波长。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述EM信号包括小于约100米的波长。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述EM信号包括宽带脉冲或调制交流(AC)信号。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中布置在所述第一井眼中的所述EM发送器的第一位置与布置在所述第二井眼中的所述EM接收器的第二位置相距大于约1000米的距离。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法，
其中所述第一井眼包括在所述第一井眼与所述电阻层的相交点处的第一裸眼部分，
其中将所述EM发送器布置在所述第一井眼中包括：将所述EM发送器布置在所述第一井眼的所述第一裸眼部分中，
其中所述第二井眼包括在所述第二井眼与所述电阻层的相交点处的第二裸眼部分，并且
其中将所述EM接收器布置在所述第二井眼中包括：将所述EM接收器布置在所述第二井眼的所述第二裸眼部分中。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，
其中所述EM发送器包括第一天线，其布置在所述第一井眼中在所述电阻层的被所述第一井眼穿透的部分附近的位置处，并且
其中所述EM接收器包括第二天线，其布置在所述第二井眼中在所述电阻层的被所述第二井眼穿透的部分附近的位置处。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，
其中所述EM发送器包括：
布置在所述第一井眼中的第一导电套管柱，所述第一导电套管柱从第一井口延伸，并且在所述第一井眼与所述电阻层的相交点附近终止；以及
第一EM螺线管，其经由所述第一井口电耦接至所述第一导电套管柱，并且
其中激活所述EM发送器以在所述第一井眼处将EM信号发送至所述电阻层中包括：激活所述第一EM螺线管以产生经由所述第一导电套管柱被发送至所述电阻层中的EM信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一导电套管柱在所述第一井眼与所述电阻层的相交点下方终止。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法，
其中所述EM接收器包括：
布置在所述第二井眼中的第二导电套管柱，所述第二导电套管柱从第二井口延伸，并且在所述第二井眼与所述电阻层的相交点附近终止；以及
第二EM螺线管，其经由所述第二井口电耦接至所述第二导电套管柱，并且
其中激活所述EM接收器以在所述第二井眼处接收所述EM信号包括：激活所述第二EM螺线管以经由所述第二导电套管柱接收所述EM信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二导电套管柱在所述第二井眼与所述电阻层的相交点下方终止。
14.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述传送性质包括与所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层至所述EM接收器的传播相关联的行进时间，并且其中基于所述传送性质确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：
基于所述行进时间确定所述EM信号的速度；
基于所述速度确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在。
15.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述异常包括在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的油囊或水囊。
16.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述传送性质包括与所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层至所述EM接收器的传播相关联的行进时间，并且其中基于所述传送性质确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：
基于所述行进时间确定所述EM信号的相对高的速度；以及
基于所述相对高的速度确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的原油的存在。
17.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中所述传送性质包括与所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层至所述EM接收器的传播相关联的行进时间，并且其中基于所述传送性质确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：
基于所述行进时间确定所述EM信号的相对低的速度；以及
基于所述相对低的速度确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的水的存在。
18.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括：
将第二EM接收器布置在穿透所述地下地层的所述电阻层的第三井的第三井眼中，所述第二EM接收器布置在与所述第三井眼和所述电阻层的相交点对应的深度处；
激活所述第二EM接收器以在所述第三井眼处接收所述EM信号，所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层传播至所述第二EM接收器；
确定与所述EM信号从所述EM发送器至所述第二EM接收器的传播相关联的第二传送性质；以及
基于所述第二传送性质和与所述EM信号从所述EM发送器至所述EM接收器的传播相关联的所述传送性质来确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在。
19.根据权利要求18所述的方法，其中基于所述第二传送性质和与所述EM信号从所述EM发送器至所述EM接收器的传播相关联的所述传送性质来确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：确定所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的油柱的边界。
20.根据权利要求18所述的方法，其中基于所述第二传送性质和与所述EM信号从所述EM发送器至所述EM接收器的传播相关联的所述传送性质来确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：确定所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的水囊的边界。
21.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括：
基于针对所述第一井的第一测井记录确定所述第一井眼与所述电阻层的相交点；以及
基于针对所述第二井的第二测井记录确定所述第二井眼与所述电阻层的相交点。
22.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述电阻层包括硬石膏层，其中，所述第一导电层包括第一碳酸盐层，且其中，所述第二导电层包括第二碳酸盐层。
23.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个包括被确定包括碳氢化合物的碳氢化合物储层的岩层。
24.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括：
向所述储层中注入具有第一EM标志的被标记的物质的段塞，所述被标记的物质的段塞包括所述物质和定义了所述第一EM标志的造影剂，其中所述异常包括所述被标记的物质的段塞。
25.一种用于映射碳氢化合物储层的系统，所述系统包括：
电磁(EM)发送器，其构造为被布置在穿透地下地层的电阻层的第一井的第一井眼中，所述EM发送器构造为被布置在与所述第一井眼和所述电阻层的相交点对应的深度处，所述电阻层被与所述电阻层相邻的第一导电层和与所述电阻层相邻的第二导电层界定；
EM接收器，其构造为被布置在穿透所述地下地层的所述电阻层的第二井的第二井眼中，所述EM接收器构造为被布置在与所述第二井眼和所述电阻层的相交点对应的深度处；
所述EM发送器构造为在所述第一井眼处将EM信号发送至所述电阻层中，使得所述EM信号从布置在所述第一井眼中的所述EM发送器经由所述电阻层传播至布置在第二井眼中的所述EM接收器；
所述EM接收器构造为在所述第二井眼处接收所述EM信号；以及
映射系统，其构造为：
基于在所述第二井眼处接收到的所述EM信号确定与所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层至所述EM接收器的传播相关联的传送性质；以及
基于所述传送性质确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述EM信号包括在约0.3兆赫至3兆赫的范围中的频率。
27.根据权利要求25或26所述的系统，其中所述EM信号包括约1兆赫的频率。
28.根据权利要求25-27中任一项所述的系统，其中所述EM信号包括与所述电阻层的厚度对应的波长。
29.根据权利要求25-28中任一项所述的系统，其中所述EM信号包括小于约100米的波长。
30.根据权利要求25-29中任一项所述的系统，其中所述EM信号包括宽带脉冲或调制交流(AC)信号。
31.根据权利要求25-30中任一项所述的系统，其中布置在所述第一井眼中的所述EM发送器的第一位置与布置在所述第二井眼中的所述EM接收器的第二位置相距大于约1000米的距离。
32.根据权利要求25-31中任一项所述的系统，
其中所述第一井眼包括在所述第一井眼与所述电阻层的相交点处的第一裸眼部分，
其中所述EM发送器构造为被布置在所述第一井眼的所述第一裸眼部分中，
其中所述第二井眼包括在所述第二井眼与所述电阻层的相交点处的第二裸眼部分，并且
其中所述EM接收器构造为被布置在所述第二井眼的所述第二裸眼部分中。
33.根据权利要求25-32中任一项所述的系统，
其中所述EM发送器包括第一天线，其构造为被布置在所述第一井眼中在所述电阻层的被所述第一井眼穿透的部分附近的位置处，并且
其中所述EM接收器包括第二天线，其构造为被布置在所述第二井眼中在所述电阻层的被所述第二井眼穿透的部分附近的位置处。
34.根据权利要求25-33中任一项所述的系统，
其中所述EM发送器包括：
布置在所述第一井眼中的第一导电套管柱，所述第一导电套管柱从第一井口延伸，并且在所述第一井眼与所述电阻层的相交点附近终止；以及
第一EM螺线管，其经由所述第一井口电耦接至所述第一导电套管柱，并且
其中所述第一EM螺线管构造为被激活以产生经由所述第一导电套管柱被发送至所述电阻层中的EM信号。
35.根据权利要求34所述的系统，其中所述第一导电套管柱在所述第一井眼与所述电阻层的相交点下方终止。
36.根据权利要求25-35中任一项所述的系统，
其中所述EM接收器包括：
布置在所述第二井眼中的第二导电套管柱，所述第二导电套管柱从第二井口延伸，并且在所述第二井眼与所述电阻层的相交点附近终止；以及
第二EM螺线管，其经由所述第二井口电耦接至所述第二导电套管柱，并且
其中所述第二EM螺线管构造为被激活以经由所述第二导电套管柱接收所述EM信号。
37.根据权利要求36所述的系统，其中所述第二导电套管柱在所述第二井眼与所述电阻层的相交点下方终止。
38.根据权利要求25-37中任一项所述的系统，其中所述传送性质包括与所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层至所述EM接收器的传播相关联的行进时间，并且其中基于所述传送性质确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：
基于所述行进时间确定所述EM信号的速度；
基于所述速度确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在。
39.根据权利要求25-38中任一项所述的系统，其中所述异常包括在所述第一导电层和所述第二导电层的一个中的至少一个中的油囊或水囊。
40.根据权利要求25-39中任一项所述的系统，其中所述传送性质包括与所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层至所述EM接收器的传播相关联的行进时间，并且其中基于所述传送性质确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：
基于所述行进时间确定所述EM信号的相对高的速度；以及
基于所述相对高的速度确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的原油的存在。
41.根据权利要求25-39中任一项所述的系统，其中所述传送性质包括与所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层至所述EM接收器的传播相关联的行进时间，并且其中基于所述传送性质确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：
基于所述行进时间确定所述EM信号的相对低的速度；以及
基于所述相对低的速度确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的水的存在。
42.根据权利要求25-41中任一项所述的系统，还包括：
第二EM接收器，其构造为被布置在穿透所述地下地层的所述电阻层的第三井的第三井眼中，所述第二EM接收器构造为被布置在与所述第三井眼和所述电阻层的相交点对应的深度处；
所述第二EM接收器构造为被激活以在所述第三井眼处接收所述EM信号，所述EM信号从所述EM发送器经由所述电阻层传播至所述第二EM接收器；
所述映射系统还构造为：
确定与所述EM信号从所述EM发送器至所述第二EM接收器的传播相关联的第二传送性质；以及
基于所述第二传送性质和与所述EM信号从所述EM发送器至所述EM接收器的传播相关联的所述传送性质来确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在。
43.根据权利要求42所述的系统，其中基于所述第二传送性质和与所述EM信号从所述EM发送器至所述EM接收器的传播相关联的所述传送性质来确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：确定所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的油柱的边界。
44.根据权利要求42所述的系统，其中基于所述第二传送性质和与所述EM信号从所述EM发送器至所述EM接收器的传播相关联的所述传送性质来确定在所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的异常的存在包括：确定所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个中的水囊的边界。
45.根据权利要求25-44中任一项所述的系统，其中所述映射系统还构造为：
基于针对所述第一井的第一测井记录确定所述第一井眼与所述电阻层的相交点；以及
基于针对所述第二井的第二测井记录确定所述第二井眼与所述电阻层的相交点。
46.根据权利要求25-45中任一项所述的系统，其中所述电阻层包括硬石膏层，其中所述第一导电层包括第一碳酸盐层，并且其中所述第二导电层包括第二碳酸盐层。
47.根据权利要求25-46中任一项所述的系统，其中所述第一导电层和所述第二导电层的至少一个包括被确定包括碳氢化合物的碳氢化合物储层的岩层。
48.一种非暂时性计算机可读介质，其包括存储于其上的用于映射碳氢化合物储层的程序指令，所述程序指令可由处理器执行以执行权利要求1-24中任一项所述的操作。
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