溫度與壓力對(duì)注水地震監(jiān)測(cè)的影響

劉英群

摘 要：近些年來(lái)我國(guó)發(fā)生地震的概率非常高，這在很大的程度上導(dǎo)致了我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到了一定的阻礙，而在現(xiàn)在社會(huì)上對(duì)地震的檢測(cè)能夠有效的防治地震對(duì)人們的日常經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的危害，進(jìn)一步保障人們的人身安全。在現(xiàn)在社會(huì)上對(duì)地震進(jìn)行檢測(cè)的方法主要在于注水地震監(jiān)測(cè)，這種地震監(jiān)測(cè)方法能夠在很大的程度上對(duì)地震的發(fā)生進(jìn)行合理的檢測(cè)，使得人們能夠?qū)Φ卣鸬陌l(fā)生進(jìn)行一個(gè)合理的預(yù)防措施。但是由于在注水地震檢測(cè)的過(guò)程中存在的因素比較多，這就在一定的程度上導(dǎo)致注水地震見(jiàn)得受到了影響，因此，本文主要針對(duì)于這種影響進(jìn)行詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：注水地震監(jiān)測(cè)；地震異常；流體替換；壓力；溫度；正演模式

總的來(lái)說(shuō)注水這項(xiàng)技術(shù)手段的應(yīng)用主要在于我國(guó)現(xiàn)在進(jìn)行的油礦采集，這種技術(shù)手段能夠在很大的程度上使得油礦的采集數(shù)量得到一定的提升。正是因?yàn)檫@樣才導(dǎo)致這項(xiàng)技術(shù)手段在我國(guó)各大油田上得到廣泛的應(yīng)用。而且進(jìn)行相應(yīng)的注水地震監(jiān)測(cè)還可以在提高油田產(chǎn)量的同時(shí)對(duì)死油區(qū)有一個(gè)清楚的發(fā)現(xiàn)，并通過(guò)發(fā)現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行油田開(kāi)采的方案調(diào)整，進(jìn)一步使得油田能夠得到更好的開(kāi)采。因此注水地震檢測(cè)對(duì)社會(huì)的發(fā)展起到了不可忽視的作用。

1 對(duì)注水地震監(jiān)測(cè)的概述

在很大的程度上來(lái)說(shuō)進(jìn)行相應(yīng)的注水地震檢測(cè)對(duì)油田的合理開(kāi)采和提高油田的使用效率起到非常重要的作用。而且相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)在對(duì)巖石的分析上也清楚的表明，注水地震監(jiān)測(cè)中的注水驅(qū)油在一定情況下會(huì)引起儲(chǔ)層流體發(fā)生相應(yīng)的變化，這種變化的形成下主要針對(duì)相應(yīng)的飽和程度，而且這種變化的形成還會(huì)使得地層的溫度和相關(guān)的壓力發(fā)生一些變化，這些變化的出現(xiàn)在很大的程度上會(huì)使得儲(chǔ)層的地神響應(yīng)程度受到影響。而且對(duì)于在地層中的不同位置進(jìn)行相應(yīng)的注水技術(shù)手段由于所含的汽油和原油的比例不同就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)沒(méi)有太大的真實(shí)性。因此這就需要采用相應(yīng)的合理方法并借助與物理分析方程，對(duì)就你行注水之后出現(xiàn)的相應(yīng)影響進(jìn)行一個(gè)合理的分析，進(jìn)一步對(duì)注水地震檢測(cè)的可行性進(jìn)行較為深入的研究。另外在大多數(shù)的專業(yè)學(xué)者的研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)溫度和壓力的變化對(duì)整體注水地震檢測(cè)會(huì)產(chǎn)生一些影響，但是這種影響的程度還是需要進(jìn)一步深入研究。對(duì)這種影響的研究通常采用的方法在于相應(yīng)的正演模式，只有這樣才能在很大的程度上使得人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)手段所產(chǎn)生的影響有一個(gè)較為清楚的了解。

2 注水驅(qū)油對(duì)儲(chǔ)層地震特性的影響

眾所周知油田的開(kāi)采并不是一項(xiàng)短期的工作，而是需要對(duì)油田的不斷開(kāi)采法能發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的油礦。這種長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)采，就使得油田的儲(chǔ)層受到相應(yīng)的損壞，而且其自身具備的儲(chǔ)層各種特性也發(fā)生了相應(yīng)的變化，使得對(duì)地震的檢測(cè)造成一定的阻礙。在社會(huì)的實(shí)踐過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)在開(kāi)采過(guò)程中變化較為明顯的三個(gè)方面主要在于空隙流體、溫度和壓力這三個(gè)方面的變化，這些變化的形成在很大的程度上會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層地震的特性發(fā)生一下變化，進(jìn)一步導(dǎo)致注水地震檢測(cè)的過(guò)程中出現(xiàn)一些障礙。

而且在相應(yīng)的社會(huì)實(shí)踐中也可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)儲(chǔ)層是一種砂巖的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)，這就在很大的程度上導(dǎo)致砂巖儲(chǔ)層發(fā)生相應(yīng)影響的可能性比較大。而且在進(jìn)行水驅(qū)之前還需要對(duì)相應(yīng)砂巖儲(chǔ)層進(jìn)行含油量飽和度的控制，相應(yīng)的規(guī)定要求這種含油量飽和度的控制應(yīng)該保持在0.65到0.9之間，而在水驅(qū)技術(shù)的過(guò)程中飽和度發(fā)生了一些變化，其飽和度變?yōu)樵?.2到0.3之間。而且在相應(yīng)的空隙壓力達(dá)到一定數(shù)值的時(shí)候，空隙流體發(fā)生了一些變化，這種變化使得巖石速度有一定的增加。

事實(shí)上，在注水采油過(guò)程中，流體替換與孔隙壓力的改變是同時(shí)發(fā)生的，原始孔隙內(nèi)的原油被水替換自然會(huì)引起砂巖速度的增加，但由于注水引起的壓力增加又會(huì)抑制速度的增大。也就是說(shuō)由于注水引起的壓力變化對(duì)巖石速度的影響與流體替換是相反的。這一點(diǎn)在實(shí)踐中得到了很好地反映。

顯然，隨有效壓力的增加，砂巖速度增大，而且低壓時(shí)速度增加尤為顯著；隨溫度的增加，砂巖速度減小。這是由于溫度增加，將會(huì)使得巖石軟化，可壓縮性增加，因而速度降低。由此可知，在采油井處，由于溫度的升高，砂巖速度將略有降低；而在注水井處，由于溫度的降低，砂巖速度將有所升高。也就是說(shuō)，由于注水而引起的溫度變化對(duì)巖石速度的影響與流體替換是一致的。相比之下，壓力的影響較溫度的影響大得多。

另外，溫度的變化同樣會(huì)引起孔隙流體（特別是油和氣）地震特性的明顯變化，溫度降低，將使得孔隙流體的薪滯性增加，可壓縮性減小，進(jìn)而使得巖石速度增大。

3 模擬結(jié)果分析

在僅考慮孔隙流體替換情形下得到的注水地震響應(yīng)剖面。注水前地震響應(yīng)，注水后地震響應(yīng)，注水井位于第20道。由圖可見(jiàn)，注水前、后地震剖面的差異是很小的，單憑肉眼是很難識(shí)別注水地震異常的。進(jìn)一步求取注水前、后的差異地震剖面并計(jì)算「1.07，1.14〕時(shí)窗范圍內(nèi)儲(chǔ)層反射波的均方根振幅值發(fā)現(xiàn)，單純由于流體替換而引起的地震異常為注水前地震反射振幅的19.1%，而注水前、后差異地震剖面的振幅極大值為注水前剖面振幅極大值的20.9%。

由于在注水過(guò)程中流體替換與地層壓力及溫度的變化是同時(shí)發(fā)生的，比分析可見(jiàn)，當(dāng)考慮壓力變化對(duì)地震響應(yīng)的影響時(shí)，注水地震異常是減弱的；當(dāng)考慮溫度對(duì)地震響應(yīng)的影響時(shí)，注水地震異常是增強(qiáng)的。這說(shuō)明由于注水而引起的壓力增加，將削弱流體替換的影響；由于注水而引起的溫度降低，將增強(qiáng)流體替換的影響。當(dāng)扣除流體替換的影響時(shí)，單純由于地層壓力和溫度的變化而引起的地震異常的均方根振幅分別為注水前反射振幅均方根值的13.3%和23.0%。若以剖面振幅極大值來(lái)對(duì)比分析，則分別為14.4%和26.36%。顯然，當(dāng)注水引起的地層壓力和溫度的變化較大時(shí)，其對(duì)地震響應(yīng)的影響是不容忽視的。

此外，與流體替換不同的是地層壓力與溫度的變化不僅會(huì)對(duì)儲(chǔ)層巖石骨架特性產(chǎn)生影響，而且會(huì)對(duì)孔隙流體產(chǎn)生影響，特別是當(dāng)孔隙流體為輕烴且飽和度較高時(shí)影響尤為顯著。

結(jié)束語(yǔ)

注水地震檢測(cè)對(duì)社會(huì)的發(fā)展起到了非常重要的作用。而且在進(jìn)行相應(yīng)的注水驅(qū)油的過(guò)程中還會(huì)對(duì)地層的一起物理性質(zhì)起到了變化，這種變化主要在于溫度和壓力之間的變化。這些變化的形成在很大的程度上會(huì)導(dǎo)致進(jìn)行注水地震檢測(cè)出現(xiàn)異常。而且由于注水而引起的地層壓力的變化很可能對(duì)相應(yīng)的流體替換產(chǎn)生一些影響，而且為在氣溫比較低的狀態(tài)下這種影響的發(fā)生頻率更大。因此在底層發(fā)生溫度和壓力的變化時(shí)需要人們對(duì)這種變化起到高度的重視，只有這樣才能在很大的程度上促進(jìn)注水地震檢測(cè)更加良好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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