[發(fā)明專(zhuān)利]測(cè)定儲(chǔ)集巖中有機(jī)物質(zhì)體積的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880012440.1
• 申請(qǐng)日: 2008-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101689102A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·J·瓊斯;H·I·哈爾佩恩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F7/60
• 分類(lèi)號(hào): G06F7/60
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 柯廣華;李家麟

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及為了處理烴類(lèi)物質(zhì)從儲(chǔ)集層的鉆探和生產(chǎn)，得自現(xiàn)有 的巖心樣品或在鉆探操作期間獲得的儲(chǔ)集巖樣品的地球化學(xué)分析，以 表征有機(jī)物質(zhì)。

發(fā)明背景

儲(chǔ)油層表征的目的是提供巖石、空隙空間和流體系統(tǒng)的詳細(xì)描 述，以便可以理解并在儲(chǔ)集層的壽命過(guò)程中模擬儲(chǔ)集層在生產(chǎn)下或在 水注入期間的行為。在美國(guó)專(zhuān)利第5,866,814號(hào)和第6,823,298號(hào)中公開(kāi) 了已經(jīng)開(kāi)發(fā)的評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層特征的熱解方法，該專(zhuān)利的內(nèi)容通過(guò)引用結(jié) 合到本文中。這些方法基于評(píng)價(jià)在來(lái)自鉆探或取心操作期間獲得的儲(chǔ) 油層的樣品上發(fā)現(xiàn)的殘留烴染色。當(dāng)評(píng)價(jià)可移動(dòng)的烴(即油)時(shí)，所分 析的殘留烴類(lèi)物質(zhì)僅代表在儲(chǔ)集層條件下存在于批量樣品中的那些 的一部分。當(dāng)將樣品從儲(chǔ)集層帶至大氣條件時(shí)，經(jīng)過(guò)用泥漿濾液沖洗， 并通過(guò)揮發(fā)，這些″可移動(dòng)的″烴類(lèi)物質(zhì)在鉆探過(guò)程期間損失。然而， 殘留″可移動(dòng)的″烴類(lèi)物質(zhì)的特征將很好地保存，并很好地理解與儲(chǔ)集 層性能有關(guān)，并可以通過(guò)先有技術(shù)方法成功地開(kāi)發(fā)。

來(lái)自″不可移動(dòng)的″烴類(lèi)物質(zhì)的殘留烴類(lèi)物質(zhì)以在儲(chǔ)集層中大致 相同比例的量存在于巖石樣品中。在貯藏和暴露至空氣期間可能發(fā)生 一些損失，但這些損失相對(duì)較小。在儲(chǔ)油層中，最關(guān)心的″不可移動(dòng) 的″烴類(lèi)物質(zhì)是焦油(相似于原油中的瀝青質(zhì)組分并可溶于有機(jī)溶劑 的固體物質(zhì))和焦瀝青(不溶性焦油，最初源自焦油)。這兩種物質(zhì)是導(dǎo) 致儲(chǔ)集層中流體(油或水)移動(dòng)能力降低的主要物質(zhì)。因此，這些物質(zhì) 在其體積方面，并與儲(chǔ)集層孔隙率有關(guān)的量化能力，提供評(píng)價(jià)其對(duì)儲(chǔ) 集層性能的影響的方法，該評(píng)價(jià)通過(guò)工業(yè)可得到的先有技術(shù)方法難以 達(dá)到。

例如，評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層中烴飽和度的常用方法是通過(guò)Archie方程，該 方程利用計(jì)算中的儲(chǔ)集層參數(shù)例如粘固指數(shù)和飽和指數(shù)。這些因子對(duì) 儲(chǔ)集層內(nèi)的巖石學(xué)或相變化敏感。然而，這些參數(shù)也對(duì)儲(chǔ)集層的濕潤(rùn) 性敏感，當(dāng)遇到具有顯著量的焦油的區(qū)域時(shí)其通常急劇變化。因此， 如果那種物質(zhì)的組成是變化的，那么儲(chǔ)集層內(nèi)的烴飽和度計(jì)算會(huì)采取 折衷辦法。此外，Archie方程在油、焦油和焦瀝青之間不加區(qū)別。

評(píng)價(jià)儲(chǔ)油層流體特性的另一種方法是NMR測(cè)井工具。這些工具 提供關(guān)于儲(chǔ)集層流體性質(zhì)的非常有用的信息，無(wú)論它是輕油、中油、 重油或焦油。然而，可利用的分析儀器和方法不包括這些組分體積的 顯式計(jì)算的方法，和依靠基于間接測(cè)量和假設(shè)判讀的類(lèi)似的所有石油 物理學(xué)測(cè)井工具。

定義

以下定義提供用于進(jìn)一步描述本發(fā)明的縮寫(xiě)和術(shù)語(yǔ)。

API重力-是由American?Petroleum?Institute(API)開(kāi)發(fā)的比重量 度，用于測(cè)量各種石油液體的相對(duì)密度。API重力在比重計(jì)上以度刻 刻度，并設(shè)計(jì)成使大多數(shù)值將落在10-70API重力度之間。以下是用 于獲得石油液體API重力的公式：

API重力＝(在60°F下的141.5/SG)-131.5，

其中SG是物質(zhì)在60°F下的比重。

坩堝-其中熱解樣品的不銹鋼容器。

密度(ρ)-每單位體積的質(zhì)量。密度通常按g/cm³報(bào)告；然而，單位 mg/μl是等同的表達(dá)，并且在熱解轉(zhuǎn)換結(jié)果中更有用。

元素分析-元素分析是分析一些物質(zhì)(例如油、焦油、焦瀝青等) 樣品的元素組成的方法。元素分析可以通過(guò)許多方法包括：質(zhì)譜原子 光譜、X射線熒光等來(lái)完成。在烴例如油、焦油和焦瀝青的評(píng)價(jià)中， 最受關(guān)注(由于富含)的元素是：碳、氫、氮、硫和氧。

端員(EM)-可以通過(guò)熱解分析來(lái)辯別的一致性有機(jī)物質(zhì)或烴類(lèi) 物質(zhì)，其包括油、可溶性焦油、焦瀝青(或不溶性焦油)、油母質(zhì)、煤、 鉆探泥漿污染物和與局部條件有關(guān)的其它物質(zhì)。

火焰離子化檢測(cè)器(FID)-用于評(píng)價(jià)有機(jī)化合物數(shù)量的最常用檢 測(cè)器。FID對(duì)烴類(lèi)物質(zhì)的響應(yīng)與包含在烴化合物或在其結(jié)構(gòu)內(nèi)包含烴″ 單元″的化合物中的碳原子數(shù)目成比例。

顆粒密度-在構(gòu)造或巖心樣品中顆粒的密度。當(dāng)用于測(cè)井(log)和 巖心分析時(shí)，該術(shù)語(yǔ)指巖石中的所有固體物質(zhì)。由測(cè)量的干重除以顆 粒體積來(lái)計(jì)算巖心樣品的顆粒密度。在測(cè)井中，使用孔隙率的估算值 和流體含量的知識(shí)，由密度測(cè)井計(jì)算顆粒密度。