專(zhuān)利名稱(chēng)：校正鉆探泥漿中的氣體成分的測(cè)量濃度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及在鉆探期間表征存在于地下地層中的地層流體，尤其涉及校正鉆探泥漿中的氣體成分的測(cè)量濃度的方法。
背景技術(shù)：
在石油或天然氣鉆井作業(yè)中，使鉆探流體(或“泥漿”)通過(guò)鉆桿的內(nèi)部從鉆頭出來(lái)，然后回升到地表而不斷地循環(huán)。鉆探泥漿通常由粘土、化學(xué)添加劑和油基或水基組成。 這種流體有幾個(gè)目的1)控制地層壓強(qiáng)；2)清理井眼的地層碎屑；3)潤(rùn)滑、冷卻和清潔鉆頭和鉆柱；4)使井眼穩(wěn)定；以及5)限制鉆探泥漿流失到地下地層中。在清理井眼時(shí)，循環(huán)鉆探泥漿帶走鉆屑和陷在巖石的孔隙或裂縫中的地層流體。 在鉆探作業(yè)期間，在地表實(shí)時(shí)地監(jiān)視在鉆探泥漿中夾帶的地層流體和氣體，測(cè)量結(jié)果的記錄被稱(chēng)為泥漿錄井。泥漿錄井測(cè)量結(jié)果可以包括溫度、PH值、鉆探速率、氯化物、總烴含量、 和特定地層氣體成分的濃度。這些井錄是重要的，因?yàn)樗鼈兪广@探作業(yè)人員能夠查明正在鉆探的地層中石油或天然氣的存在。鉆探期間鉆探泥漿中的顯著測(cè)量氣體增加指示地層中的含石油或天然氣地帶，并被稱(chēng)為“顯示”。為了測(cè)量在鉆探泥漿中夾帶的地層氣體的量并確定地層流體中的濃度，已經(jīng)使用了幾種技術(shù)。可以抽運(yùn)少量鉆探泥漿通過(guò)位于地表的被稱(chēng)為氣阱的機(jī)械攪拌設(shè)備。氣阱的用途是從鉆探泥漿中提取氣體用于測(cè)量和分析。氣體成分，即，輕烴氣的分離和定量通常是通過(guò)內(nèi)聯(lián)氣相色譜分析或氣相色譜質(zhì)譜分析來(lái)進(jìn)行的。可以作為典型泥漿錄井活動(dòng)的一部分來(lái)實(shí)時(shí)地連續(xù)監(jiān)視氣阱取樣和分析，向鉆探作業(yè)人員提供針對(duì)整個(gè)井深，每個(gè)鉆探的縱尺的氣體成分的實(shí)時(shí)濃度。從輕氣體的分析中區(qū)分地層流體類(lèi)型，尤其是它們的氣油比 (GOR)的能力是高度期待的目標(biāo)，因?yàn)槟軌蜃钚』ㄙM(fèi)在地層測(cè)試上的時(shí)間和資源。這種數(shù)據(jù)對(duì)于任何烴儲(chǔ)層的經(jīng)濟(jì)性和可行性都是必需的。不幸的是，存在許多與地表氣阱測(cè)量有關(guān)的問(wèn)題。從鉆探泥漿中提取并在氣阱的頂部空間中收集的不同氣體成分的相對(duì)濃度并不代表從鉆探流體中析出的實(shí)際氣體濃度。 結(jié)果，測(cè)量的氣阱值并不代表深處鉆探流體或地層流體的氣體組成。另外，未經(jīng)校正的氣阱值可以導(dǎo)致包括GOR確定在內(nèi)的總流體屬性的預(yù)測(cè)大相徑庭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面提供了一種表征存在于地下地層中的地層流體的方法，包括在鉆探的同時(shí)從包含地層流體和氣體的鉆探泥漿體積中提取多種氣體成分；測(cè)量每種感興趣氣體成分的氣阱值；通過(guò)將所述氣阱值除以每種感興趣氣體成分的實(shí)驗(yàn)室流體分析值，來(lái)確定每種感興趣氣體成分的氣阱響應(yīng)因子；通過(guò)將每種感興趣氣體成分的氣阱響應(yīng)因子除以分子量最小的感興趣氣體成分的氣阱響應(yīng)因子，來(lái)確定每種感興趣氣體成分的相對(duì)響應(yīng)因子；以及通過(guò)將所述氣阱值除以每種感興趣氣體成分的相對(duì)響應(yīng)因子，來(lái)計(jì)算每種感興趣氣體成分的校正后氣阱值，以便表征來(lái)自鉆探泥漿體積的地層流體。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括使用先前確定的相對(duì)響應(yīng)因子來(lái)校正鉆探泥漿中的氣體成分的氣阱值的方法，包括校正利用相似鉆探流體在周?chē)木袦y(cè)量的每種感興趣氣體成分的氣阱值。本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面提供了一種執(zhí)行上述方法的系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面可以包括編有執(zhí)行上述方法或控制上述系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面可以包括內(nèi)含上述系統(tǒng)并被配置和安排成依照上述方法來(lái)提供系統(tǒng)的控制的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可以?xún)?nèi)含，例如，編程成允許用戶(hù)依照所述方法或其它方法來(lái)控制設(shè)備的計(jì)算機(jī)。通過(guò)參照形成本說(shuō)明書(shū)的一部分、相同標(biāo)號(hào)在各個(gè)圖形中表示相應(yīng)部件的附圖對(duì)如下描述和所附權(quán)利要求書(shū)加以研究，本發(fā)明的這些和其它目的、特征、和特性，以及操作方法、結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件的功能、部件的組合、和制造成本將變得更加顯而易見(jiàn)。但是，不言而喻，這些附圖只用于例示和描述的目的，而無(wú)意作為限制本發(fā)明的定義。正如用在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的那樣，除非上下文另有明確指明，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”、和“該”也包括復(fù)數(shù)指示物。


圖1是例示依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖；圖2是示出依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在鉆探期間測(cè)量的地層氣體成分的氣阱值的示范性泥漿井錄；圖3是例示依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖；圖4是示出依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的地層氣體成分的氣阱值和計(jì)算的GOR 值的示范性泥漿井錄；以及圖5是執(zhí)行依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性例示。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，圖1示出了表征存在于地下地層中的地層流體的方法10。在鉆探作業(yè)期間，從包含地層流體和氣體的鉆探泥漿體積中提取多種氣體成分12。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)位于地表的氣阱中的機(jī)械攪拌來(lái)從泥漿中提取地層氣體成分。測(cè)量每種感興趣氣體成分的氣阱值14。不同感興趣地層氣體成分，通常是任何輕烴氣(甲烷到戊烷)的分離和定量是通過(guò)內(nèi)聯(lián)氣相色譜儀或氣相色譜質(zhì)譜儀和/或總烴分析儀來(lái)測(cè)量的。雖然用于這種分析的裝置最好是配有用于烴氣的火焰電離檢測(cè)器的氣相色譜儀，但應(yīng)該懂得，可以利用任何用于分析氣體混合物組成的裝置。表1示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的校正氣阱值。如表1中的第1和2行所示，鉆探泥漿中的每種氣體成分的濃度可以用總地層氣體的百萬(wàn)分之幾(PPm)和百分比來(lái)確定。 圖2示出了包括在鉆探期間測(cè)量的地層氣體成分的實(shí)時(shí)連續(xù)氣阱值24的示范性泥漿井錄 22。表權(quán)利要求
1.一種表征存在于地下地層中的地層流體的方法，所述方法包含在鉆探的同時(shí)，從包含地層流體和氣體的鉆探泥漿體積中提取多種氣體成分；測(cè)量每種感興趣氣體成分的氣阱值；通過(guò)將所述氣阱值除以每種感興趣氣體成分的實(shí)驗(yàn)室流體分析值，來(lái)確定每種感興趣氣體成分的氣阱響應(yīng)因子；通過(guò)將每種感興趣氣體成分的氣阱響應(yīng)因子除以分子量最小的感興趣氣體成分的氣阱響應(yīng)因子，來(lái)確定每種感興趣氣體成分的相對(duì)響應(yīng)因子；以及通過(guò)將所述氣阱值除以每種感興趣氣體成分的相對(duì)響應(yīng)因子，來(lái)計(jì)算每種感興趣氣體成分的校正后氣阱值，其中，每種感興趣氣體成分的校正后氣阱值能夠被用于計(jì)算氣/油比，以表征來(lái)自所述鉆探泥漿體積的地層流體。
2.依照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多種氣體成分是使用氣阱從所述鉆探泥漿體積中提取的。
3.依照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多種氣體成分包含甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和/或戊烷°
4.依照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述感興趣氣體成分是從甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和/或戊烷的組中選擇的。
5.依照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氣阱值是使用氣相色譜分析或氣相色譜質(zhì)譜分析測(cè)量的。
6.依照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述實(shí)驗(yàn)室流體分析值是使用氣相色譜分析或氣相色譜質(zhì)譜分析測(cè)量的。
7.依照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述校正后氣阱值被用于計(jì)算氣油比以表征地層流體。
8.依照權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定的相對(duì)響應(yīng)因子被用于校正在同一井中在各種深度測(cè)量的氣阱值。
9.依照權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定的相對(duì)響應(yīng)因子被用于校正利用相似鉆探流體在周?chē)木袦y(cè)量的氣阱值。
10.一種使用先前確定的相對(duì)響應(yīng)因子來(lái)校正鉆探泥漿中的氣體成分的氣阱值的方法，包括在鉆探的同時(shí)，從包含地層流體和氣體的鉆探泥漿體積中提取多種氣體成分；測(cè)量每種感興趣氣體成分的氣阱值；以及通過(guò)將每個(gè)氣阱值除以每種感興趣氣體成分的先前確定的相對(duì)響應(yīng)因子，來(lái)計(jì)算每種感興趣氣體成分的校正后氣阱值，其中，每種感興趣氣體成分的校正后氣阱值能夠被用于計(jì)算氣/油比，以表征來(lái)自所述鉆探泥漿體積的地層流體。
11.依照權(quán)利要求10所述的方法，其中，每種感興趣氣體成分的先前確定的相對(duì)響應(yīng)因子被用于校正利用相似鉆探流體在周?chē)木袦y(cè)量的每種感興趣氣體成分的氣阱值。
12.一種自動(dòng)校正多個(gè)氣阱值的系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，具有包括與多個(gè)氣阱值有關(guān)的泥漿錄井?dāng)?shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)；以及處理器，被配置和安排成執(zhí)行存儲(chǔ)在處理器可訪問(wèn)存儲(chǔ)器中的機(jī)器可執(zhí)行指令，以便執(zhí)行包含如下步驟的方法獲取每種感興趣氣體成分的氣阱值；通過(guò)將所述氣阱值除以每種感興趣氣體成分的實(shí)驗(yàn)室流體分析值，來(lái)確定每種感興趣氣體成分的氣阱響應(yīng)因子；通過(guò)將每種感興趣氣體成分的氣阱響應(yīng)因子除以分子量最小的感興趣氣體成分的氣阱響應(yīng)因子，來(lái)確定每種感興趣氣體成分的相對(duì)響應(yīng)因子；通過(guò)將所述氣阱值除以每種感興趣氣體成分的相對(duì)響應(yīng)因子，來(lái)校正每種感興趣氣體成分的氣阱值；以及利用每種感興趣氣體成分的校正后氣阱值來(lái)計(jì)算氣/油比以表征地層流體。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含用戶(hù)界面，該用戶(hù)界面被配置和安排成允許用戶(hù)調(diào)整在校正每種感興趣氣體成分的氣阱值的過(guò)程中使用的參數(shù)。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含用戶(hù)界面，該用戶(hù)界面被配置和安排成允許用戶(hù)調(diào)整在計(jì)算氣/油比的過(guò)程中使用的參數(shù)。
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含顯示器，該顯示器被配置和安排成至少部分根據(jù)氣阱值，顯示從中采集地層流體和氣體的地下區(qū)域的層結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種使用校正鉆探泥漿中的氣體成分的測(cè)量濃度的方法，來(lái)表征存在于地下地層中的地層流體的方法。在泥漿錄井期間測(cè)量感興趣氣體成分，即輕烴的氣阱值，并且使用根據(jù)實(shí)驗(yàn)室流體分析值和相對(duì)提取效率值確定的相對(duì)響應(yīng)因子來(lái)校正氣阱值。每種感興趣氣體成分的相對(duì)響應(yīng)因子能夠被用于校正在同一井中測(cè)量的附加氣阱值，或用于校正利用相似鉆探流體在周?chē)木袦y(cè)量的氣阱值。每種感興趣氣體成分的校正后氣阱值能夠被用于計(jì)算氣/油比，以表征來(lái)自鉆探泥漿體積的地層流體。
文檔編號(hào)G01N7/00GK102216563SQ200980145831
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者S·A·漢森 申請(qǐng)人:雪佛龍美國(guó)公司