[发明专利]用于地层流体的井下特征化的方法和设备

说明书

相关申请

本申请是于2006年3月24日递交的美国申请No.11/388,274的部分继续申请，所述美国申请No.11/388,274是于2002年12月3日递交的美国申请No.10/309,849(目前已被授权为美国专利No.7,081,615)的分案申请，上述所有文件的公开部分在此以引用的方式整体并入本文中。

本申请也涉及授予G.Fujisawa，等的、发明名称为“Method forChemical Composition Analysis in a Downhole Environment”的共有美国专利No.6,465,775以及授予O.Mullins等的、发明名称为“Methodand Apparatus for the Downhole Compositional Analysis of FormationGases”的共有美国专利No.5,859,430，这两个申请在此都以引用的方式整体并入本文中。

技术领域

本发明主要涉及用于在位确定关于含烃的地质地层的现场确定的方法和设备。更具体地，本发明涉及用于执行地层流体的井下表征的方法和设备。

背景技术

对商业上可行的烃的聚积进行特征化是测井的主要目标。井下采样和测试工具(例如模块化的动态地层测试器(MDT)(MDT是Schlumberger Ltd.的商标)在测井阶段期间被使用，以获得对所述聚积的开采特征的更直接的评估。MDT工具的目标是提供在储油层流体和井筒之间液压连通的受控通道。所述工具允许少量的地层流体通过与储油岩层(地层)接触的探针回流。除去获得对所述储油层的流动特征和地层压力的更直接的测量之外，还可以获得流体的高质量的试样以用于分析。在历史上，流体试样被带到地表，用于在实验室中进行分析，但是对于MDT工具的近期的开发已经使得在开采或采样序列过程中在井下直接测量流体属性成为可能。MDT工具的细节和所述MDT工具的光学流体分析仪(OFA)模块可以参照授予Urbanosky的共有美国专利No.3,859,851、授予Safinya等的共有美国专利No.4,994,671、授予Mullins等的共有美国专利No.5,167,149、授予Mullins等的共有美国专利No.5,201,220、授予Mullins等的共有美国专利No.5,266,800以及授予Hines等的共有美国专利No.5,331,156，在此所有上述专利以引用的方式并入本文中。

井下分析的主要优点在于所述流体是相对原始的。如果采样压力在饱和压力之上，则流体处于单相，以确保分析原始的成分。对于在饱和压力之下的压力，在油区中的液相以及其上面相关的气相的属性的测量将获得比在地表上重新组合的试样更精确的试样。事实上，当试样被获取到地表时将试样保持在其在井下所处的状态中是困难的。

石油和天然气实质上是多种烃组分的混合物，所述组分的改变与一些无机物质一起表示流体的特性。不同类型的储油层流体包括黑油、挥发性油、反凝析物、湿气和干气，且不同的流体类型需要对其开采进行不同的考虑，而不同的属性被用于其描述。例如，通常认同的是，黑油和干气可以采用所述油和气的相的平均属性(例如容积因子和气溶解率)进行满意地描述。作为接近临界流体的挥发性油和反凝析物，以及湿气都需要对流体成分的更详细的了解，这是因为最终采收率将由生产条件(例如主压力)的控制来支配。

实验室分析可能持续多日，而地表井位分析可能导致不希望的相变以及关键组分的损失，井下流体分析则与实验室分析和地表井位分析不同，可提供实时的信息。

所述流体属性的详细描述对于储油层中的流体的精确建模是有利的。事实上，诸如完井的类型、生产工序以及地表处理和加工设施的设计等的决定受到所生产的流体的特性的影响。例如，如果在储油层中的流体是反凝析物，则饱和(露点)压力将与地层压力和渗透性相结合，决定用于流体生产的回流最大压差，或者是否实施用于压力维持或液体汽化的喷射方案。

发明内容

在一个所述的示例中，用于对与地下地质地层相关联的流体进行特征化的方法获得与所述地下地质地层相关联的流体试样，并在与地下地质地层相关联的井孔中测量所述流体的试样的化学成分和热物理属性。示例的方法基于化学成分或热物理属性中的至少一个选择表示所述流体的试样的数学模型，并基于化学成分或热物理属性中的至少一个调整数学模型的参数，以生成经过调整的数学模型。然后，所述示例的方法可以基于所述经过调整的数学模型确定与所述地下地质地层相关联的流体的属性。