[发明专利]测定储集岩中有机物质体积的方法

说明书

发明领域

本发明涉及为了处理烃类物质从储集层的钻探和生产，得自现有 的岩心样品或在钻探操作期间获得的储集岩样品的地球化学分析，以 表征有机物质。

发明背景

储油层表征的目的是提供岩石、空隙空间和流体系统的详细描 述，以便可以理解并在储集层的寿命过程中模拟储集层在生产下或在 水注入期间的行为。在美国专利第5,866,814号和第6,823,298号中公开 了已经开发的评价储集层特征的热解方法，该专利的内容通过引用结 合到本文中。这些方法基于评价在来自钻探或取心操作期间获得的储 油层的样品上发现的残留烃染色。当评价可移动的烃(即油)时，所分 析的残留烃类物质仅代表在储集层条件下存在于批量样品中的那些 的一部分。当将样品从储集层带至大气条件时，经过用泥浆滤液冲洗， 并通过挥发，这些″可移动的″烃类物质在钻探过程期间损失。然而， 残留″可移动的″烃类物质的特征将很好地保存，并很好地理解与储集 层性能有关，并可以通过先有技术方法成功地开发。

来自″不可移动的″烃类物质的残留烃类物质以在储集层中大致 相同比例的量存在于岩石样品中。在贮藏和暴露至空气期间可能发生 一些损失，但这些损失相对较小。在储油层中，最关心的″不可移动 的″烃类物质是焦油(相似于原油中的沥青质组分并可溶于有机溶剂 的固体物质)和焦沥青(不溶性焦油，最初源自焦油)。这两种物质是导 致储集层中流体(油或水)移动能力降低的主要物质。因此，这些物质 在其体积方面，并与储集层孔隙率有关的量化能力，提供评价其对储 集层性能的影响的方法，该评价通过工业可得到的先有技术方法难以 达到。

例如，评价储集层中烃饱和度的常用方法是通过Archie方程，该 方程利用计算中的储集层参数例如粘固指数和饱和指数。这些因子对 储集层内的岩石学或相变化敏感。然而，这些参数也对储集层的湿润 性敏感，当遇到具有显著量的焦油的区域时其通常急剧变化。因此， 如果那种物质的组成是变化的，那么储集层内的烃饱和度计算会采取 折衷办法。此外，Archie方程在油、焦油和焦沥青之间不加区别。

评价储油层流体特性的另一种方法是NMR测井工具。这些工具 提供关于储集层流体性质的非常有用的信息，无论它是轻油、中油、 重油或焦油。然而，可利用的分析仪器和方法不包括这些组分体积的 显式计算的方法，和依靠基于间接测量和假设判读的类似的所有石油 物理学测井工具。

定义

以下定义提供用于进一步描述本发明的缩写和术语。

API重力-是由American Petroleum Institute(API)开发的比重量 度，用于测量各种石油液体的相对密度。API重力在比重计上以度刻 刻度，并设计成使大多数值将落在10-70API重力度之间。以下是用 于获得石油液体API重力的公式：

API重力＝(在60°F下的141.5/SG)-131.5，

其中SG是物质在60°F下的比重。

坩埚-其中热解样品的不锈钢容器。

密度(ρ)-每单位体积的质量。密度通常按g/cm³报告；然而，单位 mg/μl是等同的表达，并且在热解转换结果中更有用。

元素分析-元素分析是分析一些物质(例如油、焦油、焦沥青等) 样品的元素组成的方法。元素分析可以通过许多方法包括：质谱原子 光谱、X射线荧光等来完成。在烃例如油、焦油和焦沥青的评价中， 最受关注(由于富含)的元素是：碳、氢、氮、硫和氧。

端员(EM)-可以通过热解分析来辩别的一致性有机物质或烃类 物质，其包括油、可溶性焦油、焦沥青(或不溶性焦油)、油母质、煤、 钻探泥浆污染物和与局部条件有关的其它物质。

火焰离子化检测器(FID)-用于评价有机化合物数量的最常用检 测器。FID对烃类物质的响应与包含在烃化合物或在其结构内包含烃″ 单元″的化合物中的碳原子数目成比例。

颗粒密度-在构造或岩心样品中颗粒的密度。当用于测井(log)和 岩心分析时，该术语指岩石中的所有固体物质。由测量的干重除以颗 粒体积来计算岩心样品的颗粒密度。在测井中，使用孔隙率的估算值 和流体含量的知识，由密度测井计算颗粒密度。