[发明专利]用于使用微波表征烃的地球化学性质的方法和系统

说明书

本文提供涉及使用微波基于液态烃的成分的介电性质来确定液态烃的地球化学性质的方法、设备和系统。还公开了一种表征液态烃的地球化学性质的方法，该方法通过以下步骤实现：测量在不同的预定温度下在两个或多个微波谐振腔(102、104)中液态烃的部分对在选择的微波频率下的电磁波的介电响应，并响应于介电响应的测量结果确定液态烃的地球化学性质。所述液态烃的地球化学性质可以是所述液态烃中的饱和分含量、芳香分含量、胶质含量或沥青质含量，所述液态烃的庚烷含量、甲苯含量或二甲苯含量，或甲苯与庚烷的比，或二甲苯与庚烷的比，或所述液态烃中存在的与卟啉相关联的金属含量和硫含量的比中的一个或多个。

技术领域

本公开涉及方法、设备和系统，该方法、设备和系统总体上针对使用微波测量和流体成分的介电性质对流体进行地球化学分析。

背景技术

储层岩石样品的介电光谱需要知道基质的每个成分的介电性质。这些成分包括孔隙中的流体。自然地，重点在于水(具有最大介电常数的流体)的存在。与来自储层岩石孔隙的其它流体相比，其更大的介电常数允许更容易地确定烃中水的存在，这是确定井的经济寿命的主要因素。储层流体的介电性质的应用直到最近主要集中于水侵计量或在线水确定。从常规和非常规储层生产或回收的烃的组成根据以下变化：来源、成熟度、生物降解、蒸发分馏和处理(如热化学硫酸盐还原)。所有这些处理都会对所生产的油的分子组成及其物理性质(如粘度和密度)产生显著影响。此外，在生产期间发生的这些流体性质的变化可以表示由于蜡沉淀或地层损坏或两者造成的钻井孔结垢。为了获得烃样品的完整的地球化学分析，需要若干测试，例如饱和分-芳香分-胶质-沥青质分析(SARA，saturate-aromatic-resin-asphaltene analysis)、气相色谱(GC)和气相色谱质谱(GCMS)。通常使用实验室分析，在产液中的这些变化的原因经常在这些变化已经发生之后被发现。这些方法是耗时的，并且通常无助于实时监控组成的变化。

发明内容

认识到现有技术的若干缺点，并且开发本公开的各种实施例以解决本领域中的这些缺点。微波测量和烃的成分的介电性质的相互作用已经被用于分析所生产的烃的性质和监控在生产期间可能发生的变化。

本文公开和描述的某些实施例包括用于评价或表征液态烃的地球化学性质的方法。一种这样的方法包括在预定温度下在两个或更多个微波谐振腔中使液态烃的部分暴露于两个或更多个微波频率下的电磁波，以从所述液态烃的所述部分引起两个或更多个介电响应。然后，测量来自所述液态烃的所述部分的响应于在所述两个或更多个微波频率下的电磁波的两个或更多个介电响应。响应于所述两个或更多个介电响应的测量结果，确定所述液态烃的地球化学性质。在某些实施例中，在测量所述两个或更多个介电响应的步骤期间，所述液态烃样品保持在所述预定温度。要经过分析的液态烃可以是从包含海水和油的生产流体中分离的油。两个或更多个微波谐振腔可以被构造成保持由石英或蓝宝石制成的小瓶。两个或更多个微波谐振腔可以具有不同大小且提供不同的微波频率范围。这些微波频率的范围可以是100兆赫兹(MHz)到20千兆赫兹(GHz)。在某些实施例中，微波频率的范围为170MHz至8.6GHz。使用这些方法评价的烃的地球化学性质可以是所述液态烃的饱和分含量、芳香分含量、胶质含量或沥青质含量中的一个或多个。在某些实施例中，要评价的地球化学性质可以是所述液态烃的庚烷含量、甲苯含量或二甲苯含量，或甲苯与庚烷的比，或二甲苯与庚烷的比。