专利名称：校正钻探泥浆中的气体成分的测量浓度的方法
技术领域：
本发明一般涉及在钻探期间表征存在于地下地层中的地层流体，尤其涉及校正钻探泥浆中的气体成分的测量浓度的方法。
背景技术：
在石油或天然气钻井作业中，使钻探流体(或“泥浆”)通过钻杆的内部从钻头出来，然后回升到地表而不断地循环。钻探泥浆通常由粘土、化学添加剂和油基或水基组成。 这种流体有几个目的1)控制地层压强；2)清理井眼的地层碎屑；3)润滑、冷却和清洁钻头和钻柱；4)使井眼稳定；以及5)限制钻探泥浆流失到地下地层中。在清理井眼时，循环钻探泥浆带走钻屑和陷在岩石的孔隙或裂缝中的地层流体。 在钻探作业期间，在地表实时地监视在钻探泥浆中夹带的地层流体和气体，测量结果的记录被称为泥浆录井。泥浆录井测量结果可以包括温度、PH值、钻探速率、氯化物、总烃含量、 和特定地层气体成分的浓度。这些井录是重要的，因为它们使钻探作业人员能够查明正在钻探的地层中石油或天然气的存在。钻探期间钻探泥浆中的显著测量气体增加指示地层中的含石油或天然气地带，并被称为“显示”。为了测量在钻探泥浆中夹带的地层气体的量并确定地层流体中的浓度，已经使用了几种技术。可以抽运少量钻探泥浆通过位于地表的被称为气阱的机械搅拌设备。气阱的用途是从钻探泥浆中提取气体用于测量和分析。气体成分，即，轻烃气的分离和定量通常是通过内联气相色谱分析或气相色谱质谱分析来进行的。可以作为典型泥浆录井活动的一部分来实时地连续监视气阱取样和分析，向钻探作业人员提供针对整个井深，每个钻探的纵尺的气体成分的实时浓度。从轻气体的分析中区分地层流体类型，尤其是它们的气油比 (GOR)的能力是高度期待的目标，因为能够最小化花费在地层测试上的时间和资源。这种数据对于任何烃储层的经济性和可行性都是必需的。不幸的是，存在许多与地表气阱测量有关的问题。从钻探泥浆中提取并在气阱的顶部空间中收集的不同气体成分的相对浓度并不代表从钻探流体中析出的实际气体浓度。 结果，测量的气阱值并不代表深处钻探流体或地层流体的气体组成。另外，未经校正的气阱值可以导致包括GOR确定在内的总流体属性的预测大相径庭。
发明内容
本发明的实施例的一些方面提供了一种表征存在于地下地层中的地层流体的方法，包括在钻探的同时从包含地层流体和气体的钻探泥浆体积中提取多种气体成分；测量每种感兴趣气体成分的气阱值；通过将所述气阱值除以每种感兴趣气体成分的实验室流体分析值，来确定每种感兴趣气体成分的气阱响应因子；通过将每种感兴趣气体成分的气阱响应因子除以分子量最小的感兴趣气体成分的气阱响应因子，来确定每种感兴趣气体成分的相对响应因子；以及通过将所述气阱值除以每种感兴趣气体成分的相对响应因子，来计算每种感兴趣气体成分的校正后气阱值，以便表征来自钻探泥浆体积的地层流体。
在一个实施例中，所述方法进一步包括使用先前确定的相对响应因子来校正钻探泥浆中的气体成分的气阱值的方法，包括校正利用相似钻探流体在周围的井中测量的每种感兴趣气体成分的气阱值。本发明的实施例的一些方面提供了一种执行上述方法的系统。本发明的实施例的一些方面可以包括编有执行上述方法或控制上述系统的计算机可执行指令的计算机可读介质。本发明的实施例的一些方面可以包括内含上述系统并被配置和安排成依照上述方法来提供系统的控制的系统。这样的系统可以内含，例如，编程成允许用户依照所述方法或其它方法来控制设备的计算机。通过参照形成本说明书的一部分、相同标号在各个图形中表示相应部件的附图对如下描述和所附权利要求书加以研究，本发明的这些和其它目的、特征、和特性，以及操作方法、结构的相关元件的功能、部件的组合、和制造成本将变得更加显而易见。但是，不言而喻，这些附图只用于例示和描述的目的，而无意作为限制本发明的定义。正如用在说明书和权利要求书中的那样，除非上下文另有明确指明，单数形式“一个”、“一种”、和“该”也包括复数指示物。
图1是例示依照本发明一个或多个实施例的方法的流程图；图2是示出依照本发明一个或多个实施例，在钻探期间测量的地层气体成分的气阱值的示范性泥浆井录；图3是例示依照本发明一个或多个实施例的方法的流程图；图4是示出依照本发明一个或多个实施例的地层气体成分的气阱值和计算的GOR 值的示范性泥浆井录；以及图5是执行依照本发明一个或多个实施例的方法的系统的一个实施例的示意性例示。
具体实施例方式参照图1，图1示出了表征存在于地下地层中的地层流体的方法10。在钻探作业期间，从包含地层流体和气体的钻探泥浆体积中提取多种气体成分12。在一个实施例中，通过位于地表的气阱中的机械搅拌来从泥浆中提取地层气体成分。测量每种感兴趣气体成分的气阱值14。不同感兴趣地层气体成分，通常是任何轻烃气(甲烷到戊烷)的分离和定量是通过内联气相色谱仪或气相色谱质谱仪和/或总烃分析仪来测量的。虽然用于这种分析的装置最好是配有用于烃气的火焰电离检测器的气相色谱仪，但应该懂得，可以利用任何用于分析气体混合物组成的装置。表1示出了依照本发明一个实施例的校正气阱值。如表1中的第1和2行所示，钻探泥浆中的每种气体成分的浓度可以用总地层气体的百万分之几(PPm)和百分比来确定。 图2示出了包括在钻探期间测量的地层气体成分的实时连续气阱值24的示范性泥浆井录 22。表权利要求
1.一种表征存在于地下地层中的地层流体的方法，所述方法包含在钻探的同时，从包含地层流体和气体的钻探泥浆体积中提取多种气体成分；测量每种感兴趣气体成分的气阱值；通过将所述气阱值除以每种感兴趣气体成分的实验室流体分析值，来确定每种感兴趣气体成分的气阱响应因子；通过将每种感兴趣气体成分的气阱响应因子除以分子量最小的感兴趣气体成分的气阱响应因子，来确定每种感兴趣气体成分的相对响应因子；以及通过将所述气阱值除以每种感兴趣气体成分的相对响应因子，来计算每种感兴趣气体成分的校正后气阱值，其中，每种感兴趣气体成分的校正后气阱值能够被用于计算气/油比，以表征来自所述钻探泥浆体积的地层流体。
2.依照权利要求1所述的方法，其中，所述多种气体成分是使用气阱从所述钻探泥浆体积中提取的。
3.依照权利要求1所述的方法，其中，所述多种气体成分包含甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和/或戊烷°
4.依照权利要求1所述的方法，其中，所述感兴趣气体成分是从甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和/或戊烷的组中选择的。
5.依照权利要求1所述的方法，其中，所述气阱值是使用气相色谱分析或气相色谱质谱分析测量的。
6.依照权利要求1所述的方法，其中，所述实验室流体分析值是使用气相色谱分析或气相色谱质谱分析测量的。
7.依照权利要求1所述的方法，其中，所述校正后气阱值被用于计算气油比以表征地层流体。
8.依照权利要求1所述的方法，其中，确定的相对响应因子被用于校正在同一井中在各种深度测量的气阱值。
9.依照权利要求1所述的方法，其中，确定的相对响应因子被用于校正利用相似钻探流体在周围的井中测量的气阱值。
10.一种使用先前确定的相对响应因子来校正钻探泥浆中的气体成分的气阱值的方法，包括在钻探的同时，从包含地层流体和气体的钻探泥浆体积中提取多种气体成分；测量每种感兴趣气体成分的气阱值；以及通过将每个气阱值除以每种感兴趣气体成分的先前确定的相对响应因子，来计算每种感兴趣气体成分的校正后气阱值，其中，每种感兴趣气体成分的校正后气阱值能够被用于计算气/油比，以表征来自所述钻探泥浆体积的地层流体。
11.依照权利要求10所述的方法，其中，每种感兴趣气体成分的先前确定的相对响应因子被用于校正利用相似钻探流体在周围的井中测量的每种感兴趣气体成分的气阱值。
12.一种自动校正多个气阱值的系统，包含数据存储设备，具有包括与多个气阱值有关的泥浆录井数据的计算机可读数据；以及处理器，被配置和安排成执行存储在处理器可访问存储器中的机器可执行指令，以便执行包含如下步骤的方法获取每种感兴趣气体成分的气阱值；通过将所述气阱值除以每种感兴趣气体成分的实验室流体分析值，来确定每种感兴趣气体成分的气阱响应因子；通过将每种感兴趣气体成分的气阱响应因子除以分子量最小的感兴趣气体成分的气阱响应因子，来确定每种感兴趣气体成分的相对响应因子；通过将所述气阱值除以每种感兴趣气体成分的相对响应因子，来校正每种感兴趣气体成分的气阱值；以及利用每种感兴趣气体成分的校正后气阱值来计算气/油比以表征地层流体。
13.如权利要求12所述的系统，进一步包含用户界面，该用户界面被配置和安排成允许用户调整在校正每种感兴趣气体成分的气阱值的过程中使用的参数。
14.如权利要求12所述的系统，进一步包含用户界面，该用户界面被配置和安排成允许用户调整在计算气/油比的过程中使用的参数。
15.如权利要求12所述的系统，进一步包含显示器，该显示器被配置和安排成至少部分根据气阱值，显示从中采集地层流体和气体的地下区域的层结构。
全文摘要
一种使用校正钻探泥浆中的气体成分的测量浓度的方法，来表征存在于地下地层中的地层流体的方法。在泥浆录井期间测量感兴趣气体成分，即轻烃的气阱值，并且使用根据实验室流体分析值和相对提取效率值确定的相对响应因子来校正气阱值。每种感兴趣气体成分的相对响应因子能够被用于校正在同一井中测量的附加气阱值，或用于校正利用相似钻探流体在周围的井中测量的气阱值。每种感兴趣气体成分的校正后气阱值能够被用于计算气/油比，以表征来自钻探泥浆体积的地层流体。
文档编号G01N7/00GK102216563SQ200980145831
公开日2011年10月12日 申请日期2009年10月1日 优先权日2008年10月9日
发明者S·A·汉森 申请人:雪佛龙美国公司
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