專利名稱：鉆井液中含油氣在線光譜測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測定鉆井液中油氣的種類和濃度的方法，尤其涉及一種測定鉆井液中油氣的種類和濃度的在線光譜法。
背景技術(shù)：
目前石油鉆井過程中的錄井方法包括測定鉆井液中含氣(即揮發(fā)性烴)的種類和濃度、測定鉆井液中含油的種類和濃度、根據(jù)油氣含量繪制錄井圖以及根據(jù)錄井圖判斷油氣層。
現(xiàn)有技術(shù)中的一種錄井方法為色譜法，通過色譜法測定鉆井液中含氣濃度，然后再通過所測定的含氣濃度推算含油濃度。這種方法在實現(xiàn)過程中需要將鉆井液所含的可揮發(fā)性組份分離出來，再傳輸?shù)缴V分析儀中進(jìn)行檢測。
現(xiàn)有技術(shù)中的另一種錄井方法為熒光錄井法，通過熒光法測定鉆井液中油含量，再通過所測定的含油濃度推算含氣濃度。如CN1172257A《一種巖屑熒光錄井方法》，該方法通過采用有機(jī)溶劑萃取隨鉆井液的返出巖屑中所含的油，而CN1399127A《鉆井液定量熒光錄井方法》則通過用有機(jī)溶劑直接萃取鉆井液中所含油，再用熒光光譜分析儀器對萃取液進(jìn)行定量分析，從而測定巖屑或鉆井液中含油量。
上述方法的共同缺點在于1.上述方法都需要工作人員選取不同采樣點樣品處理后進(jìn)行測定。工作人員的經(jīng)驗與工作態(tài)度直接影響了所取樣品的質(zhì)量，從而影響油氣層的判斷結(jié)果。因此這種方法人為因素太強(qiáng)，不利于客觀及準(zhǔn)確地判斷油氣層。
2.上述方法都需要對樣品進(jìn)行預(yù)處理，將可測組分分離出來，再傳輸?shù)椒治鰞x進(jìn)行檢測，這樣導(dǎo)致分析周期長、測量效率低以及測量精度差。
3.隨著鉆井技術(shù)、工藝的改進(jìn)，鉆進(jìn)速度越來越快，返出的巖屑粒度越來越小，大部分直徑1mm以下，由此導(dǎo)致巖屑樣品撈取困難，尤其是儲層巖屑，幾乎無法挑出。如采用空氣或空氣泡沫鉆井，不但巖屑撈取困難，在線色譜法也存在氣體組份分離困難的問題，因此，上述錄井方法均存在無法得到分析樣品的困難。
4.上述方法采集的光信號為透射光信號，因此其無法直接測量形態(tài)為不透明乳濁液的鉆井液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鉆井液中含油氣在線光譜測定方法，包括將連接光源和光譜儀的探頭接近標(biāo)樣，所述光源通過所述探頭照射到標(biāo)樣，所述光譜儀記錄來自標(biāo)樣的反射光信號并將其傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用化學(xué)計量學(xué)方法對信號進(jìn)行解析，得出標(biāo)樣中各成分的光譜以及各成分的濃度-光強(qiáng)校正曲線；將探頭接近鉆井液，得出鉆井液的光譜以及光強(qiáng)；在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，將所述鉆井液的光譜比對所述標(biāo)樣中各成分的光譜，確定鉆井液中各成分的種類，并根據(jù)所述鉆井液的光強(qiáng)得到鉆井液中各成分的光強(qiáng)，將所述鉆井液中各成分的光強(qiáng)比對所述標(biāo)樣中各成分的濃度-光強(qiáng)校正曲線，確定鉆井液中各成分的濃度。
在上述的在線光譜測定方法中，所述標(biāo)樣為揮發(fā)性烴，所述光譜儀為紅外光譜儀。
在上述的在線光譜測定方法中，所述光源采用波長為220nm-380nm的光源，所述標(biāo)樣為油，所述光譜儀為熒光光譜儀。
在上述的在線光譜測定方法中，所述鉆井液包括氣體、液體、乳濁液、懸浮液以及氣溶膠。
本發(fā)明使得檢測裝置可以直接置于鉆井液返出通道或其附近，通過接收來自鉆井液的反射光信號并對其采用化學(xué)計量學(xué)方法進(jìn)行解析而得到鉆井液中的油種類和含量，其優(yōu)點在于(1)樣品不需要預(yù)處理，由此可在線測定，縮短分析周期，提高數(shù)據(jù)精度。
(2)樣品可為氣體、液體、乳濁液、懸浮液或氣溶膠。
(3)可直接進(jìn)行油、氣含量測定。
(4)可實現(xiàn)非接觸、非破壞性測定。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中圖1為包含本發(fā)明的錄井方法的流程圖；圖2示出測定鉆井液中含氣種類及濃度的裝置的光路圖；圖3為揮發(fā)性烴的紅外吸收光譜；圖4A為原油二維熒光光譜；圖4B為原油三維熒光光譜。
具體實施例方式
請參見圖1，圖1為包含本發(fā)明的錄井方法的流程圖。如圖所示，包含本發(fā)明的錄井方法為1.測定鉆井液中揮發(fā)性烴的種類及濃度，步驟包括(1)紅外光譜儀測定揮發(fā)性烴標(biāo)準(zhǔn)樣11?，F(xiàn)請參見圖2，圖2為測定鉆井液中含氣種類及濃度的裝置。下面我們參照圖2詳述步驟(1)的具體實現(xiàn)過程將連接光源21和紅外光譜儀23的光纖探頭24接近標(biāo)樣11(標(biāo)樣11為已知種類和濃度的揮發(fā)性烴)，光源21通過光纖探頭24照射到標(biāo)樣26表面，紅外光譜儀23記錄來自標(biāo)樣的反射光信號，并將其傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)25，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)25采用化學(xué)計量學(xué)方法對信號進(jìn)行解析，得出揮發(fā)性烴標(biāo)樣紅外吸收光譜12(反映了波長與透過率間的關(guān)系，具體請參見圖3)以及各種揮發(fā)性烴的濃度-光強(qiáng)校正曲線13(由朗伯一比爾定律可知，光的透過率倒數(shù)的對數(shù)與物質(zhì)濃度呈線性關(guān)系)。
(2)紅外光譜儀測定鉆井液中揮發(fā)性烴14。將探頭接近鉆井液，得出鉆井液的揮發(fā)性烴紅外吸收光譜17以及鉆井液的光強(qiáng)18。步驟(2)的具體實現(xiàn)與步驟(1)類似，遂不在此重復(fù)敘述。
(3)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，將鉆井液的揮發(fā)性烴紅外光譜17比對揮發(fā)性烴標(biāo)樣紅外吸收光譜12，確定鉆井液中的揮發(fā)性烴種類15，并根據(jù)鉆井液的光強(qiáng)18得到鉆井液中各種揮發(fā)性烴的光強(qiáng)，將其比對標(biāo)樣中各成分的濃度-光強(qiáng)校正曲線13，可確定鉆井液中揮發(fā)性烴濃度16。
2.測定鉆井液中油的種類及濃度，步驟包括(1)熒光光譜儀測定油標(biāo)準(zhǔn)樣111，用波長為220nm-380nm的光源直接照射鉆井液，得出二維或三維的油標(biāo)樣熒光光譜112(反映了波長與熒光值間的關(guān)系，具體請參見圖4)及各種油的濃度-光強(qiáng)校正曲線113。
(2)熒光光譜儀測定鉆井液中油114，得出鉆井液的油熒光光譜117以及鉆井液的波長為250nm-400nm的熒光強(qiáng)度118。
(3)確定鉆井液中油種類115以及濃度116。
步驟2的具體實現(xiàn)與步驟1類似，僅將紅外光譜儀23換成熒光光譜儀以及將揮發(fā)性烴標(biāo)準(zhǔn)樣11換成油標(biāo)準(zhǔn)樣，遂不在此贅述。
3.根據(jù)揮發(fā)性烴以及油的種類及濃度，繪制實時錄井圖以及判斷油氣層19。
上述實施例僅為了方便說明而舉例而已，并不是對本發(fā)明的范圍的限制。對于本技術(shù)領(lǐng)域的一般人員來說，可以在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，做出種種變化。因此，本發(fā)明所主張的范圍應(yīng)以權(quán)利要求書中的權(quán)利要求所述的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鉆井液中含油氣在線光譜測定方法，包括(1)連接光源和光譜儀的探頭接近標(biāo)樣，所述光源通過所述探頭照射到標(biāo)樣，所述光譜儀記錄來自標(biāo)樣的反射光信號并將其傳送至一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用化學(xué)計量學(xué)方法對信號進(jìn)行解析，得出標(biāo)樣中各成分的光譜以及各成分的濃度-光強(qiáng)校正曲線；(2)將探頭接近鉆井液，依如步驟(1)中相同的步驟得出鉆井液的光譜以及光強(qiáng)；(3)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，將所述鉆井液的光譜比對所述標(biāo)樣中各成分的光譜，確定鉆井液中各成分的種類，并根據(jù)所述鉆井液的光強(qiáng)得到鉆井液中各成分的光強(qiáng)，將所述鉆井液中各成分的光強(qiáng)比對所述標(biāo)樣中各成分的濃度-光強(qiáng)校正曲線，確定鉆井液中各成分的濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的在線光譜測定方法，其特征在于，所述標(biāo)樣為揮發(fā)性烴，所述光譜儀為紅外光譜儀。
3.如權(quán)利要求1所述的在線光譜測定方法，其特征在于，所述光源采用波長為220nm-380nm的光源，所述標(biāo)樣為油，所述光譜儀為熒光光譜儀。
4.如權(quán)利要求2或3所述的在線光譜測定方法，其特征在于，所述鉆井液包括氣體、液體、乳濁液、懸浮液以及氣溶膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測定鉆井液中油氣的種類和濃度的方法，尤其涉及一種測定鉆井液中油氣的種類和濃度的在線光譜法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鉆井液中含油氣在線光譜測定方法，包括將連接光源和光譜儀的探頭接近標(biāo)樣，得出標(biāo)樣中各成分的光譜以及各成分的濃度－光強(qiáng)校正曲線；將探頭接近鉆井液，得出鉆井液的光譜以及光強(qiáng)；確定各成分的濃度和含量。本發(fā)明使得檢測裝置可以直接置于鉆井液返出通道或其附近，測定鉆井液中的油氣種類和含量，其優(yōu)點在于樣品不需要預(yù)處理，由此可在線測定，縮短分析周期，提高數(shù)據(jù)精度；樣品可為氣體、液體、乳濁液、懸浮液或氣溶膠；可直接進(jìn)行油、氣含量測定；可實現(xiàn)非接觸、非破壞性測定。
文檔編號G01N21/64GK1982870SQ20051011140
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者袁建新, 李 榮 申請人:上海神開科技工程有限公司