專利名稱：利用近紅外光譜術(shù)井下量化甲烷的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及利用兩個(gè)特定選取光通道上的樣本吸收率井下量化原油樣本的甲烷重量百分比或油氣比的方法和設(shè)備。利用復(fù)雜的模擬選取這些通道的中心波長(zhǎng)和帶寬。
背景技術(shù)：
在鉆井勘探中，通常利用諸如石油基泥漿和合成基泥漿的鉆探泥漿。這些泥漿的濾液一般通過(guò)鉆井壁侵入承載碳?xì)浠衔锏膸r層。因此，從巖層中取出的樣本包含鉆探泥漿濾液的污染。因此，必須從巖層中泵出足夠數(shù)量流體以減小樣本中濾液污染到可接受的水平。裸眼抽樣是獲取代表性巖層流體樣本的有效方法。巖層流體樣本的采集和分析可以確定評(píng)估石油貯量經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要信息。此外，可以設(shè)計(jì)優(yōu)化生產(chǎn)策略以處理這些復(fù)雜的流體。在裸眼抽樣中，最初，來(lái)自巖層的流動(dòng)物包含相當(dāng)數(shù)量的濾液，但是隨著從巖層中排出濾液，巖層流體中的流動(dòng)物變得很豐富，而流動(dòng)物中出現(xiàn)較少的濾液。就是說(shuō)，當(dāng)泵浦操作繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，從巖層中流出的流體成分發(fā)展成較高百分比的天然巖層流體和較低百分比的濾液，因此耗盡侵入巖層的濾液。
因此，從井內(nèi)泵出的流體經(jīng)受了凈化過(guò)程，其中樣本的純度隨著時(shí)間增大，而濾液逐漸地從巖層中去除，使樣本中出現(xiàn)較少的濾液。當(dāng)抽樣巖層流體的成分變化時(shí)，抽樣流體的光學(xué)和物理性質(zhì)也發(fā)生變化，例如，光吸收率，熒光，折射率，密度，和粘滯度。若干不同的測(cè)量結(jié)果用于實(shí)時(shí)確定井下流體的各種光學(xué)和物理性質(zhì)。所以，測(cè)量該流體的這些性質(zhì)可以洞察樣本的純度。
在從巖層中提取流體時(shí)，需要實(shí)時(shí)量化凈化的進(jìn)展，即，巖層流體樣本中濾液的污染程度。若我們知道樣本中有太多的濾液污染(例如，約超過(guò)10％濾液)，就沒(méi)有理由去收集樣本庫(kù)中的巖層流體樣本。我們應(yīng)當(dāng)?shù)却廴境潭认陆档娇山邮艿乃健Ａ硪环矫?，若通過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的泵浦操作，僅僅能夠獲得少量的濾液污染，則操作員可以終止浪費(fèi)非常寶貴的鉆孔時(shí)間以及承擔(dān)非常昂貴的風(fēng)險(xiǎn)，存在鉆具被卡住在井內(nèi)的可能性。
在泵浦操作剛開始時(shí)，泵出的流體包含大量泥漿濾液污染，但流體濾液百分比以最快的速率下降。這種流體濾液污染減小的過(guò)程稱之為樣本的凈化。在此之后，泵出的流體包含較少的污染，而流體濾液百分比以較慢的速率下降。一種監(jiān)測(cè)凈化過(guò)程的方法是監(jiān)測(cè)泵浦操作繼續(xù)時(shí)油氣比(GOR)的增大，而巖層中的流動(dòng)物是從大部分不含氣石油基泥漿凈化到大部分含氣原油。
石油公司對(duì)于知道原油的GOR也是非常感興趣，他們發(fā)現(xiàn)向下鉆進(jìn)與利用GOR作為凈化監(jiān)測(cè)無(wú)關(guān)。因此，我們需要一種用于實(shí)時(shí)確定井下GOR的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方法和設(shè)備利用光譜術(shù)估算甲烷-原油混合物中甲烷餓重量百分比和對(duì)應(yīng)的油氣比(GOR)。提供一種根據(jù)光譜學(xué)方法確定的甲烷重量百分比用于確定油氣比的方法和設(shè)備。本發(fā)明提供一種利用近紅外(NIR)照明光光學(xué)分析巖層流體的方法和設(shè)備，該照明光提供1670nm和1682nm波長(zhǎng)下的光吸收率測(cè)量結(jié)果。本發(fā)明的方法相關(guān)這兩個(gè)波長(zhǎng)下的吸收率與重量百分比甲烷和GOR。用于測(cè)量巖層流體光譜吸收率的鉆孔設(shè)備包括測(cè)試區(qū)，引導(dǎo)巖層流體進(jìn)入測(cè)試區(qū)的導(dǎo)管，至少發(fā)射近紅外光線進(jìn)入測(cè)試區(qū)的光源，光耦合到測(cè)試區(qū)的光譜檢測(cè)器，和耦合到光譜檢測(cè)器的處理器。測(cè)試區(qū)是光透明單元或光透明室，它位于光源與光譜檢測(cè)器之間，因此，從光源引導(dǎo)到光譜檢測(cè)器的光傳輸通過(guò)巖層流體。光譜檢測(cè)器是濾波器攝譜儀的一個(gè)例子，它測(cè)量光傳輸通過(guò)測(cè)試區(qū)中巖層流體的光譜。
本發(fā)明提供一種利用復(fù)雜模擬和回歸選擇過(guò)程量化井下甲烷和GOR的方法和設(shè)備，它可以得到有具體選取中心波長(zhǎng)和帶通(11nm半極大全寬FWHM)的特定選取光濾波器，用于實(shí)時(shí)量化井下原油樣本中的甲烷重量百分比或GOR。具體地說(shuō)，本發(fā)明是一種用于確定巖層流體樣本中重量百分比甲烷和GOR的方法，該樣本是利用鋼繩工具或鉆孔-監(jiān)測(cè)巖層測(cè)試儀從圍繞鉆孔直徑的巖層中泵出的，可以得到巖層流體樣本的重量百分比甲烷并估算GOR。
與Mullins US 6,476,384(Mullins‘384)的方法不同，它描述一種基于兩個(gè)波長(zhǎng)確定GOR的方法，第一個(gè)波長(zhǎng)是在甲烷氣體的光譜峰值附近，而第二個(gè)波長(zhǎng)是在液態(tài)碳?xì)浠衔锏墓庾V峰值(代表原油)附近，本發(fā)明利用的兩個(gè)波長(zhǎng)都是在甲烷的單個(gè)光譜峰值附近(即，兩個(gè)相同的甲烷峰值區(qū))。此外，與Mullins‘384的方法不同，它的光譜GOR確定公式基于正庚烷(代表原油)與甲烷的訓(xùn)練組二元混合物，而本發(fā)明的光譜GOR公式基于甲烷與脫氣原油的合成混合物。脫氣原油是原油中很少或沒(méi)有殘留氣體的原油，因?yàn)樗皇琴A存在壓力下，從而釋放掉原油中的氣體。與視覺(jué)清澈的庚烷不同，真正的原油有相當(dāng)數(shù)量暗色的瀝青烯。瀝青烯的光吸收峰值尾端往往產(chǎn)生基線偏移的等同物，和在包含甲烷和液態(tài)碳?xì)浠衔锓逯档拈L(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)(1620nm-1780nm)有一些基線傾斜。此外，液態(tài)碳?xì)浠衔锓逯翟趲装俜N碳?xì)浠衔锘旌系那闆r下比單個(gè)純?nèi)軇?飽和正庚烷)的情況更復(fù)雜(它有與飽和芳香劑相關(guān)的特征)。與Mullins‘384對(duì)比的兩個(gè)理由，在GOR或重量百分比甲烷的模型中，本發(fā)明利用庫(kù)存原油而不是利用正庚烷代表井下原油。


在閱讀以下的詳細(xì)描述并參照附圖之后，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，其中圖1是在井下環(huán)境下鋼繩上部署的本發(fā)明典型實(shí)施例示意圖；圖2是在鉆孔-監(jiān)測(cè)環(huán)境下鉆桿柱上部署的本發(fā)明典型實(shí)施例示意圖；圖3是在井下環(huán)境下?lián)闲怨苈飞喜渴鸬谋景l(fā)明典型實(shí)施例示意圖；圖4是在鋼繩井下環(huán)境下部署的本發(fā)明典型實(shí)施例示意圖，它展示鋼繩巖層測(cè)試工具的截面圖；圖5是流體特征模塊的示意圖。
圖6表示在兩個(gè)波長(zhǎng)和溫度下回歸分析重量百分比甲烷和GOR；圖7表示在各種溫度和壓力下甲烷的三個(gè)光譜和一個(gè)代表性原油光譜；和圖8表示本發(fā)明完成的功能流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是在井下環(huán)境下鋼繩上部署的本發(fā)明典型實(shí)施例示意圖。如圖1所示，在鉆孔14中部署包含本發(fā)明光譜分析儀410的井下工具10。鉆孔形成在巖層16中。工具10是通過(guò)鋼繩12部署的。來(lái)自工具10的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嫔?，它提供給智能完成系統(tǒng)30內(nèi)部有存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)處理器20。圖2是在鉆孔-監(jiān)測(cè)環(huán)境下鉆桿柱15上部署的本發(fā)明典型實(shí)施例示意圖。圖3是在井下環(huán)境下?lián)闲怨苈?3上部署的本發(fā)明典型實(shí)施例示意圖。
圖4是在鋼繩井下環(huán)境下部署的本發(fā)明典型實(shí)施例示意圖，它展示鋼繩巖層測(cè)試工具的橫截面。如圖4所示，工具416部署在充滿鉆孔流體的鉆孔420中。工具416借助于支撐臂416放置在鉆孔中。有通氣管418的灌漿機(jī)接觸鉆孔壁，用于從巖層414中提取巖層流體?？梢詮你@孔直徑抽出井內(nèi)流體，不是延伸通氣管到鉆孔壁并從井內(nèi)而不是從巖層中泵出流體。工具416包含圖5所示的光譜分析儀410，它設(shè)置在出油管線426上。監(jiān)測(cè)光譜分析儀的響應(yīng)以確定巖層流體中的重量百分比甲烷和GOR。泵浦412從巖層414中泵出巖層流體進(jìn)入出油管線426。巖層流體傳輸通過(guò)出油管線424進(jìn)入閥門420，它引導(dǎo)巖層流體到管線422以保存該流體在樣本庫(kù)中，或引導(dǎo)到輸出巖層流體到鉆孔直徑的管線418。
圖5表示井下流體的特征模塊示意圖，例如，Baker Atlas SampleViewSM工具。光源101(例如，鎢絲燈泡)發(fā)射光到巖層或井內(nèi)樣本110。來(lái)自光源101的光被放置在光源與樣本110之間的準(zhǔn)直透鏡裝置103準(zhǔn)直。準(zhǔn)直光111沿大致垂直的方向入射到樣本110鄰近的第一藍(lán)寶石窗口301。藍(lán)寶石窗口301和303大致垂直于準(zhǔn)直光束并互相隔開一個(gè)間隙或通道304，能使流體樣本110在它們之間流動(dòng)。流動(dòng)通道304可以是流動(dòng)管線426?？梢栽诠庾V儀105和處理器/電子裝置/存儲(chǔ)器106中隨時(shí)監(jiān)測(cè)反射的熒光，它包含用于確定樣本性質(zhì)的中央處理單元，控制電路和存儲(chǔ)器(未畫出)，例如，重量百分比甲烷和GOR。圖5所示的典型工具與紫外，近紅外，中紅外(UV/NIR/MIR)波長(zhǎng)的光源112配合，在關(guān)斷鎢絲光源101時(shí)接通光源112。相同的光譜儀包含光譜儀光電二極管上的單波長(zhǎng)濾波器，它能收集與流動(dòng)通道304中樣本相聯(lián)系的UV，NIR，MIR波段中光透射，反射或發(fā)熒光的原油光譜。
在這個(gè)例子中，本發(fā)明提供一個(gè)多通道光譜儀，包括24通道可見(jiàn)光，近紅外光(NIR)和中紅外光(MIR)，它傳輸通過(guò)樣本110并濾出到分開的波段。
仔細(xì)選取兩個(gè)濾波器中心波長(zhǎng)為1670nm和1682nm并有11nm半極大全寬度(FWHM)的帶通。這兩個(gè)波長(zhǎng)的選取是基于復(fù)雜的模擬，其中各種壓力和溫度下的甲烷光譜以隨機(jī)數(shù)量疊加到從世界各地500個(gè)各種原油樣本光譜數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)選取的原油光譜。把實(shí)驗(yàn)室光譜降級(jí)到11nm分辨率，用于模擬適合于井下使用的商品化長(zhǎng)波長(zhǎng)高溫光濾波器的最佳分辨率。在1500nm-1900nm波長(zhǎng)區(qū)的模擬混合中完成有置換的各種正向和反向回歸，從而可以確定最佳相關(guān)中心波長(zhǎng)為1670nm和1682nm，以及它們對(duì)應(yīng)的相關(guān)公式。作為非光學(xué)參數(shù)的溫度和壓力也可以與選取的波長(zhǎng)一起用于回歸運(yùn)算中以得到甲烷重量百分比的公式。
按照本發(fā)明，用于測(cè)量甲烷區(qū)光譜峰值的鉆孔設(shè)備包括測(cè)試區(qū)，用于引導(dǎo)巖層流體進(jìn)入測(cè)試區(qū)的導(dǎo)管，至少發(fā)射近紅外光線進(jìn)入測(cè)試區(qū)的光源，光耦合到測(cè)試區(qū)的光譜檢測(cè)器，和耦合到光譜檢測(cè)器的處理器。測(cè)試區(qū)是位于光源與光譜檢測(cè)器之間的透明單元或透明室，使得從光源引導(dǎo)到光譜檢測(cè)器的光被巖層流體阻擋。光譜檢測(cè)器最好是用于測(cè)量光頻譜的光譜儀，其中光傳輸通過(guò)測(cè)試區(qū)中的巖層流體。
如圖6所示，最佳中心波長(zhǎng)1670nm和1682nm是從1500nm-1900nm的很寬波長(zhǎng)區(qū)上回歸分析中導(dǎo)出的。圖6表示根據(jù)選取的通道測(cè)量結(jié)果用于計(jì)算甲烷重量百分比和GOR的公式。圖6還表示本發(fā)明例子的甲烷與原油混合物中用于甲烷重量百分比的經(jīng)驗(yàn)公式。相關(guān)公式給出甲烷重量百分比在兩個(gè)波長(zhǎng)(1670nm和1682nm)和溫度下作為混合物吸收率的函數(shù)。圖6還表示與本發(fā)明相聯(lián)系的經(jīng)驗(yàn)相關(guān)公式，其中甲烷密度作為壓力和溫度函數(shù)以及每毫米甲烷的光吸收率作為甲烷密度和波數(shù)(波數(shù)表示成10,000,000/波長(zhǎng))的函數(shù)，它與壓力和溫度無(wú)關(guān)。
如圖6所示，它說(shuō)明在原油與甲烷混合物中用于相關(guān)重量百分比甲烷與光吸收率和溫度的公式。
本發(fā)明中甲烷重量百分比的公式形式是，偏置常數(shù)B0+第一常數(shù)B1×第一變量Var1+第二常數(shù)B2×第二變量Var2+...+第N常數(shù)B1×第N變量VarN。
METHWTF＝Methane Weight Fraction(甲烷重量百分比)＝B0+B1*Var1+B2*Var2+B3*Var3+B4*Var4+...+BN*VarN以下是第一個(gè)例子中應(yīng)變量的回歸總結(jié)METHWTFR＝.98093203R2＝.96222765Adjusted R2＝.96151158F(4,211)＝1343.8p＜0.0000估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差.04992B0.065139686＝B0＝截距Var1＝SQ70_82 11.17561047＝B1Var2＝TEMP_C 0.000869088＝B2Var3＝SRSA1682 -2.661667658＝B3Var4＝SRSA1670 2.63244987＝B4其中SQ70_82＝SQUARE(Absorbance_at_1670_nm-Absorbance_at1682_nm)SRSA1670＝SQRT(Absorbance_at_1670_nm)
SRSA1682＝SQRT(Absorbance_at_1682_nm)TEMP_C＝攝氏溫度TEMP_SQR＝溫度C的平方以下是第二個(gè)例子中應(yīng)變量的回歸總結(jié)METHWTFR＝.98190316R2＝.96413381 Adjusted R2＝.96327986F(5,210)＝1129.0p＜0.0000估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差.04876B0.031427753＝B0＝截距Var1＝SRSA1670 2.531111433＝B1Var2＝SRSA1682 -2.557658783＝B2Var3＝SQ70_82 11.91350402＝B3Var4＝TEMP_C 0.0019＝B4Var5＝TEMP_SQR -6.2E-06＝B5基線偏置是指被監(jiān)測(cè)的任何光通道中吸收率的同時(shí)和相同增大。在這個(gè)例子中，它是指在1670nm和1682nm下的吸收率增大相同的量。檢查第一和第二個(gè)例子表明這三個(gè)公式對(duì)基線偏置不靈敏。這個(gè)事實(shí)是基于含瀝青烯原油模型而不是清潔溶劑的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。這樣做說(shuō)明瀝青烯存在的不靈敏性，在一級(jí)近似下僅僅是1670nm至1682nm狹窄波長(zhǎng)區(qū)上的基線偏置。這個(gè)基線偏置的程度取決于瀝青烯的類型及其濃度。
第一個(gè)公式中的主要項(xiàng)是1670nm與1682nm之間(斜率)差的平方。斜率對(duì)于基線偏置是完全不變的。此外，第三項(xiàng)和第四項(xiàng)大致等于吸收率平方根與波長(zhǎng)關(guān)系曲線圖上1670nm與1682nm之間的斜率，因此，它們對(duì)于基線偏置有低的靈敏度。類似地，第二個(gè)公式對(duì)于基線偏置是非常不靈敏，因此，它對(duì)于瀝青烯的存在也不靈敏，不可避免地能夠在任何實(shí)際的原油中發(fā)現(xiàn)它。
我們得到以下的經(jīng)驗(yàn)公式(Adjusted R2＝.99911359)，它是甲烷密度[g/cc]作為壓力是在100-30,000psia和溫度是在75-200℃范圍內(nèi)的函數(shù)。
B2.771E-03＝截距P 2.480E-05P2-1.120E-09P31.808E-14 壓力單位是psiT2-1.308E-07溫度單位是C(P/T) 1.455E-03(P/T)2-4.922E-06(P/T)35.934E-09我們還得到以下的經(jīng)驗(yàn)公式(Adjusted R2＝.94145159)，它是每毫米甲烷的光吸收率作為密度和波長(zhǎng)1668-1684nm，壓力100-30,000psia，和溫度75-200℃的函數(shù)，其中假設(shè)11nm FWHM的帶通。
B-19.9061＝截距甲烷密度 0.7747密度單位是g/cc波數(shù)/10003.3326其中波數(shù)＝10,000,000/λ[nm]以下的定義和公式可以使我們把GOR與甲烷重量百分比f(wàn)M和庫(kù)存石油密度ρO相關(guān)。
1bbl＝0.159m3＝5.615cu ft＝42U.S.gal在14.7psia和60°F標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1標(biāo)準(zhǔn)立方英尺(SCF)甲烷氣體是0.04235lbs＝19.21327g。
因此，在60°F和14.7psia下的甲烷密度是0.0006787gr/cc＝0.042358lbm/ft3。
油氣比的定義是GOR＝VMethane[SCF]/VOil[bbls]，因此，GOR＝{WM/(19.21g/SCF)}/{(WO/ρO)(1bbl/158983cc)}令fM＝甲烷重量百分比，以及令下標(biāo)V＝體積，W＝重量，ρ＝密度，M＝甲烷，和O＝石油，則
GOR＝8274.62ρO/(1/fM-1)fM＝WM/(WM+WO)＝ρMVM/(ρMVM+ρOVO)或WO＝WM/(1/fM-1)重新安排GOR的公式，我們得到fM＝1/(1+8274.62*ρO/GOR)其中WG和WO的單位是克，ρO的單位是g/cc，和fM＝甲烷重量百分比。
圖7表示甲烷在各種壓力和溫度下的三個(gè)光譜和1670nm和1682nm通道相對(duì)于甲烷峰值的位置。若甲烷的質(zhì)量密度[g/cc]越高，則甲烷的峰值就越高。請(qǐng)注意，1670nm通道幾乎是在甲烷峰值的尖峰，而1682nm通道是在甲烷峰值右肩上尖峰的略微右側(cè)。
該圖還畫出代表性原油的光譜。這個(gè)光譜的上升左邊緣是原油的瀝青烯峰值。原油的液態(tài)碳?xì)浠衔锓逯凳窃?740nm附近。在甲烷與原油的混合物中，甲烷峰值出現(xiàn)在瀝青烯峰值的右側(cè)尾端的頂部。這是為什么重量百分比甲烷模型對(duì)于基線偏置不靈敏是重要的。
現(xiàn)在參照?qǐng)D8，它表示本發(fā)明例子中工具和相關(guān)處理器功能完成的一些功能圖。在本發(fā)明例子的方框810，制備甲烷與脫氣原油合成混合物的高分辨率吸收譜訓(xùn)練組。在本發(fā)明例子的方框812，這些高分辨率光譜降級(jí)到對(duì)應(yīng)于最佳高溫濾波器的11nm FWHM分辨率。在本發(fā)明例子的方框814，確定原油中甲烷重量百分比的最佳相關(guān)中心波長(zhǎng)(1670nm和1682nm)。在本發(fā)明例子的方框816，確定利用這些最佳相關(guān)波長(zhǎng)和/或溫度和/或壓力的相關(guān)公式。在本發(fā)明例子的方框818，得到與甲烷峰值相聯(lián)系的第一波長(zhǎng)區(qū)(1670nm)井下流體的第一吸收率。在本發(fā)明例子的方框820，得到與甲烷峰值相聯(lián)系的第二波長(zhǎng)區(qū)(1682nm)井下流體的第二吸收率。在本發(fā)明例子的方框822，利用以前導(dǎo)出的相關(guān)公式，確定井下流體的甲烷重量百分比和對(duì)應(yīng)的GOR，并基于重量百分比甲烷或GOR的變化，還可以監(jiān)測(cè)樣本的凈化。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中描述井下環(huán)境下的操作方法和設(shè)備，然而，本發(fā)明也可以體現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀媒體上的一組指令，包括ROM，RAM，CD，ROM，F(xiàn)lash或任何其他已知或未知的計(jì)算機(jī)可讀媒體，在執(zhí)行這些指令時(shí)，它使計(jì)算機(jī)實(shí)施本發(fā)明的方法。雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是利用以上本發(fā)明例子進(jìn)行說(shuō)明，但是它們僅僅作為舉例而不是試圖限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍是由以下的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種在井內(nèi)環(huán)境下用于實(shí)時(shí)量化重量百分比甲烷的方法，包括得到井下流體；測(cè)量該流體在與甲烷峰值相聯(lián)系第一波長(zhǎng)區(qū)的第一光密度；測(cè)量該流體在與甲烷峰值相聯(lián)系第二波長(zhǎng)區(qū)的第二光密度；和根據(jù)測(cè)量的第一和第二光密度，確定流體樣本的重量百分比甲烷。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中第一波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1670nm；和第二波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1682nm。
3.按照權(quán)利要求1的方法，還包括相關(guān)重量百分比甲烷與第一和第二波長(zhǎng)下的光吸收率。
4.按照權(quán)利要求3的方法，還包括相關(guān)壓力。
5.按照權(quán)利要求3的方法，還包括相關(guān)溫度。
6.按照權(quán)利要求1的方法，還包括基于重量百分比甲烷，確定樣本的油氣比。
7.按照權(quán)利要求1的方法，還包括基于重量百分比甲烷的變化，監(jiān)測(cè)樣本的凈化。
8.按照權(quán)利要求3的方法，還包括基于甲烷與脫氣原油合成混合物，進(jìn)行相關(guān)操作。
9.按照權(quán)利要求1的方法，還包括利用11nm半極大全寬度濾波器濾波光密度測(cè)量結(jié)果。
10.按照權(quán)利要求1的方法，其中第一波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1670nm和第二波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1682nm；相關(guān)重量百分比甲烷，壓力和溫度與第一和第二波長(zhǎng)區(qū)的光吸收率；和基于重量百分比甲烷，確定油氣比。
11.一種在井內(nèi)環(huán)境下用于實(shí)時(shí)量化重量百分比甲烷的設(shè)備，包括一種工具，得到井下流體；光譜儀，用于測(cè)量流體在與甲烷峰值相聯(lián)系第一波長(zhǎng)區(qū)的第一光密度和測(cè)量流體在與甲烷峰值相聯(lián)系第二波長(zhǎng)區(qū)的第二光密度；和處理器功能，根據(jù)測(cè)量的第一和第二光密度，確定流體樣本的重量百分比甲烷。
12.按照權(quán)利要求11的設(shè)備，其中第一波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1670nm；和第二波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1682nm。
13.按照權(quán)利要求11的設(shè)備，還包括處理器功能，用于相關(guān)重量百分比甲烷與第一和第二波長(zhǎng)下的光吸收率。
14.按照權(quán)利要求13的設(shè)備，其中處理器功能還包括用于相關(guān)壓力的功能。
15.按照權(quán)利要求3的方法，其中處理器功能還包括用于相關(guān)溫度的功能。
16.按照權(quán)利要求11的設(shè)備，還包括處理器功能，基于重量百分比甲烷，確定樣本的油氣比。
17.按照權(quán)利要求11的設(shè)備，還包括處理器功能，基于重量百分比甲烷的變化，監(jiān)測(cè)樣本的凈化。
18.按照權(quán)利要求13的設(shè)備，其中處理器功能還包括基于甲烷與脫氣原油的合成混合物，用于相關(guān)操作的功能。
19.按照權(quán)利要求11的設(shè)備，還包括濾波器，利用11nm半極大全寬度濾波器濾波光密度測(cè)量結(jié)果。
20.按照權(quán)利要求11的設(shè)備，其中第一波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1670nm和第二波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1682nm，處理器功能還包括相關(guān)功能，用于相關(guān)重量百分比甲烷，壓力和溫度與第一和第二波長(zhǎng)區(qū)的光吸收率；和確定功能，基于重量百分比甲烷，確定油氣比。
21.一種包含可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀媒體，在計(jì)算機(jī)執(zhí)行該指令時(shí)，在井內(nèi)環(huán)境下實(shí)時(shí)完成量化重量百分比甲烷的方法，包括得到井下流體；在與甲烷峰值相聯(lián)系的第一波長(zhǎng)區(qū)，測(cè)量流體的第一光密度；在與甲烷峰值相聯(lián)系的第二波長(zhǎng)區(qū)，測(cè)量流體的第二光密度；和根據(jù)測(cè)量的第一和第二光密度，確定流體樣本的重量百分比甲烷。
22.按照權(quán)利要求21的媒體，其中第一波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1670nm；和第二波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1682nm。
23.按照權(quán)利要求21的媒體，還包括相關(guān)重量百分比甲烷與第一和第二波長(zhǎng)下的光吸收率。
24.按照權(quán)利要求23的媒體，還包括相關(guān)壓力。
25.按照權(quán)利要求23的媒體，還包括相關(guān)溫度。
26.按照權(quán)利要求21的媒體，還包括基于重量百分比甲烷，確定樣本的油氣比。
27.按照權(quán)利要求21的媒體，還包括基于重量百分比甲烷的變化，監(jiān)測(cè)樣本的凈化。
28.按照權(quán)利要求23的媒體，還包括基于甲烷與脫氣原油的合成混合物，進(jìn)行相關(guān)操作。
29.按照權(quán)利要求21的媒體，還包括利用11nm半極大全寬度濾波器濾波光密度測(cè)量結(jié)果。
30.按照權(quán)利要求21的媒體，其中第一波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1670nm和第二波長(zhǎng)區(qū)的中心波長(zhǎng)是1682nm；相關(guān)重量百分比甲烷，壓力和溫度與第一和第二波長(zhǎng)區(qū)的光吸收率；和基于重量百分比甲烷，確定油氣比。
全文摘要
本發(fā)明描述應(yīng)用近紅外光譜術(shù)估算原油中甲烷重量百分比的唯一方法和設(shè)備，然后，我們能夠在收集流體樣本的同時(shí)實(shí)時(shí)判斷井下原油的油氣比(GOR)。本發(fā)明提供的相關(guān)公式使用兩個(gè)波長(zhǎng)，一個(gè)中心波長(zhǎng)是1670nm，而另一個(gè)中心波長(zhǎng)是1682nm。這兩個(gè)波長(zhǎng)主要是對(duì)甲烷峰值吸收率靈敏。為了大大地提高匹配性，諸如溫度和壓力的非光譜參數(shù)可以包含在相關(guān)公式中。此外，當(dāng)流體是從大部分不含氣濾液到大部分含氣原油的巖層過(guò)渡區(qū)中泵出時(shí)，通過(guò)監(jiān)測(cè)與樣本凈化相聯(lián)系的GOR增大，本發(fā)明可用于監(jiān)測(cè)樣本的凈化。
文檔編號(hào)E21B49/00GK1761868SQ200480006932
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2004年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者洛可·迪佛格奧 申請(qǐng)人:貝克休斯公司