油基鉆屑的含油率和/或含油量的測(cè)量方法及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種處理后的油基鉆屑的含油率和/或含油量測(cè)量方法，包括如下步驟：1)用不含氫原子的有機(jī)試劑與不同質(zhì)量的多種油基鉆井液基礎(chǔ)油混合，并進(jìn)行核磁共振測(cè)量，建立T2譜油峰面積(Si)與基礎(chǔ)油質(zhì)量(Mi)的線性方程：Mi＝k×Si+b；2)稱取處理后的油基鉆屑，將其質(zhì)量記錄為M1，倒入容器中；3)量取四氯化碳分析純?nèi)芤?，將其體積記為V1，倒入步驟2)所述的容器中萃??；4)從步驟3)的容器中量取體積V2的溶液，條件是V2<V1，然后將其進(jìn)行核磁共振測(cè)量，記錄T2譜峰面積為S2；5)通過公式計(jì)算處理后的油基鉆屑的含油量或含油率。本發(fā)明還涉及該測(cè)量方法的應(yīng)用。
【專利說明】
油基鉆屑的含油率和/或含油量的測(cè)量方法及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種石油領(lǐng)域的測(cè)量方法，具體涉及一種含油率和/或含油量的測(cè)量 方法。本發(fā)明還涉及該測(cè)量方法的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 油基鉆井液是非常規(guī)油氣水平井鉆井的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著頁(yè)巖油氣、致密砂巖 油氣等非常規(guī)能源勘探開發(fā)力度的不斷加大，全球鉆井液服務(wù)進(jìn)入了"油基鉆井液時(shí)代"。 油基鉆屑因其含有石油姪類、重金屬和有機(jī)物等污染物，已被列入國(guó)家危險(xiǎn)廢棄物（國(guó)家 危險(xiǎn)廢物名錄，HW08)，若不經(jīng)處理就直接排放，將會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。我國(guó)對(duì) 油基鉆井液的使用和研究起步較晚，關(guān)于油基鉆屑的具體排放法規(guī)仍然在制訂當(dāng)中。因此， 處理后的油基鉆屑含油量測(cè)量技術(shù)是油基鉆井液除了制備之外的另一項(xiàng)重要技術(shù)。目前的 專利主要集中于油基鉆井液的制備和油基鉆屑的處理上，而對(duì)處理后的油基鉆屑含油量測(cè) 量技術(shù)研究幾乎是空白的，也并沒有任何相關(guān)專利和非專利文獻(xiàn)公開。
[0003] 基于巖屑含油量測(cè)量的技術(shù)很多，如色譜（巖石熱解）、光譜（定量英光）、波譜 (核磁共振）等，但送些技術(shù)并不適合于處理后的油基鉆屑。送是因?yàn)椋灰?、采用油基鉆井 液的井段是具納米級(jí)孔隙的非常規(guī)儲(chǔ)層或易于巧塌的火成巖地層等，且常采用PDC鉆頭或 復(fù)合鉆頭鉆進(jìn)，對(duì)常規(guī)核磁共振錄井儀器的分辨率和適用性提出了挑戰(zhàn)；二是含油氣泥頁(yè) 巖既是儲(chǔ)集巖又是姪源巖，采用熱解技術(shù)測(cè)量油基鉆屑剩余含油量，不可避免的會(huì)受母巖 有機(jī)質(zhì)的影響。H是油基鉆屑的含油量可能較高，定量英光的線性范圍卻較窄（20mg/l)，需 要通過多倍或多次稀釋至其線性范圍之內(nèi)才能測(cè)量，送不可避免地會(huì)引入誤差，導(dǎo)致測(cè)量 結(jié)果不夠準(zhǔn)確。四是油基鉆屑的處理技術(shù)多種多樣，包括物化處理、生物處理等十余種，現(xiàn) 有的巖屑含油量測(cè)量技術(shù)并不能完全適用。目前有少量研究涉及油基鉆井液的含油率和/ 或含油量分析，但是并不涉及油基巖屑處理后的含油率和/或含油量測(cè)量技術(shù)。因此，本領(lǐng) 域亟需一種能夠有效測(cè)量處理后的油基鉆屑的含油率和/或含油量的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明克服了當(dāng)前巖屑含油量測(cè)量技術(shù)在處理后油基鉆屑含油量測(cè)量方面的不 足，提供了一種新測(cè)量處理后的油基鉆屑的含油率和/或含油量的方法，其通過高分辨率 流體核磁共振技術(shù)簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確地測(cè)量處理后的油基鉆屑含油率和/或含油量，為環(huán)保與健 康提供一種有效的保障手段。
[0005] 本發(fā)明提供的一種處理后的油基鉆屑的含油率和/或含油量測(cè)量方法包括如下 步驟：
[0006] 1)用不含氨原子的有機(jī)試劑與不同質(zhì)量的一種或多種油基鉆井液基礎(chǔ)油混合，并 進(jìn)行核磁共振測(cè)量，建立Tz譜油峰面積（Si)與基礎(chǔ)油質(zhì)量（Mi)的線性方程;Mi= kX S i+b ;
[0007] 2)稱取處理后的油基鉆屑，將其質(zhì)量記錄為Ml,磨碎后全部倒入容器中；
[000引如量取不含氨原子的有機(jī)試劑，將其體積記為Vi,倒入步驟。所述的容器中，搖 勻，靜置，來實(shí)現(xiàn)萃?。?br>[0009] 4)從步驟3)的容器中量取體積Vz的溶液，條件是V 2<Vi，然后將其進(jìn)行核磁共振 測(cè)量，記錄Tz譜峰面積為S 2;
[0010] 5)通過下列公式，計(jì)算處理后的油某鉆屑的含油畳巧/或含油率：
[0011] 油基鉆屑中剩余油的信號(hào)面積義
[001引油基鉆屑中剩余油的質(zhì)量為；Mi= kX S 1+b，
[0013] 處理后的油基鉆屑含油量為
[0014] 處理后的油基鉆屑含油率為
[0015] 其中，步驟1)中，由于作為有機(jī)萃取劑的所述有機(jī)試劑不含氨原子，該有機(jī)試劑 沒有核磁共振信號(hào)，因而Tz譜或T 2-D (由橫向弛豫時(shí)間Tz與擴(kuò)散系數(shù)D構(gòu)成的二維譜）的 峰即為基礎(chǔ)油的信號(hào)響應(yīng)，從而能夠使用上述技術(shù)方案簡(jiǎn)便地測(cè)量處理后的油基鉆屑的含 油率和/或含油量。
[0016] 所述油基鉆屑為在用油基鉆井液鉆井的過程中，由油基鉆井液攜帶并返出的巖 屑。油基鉆屑中所述剩余油為經(jīng)過處理后的剩余油，例如經(jīng)過焚燒處理后的剩余油，其中可 能包括地層中的油。
[0017] 所述Tz油峰面積是指油峰譜線與Tz軸所包絡(luò)的面積，基礎(chǔ)油質(zhì)量是用例如電子天 平等工具稱取的基礎(chǔ)油的質(zhì)量。
[0018] 步驟1)中采用本領(lǐng)域常用的線性回歸方法建立所述線性方程。
[0019] 步驟2)中所述的"全部倒入"是指在技術(shù)許可的合理范圍內(nèi)盡可能完全地倒入， 即沒有可感知或可測(cè)量的處理后的油基鉆屑在技術(shù)許可的合理范圍內(nèi)不倒入所述容器中。
[0020] 本發(fā)明所述的有機(jī)試劑均為分析純。
[0021] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟1)中所述油基鉆井液基礎(chǔ)油為白油、柴 油、礦物油、植物油或其任意混合物，優(yōu)選為白油、柴油或其混合物。
[0022] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟1)中所述不含氨原子的有機(jī)試劑為四 氯化碳、二硫化碳或其任意混合物，優(yōu)選為四氯化碳。四氯化碳是有機(jī)萃取劑，且不含氨原 子，因?yàn)閷?duì)于測(cè)量氨譜的核磁共振技術(shù)而言沒有信號(hào)
[0023] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟2)中所述的處理為用焚燒法、清洗法、 固化法、熱處理法、離必法和萃取法中的一種或多種進(jìn)行處理。
[0024] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟2)中所述的稱取為為使用精度為 1/lOOOg或更高精度的天平來進(jìn)行精確稱取，優(yōu)選為使用精度為1/lOOOOg或更高精度的天 平來進(jìn)行精確稱取。
[00巧]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟2)中所述的容器為帶密封蓋的密封容 器，優(yōu)選為帶密封蓋的玻璃容器，更優(yōu)選為廣口瓶或比色皿。
[0026] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟2)中所述的磨碎為在研鉢中磨成粉末。
[0027] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟3)中所述靜置的靜置時(shí)間為5-15分鐘， 優(yōu)選為10分鐘。
[0028] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供根據(jù)上述的方法在測(cè)量和/或處理油基鉆屑中的 應(yīng)用。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述油基鉆屑來自于納米孔地層或自生自儲(chǔ)地 層。
[0029] 本發(fā)明的再一個(gè)目的在于，提供根據(jù)上述的方法在測(cè)量和/或處理油基鉆屑中的 應(yīng)用，其特征在于，所述油基鉆屑在開采過程中采用PDC鉆頭開采。
[0030] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0031] 本發(fā)明采用沒有核磁共振信號(hào)的不含氨原子的有機(jī)試劑萃取油基鉆屑中的剩余 油，通過檢測(cè)下限可W達(dá)到20mg/l、上限可W到100%的高分辨率低場(chǎng)核磁共振技術(shù)實(shí)現(xiàn) 油基鉆屑處理后剩余含油量的快捷、準(zhǔn)確分析。本發(fā)明克服了常規(guī)核磁共振技術(shù)、熱解分析 分析、定量英光技術(shù)等對(duì)納米孔地層、PDC鉆頭、自生自儲(chǔ)地層、不同基礎(chǔ)油類別、不同油基 鉆屑處理方法等的不完全適應(yīng)性，方法簡(jiǎn)便、可靠，且容易操作。本發(fā)明通過高分辨率流體 核磁共振技術(shù)簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確地測(cè)量處理后的油基鉆屑含油量，可W檢測(cè)油基鉆屑是否達(dá)到了 環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)（例如，與油田企業(yè)相關(guān)的HSE管理規(guī)范），為環(huán)保與健康提供一種有效的保障 手段。
【附圖說明】
[0032] 圖1為Tz譜上油峰面積與油質(zhì)量之間的關(guān)系圖。
[0033] 圖2為四氯化碳的Tz譜及T 2-D二維譜。其中，圖2A為四氯化碳的Tz譜，因四氯化 碳裝在小玻璃瓶中，有微弱的信號(hào)，幅度不超過0. 35,為噪聲；圖2B為四氯化碳的二維譜， 同樣沒有信號(hào)，右下角的信號(hào)為噪聲。
[0034] 圖3為四氯化碳與原油混合后的核磁共振譜。其中，圖3A為四氯化碳及加入原油 后的Tz譜，可W看到四氯化碳及樣品瓶的噪聲被抑制；圖3B為四氯化碳加入原油后的Tz-D 二維譜，噪聲同樣被抑制。
[0035] 圖4為不同巖性不同鉆頭的處理后油基鉆屑，四氯化碳萃取液Tz譜。
[0036] 圖5為不同處理方法的油基鉆屑，四氯化碳萃取液Tz譜。
【具體實(shí)施方式】
[0037] W下通過具體的實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。需要注意的是，W下實(shí)施 例均為闡釋性的，而并不對(duì)本發(fā)明要求保護(hù)的范圍構(gòu)成任何限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解 的是，對(duì)于W下【具體實(shí)施方式】的任何改進(jìn)或變化，在沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況 下，均在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0038] 實(shí)施例1 ;測(cè)量處理后的油基鉆屑的含油率和含油量的方法
[0039] 用四氯化碳溶液與不同質(zhì)量的多種油基鉆井液基礎(chǔ)油混合，并進(jìn)行核磁共振測(cè)量 (不同質(zhì)量的多種油基鉆井液基礎(chǔ)油的油質(zhì)量W及測(cè)得的油樣峰面積見下表1)，建立Tz譜 油峰面積位）與基礎(chǔ)油質(zhì)量（Mi)的線性方程；Mi= 0. 2248S 1+6. 3755 (見圖1)。由于所述 有機(jī)溶劑不含氨原子，該有機(jī)試劑沒有核磁共振信號(hào)（見圖2)，因而Tz譜或T 2-D的峰即為 基礎(chǔ)油的信號(hào)響應(yīng)（見圖3)。
[0040] 表1
[0041]
[0042] 使用精度為1/lOOOOg的電子天平精確稱取處理后的油基鉆屑lOOOOmg，在研鉢中 研磨成粉后全部放入玻璃容器中，加入50ml分析純的四氯化碳，浸泡IOmin后，取5ml萃取 液進(jìn)行核磁共振分析，測(cè)得的信號(hào)面積（即Tz譜峰面積）為152. 121251，則；
[0043] 油基鉆屑中剩余油的信號(hào)面積為：
[0044]
[0045] 油基鉆屑中剩余油的質(zhì)量為；Mi= 0. 2248XS 1+6. 3755 = 342. 60612mg
[0046] 油基鉆屑處理后的含油量為
[0047] 油基鉆屑處理后的含油率為
[0048] 即處理后的油基鉆屑含油率為3. 4261%。
[0049] 實(shí)施例2 :
[0050] 采用實(shí)施例1所述的方法，分別對(duì)納米孔致密砂巖地層（石輪鉆頭）、自出自儲(chǔ)頁(yè) 巖地層（PDC鉆頭）、自生自儲(chǔ)頁(yè)巖地層（牙輪鉆頭）處理后的油基鉆屑進(jìn)行含油率和含油 率的測(cè)量。送些不同巖性不同鉆頭的處理后油基鉆屑，四氯化碳萃取液Tz譜不同巖性及不 同鉆頭類型的油基鉆屑，處理后經(jīng)四氯化碳有機(jī)溶劑萃取后的Tz譜見圖4。
[0051] 可W看出，本發(fā)明的方法適用于不同巖性及不同類型的鉆頭開采得到的油基鉆 屑。
[00閲 實(shí)施例3
[0053] 采用實(shí)施例1所述的方法，分別對(duì)經(jīng)離必法、萃取法和清洗法處理后的油基鉆屑 進(jìn)行含油率和含油率的測(cè)量。送些不同方法處理后的油基鉆屑經(jīng)四氯化碳有機(jī)溶劑萃取后 的Tz譜見圖5。
[0054] 可W看出，本發(fā)明的方法適用于不同處理方法處理后的油基鉆屑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種處理后的油基鉆屑的含油率和/或含油量的測(cè)量方法，包括如下步驟： 1) 用不含氨原子的有機(jī)試劑與不同質(zhì)量的一種或多種油基鉆井液基礎(chǔ)油混合，并進(jìn)行 核磁共振測(cè)量，建立Tz譜油峰面積（Si)與基礎(chǔ)油質(zhì)量（Mi)的線性方程;Mi= kX S 1+b，其中 k和b為常數(shù)； 2) 稱取處理后的油基鉆屑，將其質(zhì)量記錄為Ml,磨碎后全部倒入容器中； 3) 量取不含氨原子的有機(jī)試劑，將其體積記為Vi,倒入步驟2)所述的容器中，搖勻，靜 置，來實(shí)現(xiàn)萃取； 4) 從步驟3)的容器中量取體積Vz的溶液，條件是V 2<Vi，然后將其進(jìn)行核磁共振測(cè)量， 記錄Tz譜峰面積為S 2; 5) 通過下列公式，計(jì)算處理后的油某鉆暦的含油畳巧/或含油率： 油基鉆屑中剩余油的信號(hào)面積；油基鉆屑中剩余油的質(zhì)量為；Mi= kXS i+b,處理后的油基鉆屑含油量為 處理后的油基鉆屑含油率為2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述油基鉆井液基礎(chǔ)油為白油、 柴油、礦物油、植物油或其任意混合物，優(yōu)選為白油、柴油或其混合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟1)和步驟3)中所述不含氨原子 的有機(jī)試劑為四氯化碳、二硫化碳或其任意混合物，優(yōu)選為四氯化碳。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的處理為用 焚燒法、清洗法、固化法、熱處理法、離必法和萃取法中的一種或多種進(jìn)行處理。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的稱取為使 用精度為1/lOOOg或更高精度的天平來進(jìn)行精確稱取，優(yōu)選為使用精度為1/lOOOOg或更高 精度的天平來進(jìn)行精確稱取。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的容器為帶 密封蓋的密封容器，優(yōu)選為帶密封蓋的玻璃容器。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的磨碎為在 研鉢中磨成粉末。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟3)中所述靜置的靜置 時(shí)間為5-15分鐘，優(yōu)選為10分鐘。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法在測(cè)量和/或處理油基鉆屑中的應(yīng)用，優(yōu) 選根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法在測(cè)量和/或處理來自于納米孔地層或自生自 儲(chǔ)地層的油基鉆屑中的應(yīng)用。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法在測(cè)量和/或處理油基鉆屑中的應(yīng)用，其 特征在于，所述油基鉆屑在開采過程中采用PDC鉆頭開采。
【文檔編號(hào)】G01N24/08GK105987925SQ201510090531
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月28日
【發(fā)明人】王志戰(zhàn), 秦黎明, 李新, 陸黃生, 李三國(guó), 張?jiān)? 廖東良
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院