CN111095032A - 用氧同位素鉴定油气储层 - Google Patents
用氧同位素鉴定油气储层 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111095032A CN111095032A CN201880060328.9A CN201880060328A CN111095032A CN 111095032 A CN111095032 A CN 111095032A CN 201880060328 A CN201880060328 A CN 201880060328A CN 111095032 A CN111095032 A CN 111095032A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- samples
- carbonate
- oxygen isotope
- determining
- determined
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 49
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- -1 potassium ferricyanide Chemical compound 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000001044 red dye Substances 0.000 claims description 3
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 23
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 15
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 14
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- JKYKXTRKURYNGW-UHFFFAOYSA-N 3,4-dihydroxy-9,10-dioxo-9,10-dihydroanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C(O)=C(O)C(S(O)(=O)=O)=C2 JKYKXTRKURYNGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000282327 Felis silvestris Species 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910001748 carbonate mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011412 natural cement Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- HFNQLYDPNAZRCH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O.OC(O)=O HFNQLYDPNAZRCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
- G01N33/241—Earth materials for hydrocarbon content
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
- E21B49/02—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V11/00—Prospecting or detecting by methods combining techniques covered by two or more of main groups G01V1/00 - G01V9/00
- G01V11/002—Details, e.g. power supply systems for logging instruments, transmitting or recording data, specially adapted for well logging, also if the prospecting method is irrelevant
- G01V11/005—Devices for positioning logging sondes with respect to the borehole wall
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V9/00—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00
- G01V9/007—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00 by detecting gases or particles representative of underground layers at or near the surface
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
从在地质地层中形成的井眼接收碳酸盐样品。确定在碳酸盐样品中的每一个内存在的氧同位素比率和碳同位素比率。确定碳酸盐样品中的每一个的矿物组成。创建示出所确定的氧同位素比率相对于在井眼内得到碳酸盐样品中的每一个的深度的图。基于该图鉴定一个或多个负氧同位素位移。确定在多个碳酸盐样品中与在该图中鉴定的一个或多个负氧同位素位移相对应的一个或多个碳酸盐样品内的天然碳酸盐胶结物水平。基于所鉴定的负氧同位素位移和所确定的天然碳酸盐胶结物水平确定一个或多个采出有效点。
Description
优先权要求
本申请要求2017年8月15日提交的美国临时专利申请号62/545,637和2018年7月26日提交的美国专利申请号16/046,095的优先权，其内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及氧同位素技术，具体涉及用于分析岩石样品的氧同位素技术。
背景
在烃勘探中，将井眼形成到地质地层中以确定从地层采出烃的可行性。在井眼形成期间或之后，可以获取井眼测井图(log)和样品。井眼测井图检测在指定深度处的井眼内的多种性质。可以使用这样的测井图评价未来的勘探和采出选择。
石油储层由包括砂岩和碳酸盐的多种岩石组成。地球化学分析可以帮助确定在矿物和岩石中记录的地质事件。例如，碳同位素和氧同位素可以用于确定碳酸盐岩石的沉积和成岩环境。
概述
本公开描述了与鉴定油气储层相关的技术。
在本公开中描述的主题的一个示例实施方式是一种具有以下特征的方法。从在地质地层中形成的井眼接收碳酸盐样品。确定在碳酸盐样品中的每一个内存在的氧同位素比率和碳同位素比率。确定碳酸盐样品中的每一个的矿物组成。创建示出所确定的氧同位素比率相对于在井眼内得到碳酸盐样品中的每一个的深度的图。基于该图鉴定一个或多个负氧同位素位移。确定在多个碳酸盐样品中与在该图中鉴定的一个或多个负氧同位素位移相对应的一个或多个碳酸盐样品内的天然碳酸盐胶结物(cement)水平。基于所鉴定的负氧同位素位移和所确定的天然碳酸盐胶结物水平确定一个或多个采出有效点(甜蜜点，sweetspot)。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。使用同位素比率质谱仪确定氧同位素比率和碳同位素比率。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。确定矿物组成包括将包含红色染料、铁氰化钾、水和盐酸的溶液混合。在25℃将由多个碳酸盐样品中的每一个制成的薄板在该溶液中放置1至2分钟。基于在多个薄板中的每一个在该溶液中时发生的颜色变化的程度鉴定薄板中的每一个内的一种或多种矿物。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。基本上无颜色变化表明在薄板内存在白云石。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。确定胶结物水平包括用显微镜目视检查多个样品中的一个或多个的孔隙度。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。样品包括在井眼内每一英尺间隔一个样品。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。将多个样品中的每一个的至少一部分粉碎为粉末。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。样品中的每一个的被粉碎为粉末的部分产生基本上300微克的粉末。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。粉末不包含胶结物。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。每个样品的制备包括将粉末在基本上50℃干燥8至12小时。将经干燥的粉末转移至反应瓶。将反应瓶真空密封。将H3PO4引入至粉末状样品。响应于引入H3PO4而产生CO2气体。响应于产生CO2气体而同时确定碳同位素比率和氧同位素比率。
示例实施方式的各个方面(其可以单独或组合地与示例实施方式结合)包括以下内容。基于所确定的一个或多个采出有效点至少部分地规划井眼完井操作。
在本说明书中描述的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和描述中给出。根据说明书、附图和权利要求书，该主题的其他特征、方面和优点将会变得明显。
附图简述
图1是用于使用氧同位素技术鉴定采出有效点的一种示例方法的流程图。
图2A-2B是可以用于鉴定采出有效点的示例图。
在各个附图中相似的附图标记和名称表示相似的要素。
详述
在勘探操作期间，发现生产井的位置可能是困难的。即使利用现代在勘探技术方面的进步，勘探性“野猫(wildcat)”井的成功率也非常小，为20％以下。在已经形成井眼之后对井进行适当地分类和开发也可能是非常困难的。
本公开涉及一种用于基于分析来自井眼岩石样品如岩芯样品的氧同位素和碳同位素确定在储层内的潜在有效点的方法。在本公开的上下文中，术语“有效点”表示富含石油的地带或层段。这样的地带或层段的厚度可以小于1米或大于100米。该地带或层段也可以限于一个井或延伸至一定范围或区域。元素同位素具有与其元素的其余同位素相同的原子序数，即无论是哪种同位素，每个原子核含有相同数量的质子，但是相同元素的不同原子由于原子核中不同数量的中子而可以具有不同的原子质量。例如，所有氧分子在其原子核中具有八个质子，但是O16具有八个中子，而O18具有十个中子。由于它们的不同质量，两种同位素在物理和化学过程期间表现不同。两种氧同位素的比率可以用于确定碳酸盐矿物从哪种环境沉淀。尽管在这个实例中仅讨论了氧同位素，碳的同位素如C13和C12的比率可以用于进行类似的测定。
碳酸盐的碳同位素相对稳定，在淡水中的早期成岩作用期间几乎没有改变。原因是在成岩流体内的碳含量(与氧相比)不足以使碳酸盐内的碳复位(reset)。对于碳酸盐内的碳的稳定性来说存在一些例外。一个是古土壤发育(paleo soil development)，其涉及生物化学反应并且产生充足的CO2，这可以改变在下垫层碳酸盐岩石中的碳同位素，导致负碳同位素位移。这样的负碳同位素位移支持发生了显著成岩事件。“显著”成岩事件将会具有一定改变了的氧同位素(负位移)。作为结果，分析碳同位素可以用于帮助验证由分析氧同位素所确定的结果。
由用于分析的岩芯样品得到粉末，并且将其放置在具有盖的小瓶中并干燥过夜。在将样品干燥之后，将样品粉末转移至用隔膜封盖的反应瓶中。分析来自经干燥样品的氧和碳同位素，并且将其与标准品如NBS-19和NBS-18进行比较并且记录。这些是具有已知碳同位素值和氧同位素值的几种纯碳酸盐国际标准品，并且它们由公认的标准机构提供，如国际原子能机构(International Atomic Energy Agency,IAEA)和美国地质勘探局(United States Geological Survey,USGS)。在同位素实验室中分析碳酸盐中的同位素的典型作法是制备一组碳酸盐，例如10、50或100个碳酸盐样品。该组可以包括2至3个不同的标准品。
标准品和样品经历相同的过程，包括制备、处理和分析。标准品的碳同位素和氧同位素是已知的值，而样品的碳同位素和氧同位素要基于已知的同位素值进行确定。也就是说，在分析期间通过质谱仪的软件基于标准品的碳同位素和氧同位素自动计算样品的碳同位素和氧同位素。
将每个样品的氧同位素比率相对于储油气层中得到样品中的每一个的深度进行作图。显著的负氧同位素位移被鉴定为潜在的储层或“有效点”。负位移可以是突然的或逐渐的位移。如果所有廓线(profile)具有基本上一致类似的同位素值，则负位移，甚至小位移，如-1‰可以是显著的。然而，如果整个廓线具有氧同位素差异，则可能需要较大的负位移，如2‰至3‰或更大才称为负位移/储层潜力。这样具有该大小的位移可能看起来是逐渐的位移，而不是突然的位移。通常，“显著”位移是相对于背景数据的。例如，如果一组背景数据几乎没有差异(像直线一样作图)，则来自一个层段的小尖峰(1‰以下)看起来是显著的。如果该组背景数据具有大的差异(例如，从-2变化至+2)，则任何“显著”都将会需要是大得多的尖峰(例如，大于3‰)从而与背景相比显著。一旦鉴定了负氧同位素，就要确保负同位素位移不是具有充足天然碳酸盐胶结物的层段或区域的结果。于是，可以断定存在潜在显著的孔隙度和与负同位素位移相对应的有效点。在本公开全文中，除非另外指明，所有对“胶结物”的提及都是指在地质地层内天然存在的碳酸盐胶结物。在本公开的上下文中，“有效点”是具有较大采出烃的可能性的地质地层的层段或层。最终检验可以包括在显微镜下检查岩芯样品的成岩作用和可见孔隙度。使用这些技术鉴定有效点可以增加成功探井的鉴定率。
在一些实施方式中，可以在实时操作期间，即在实施钻井操作的同时，进行本公开的各个方面。例如，可以基于氧同位素分析的结果将钻头引导向一个或多个鉴定的/检测的有效点并且远离地层的不太具有前景的部分。另外，可以将从本公开的各个方面得到的结果输入至地质模型中，并且可以将其用于预测现场内的其他潜在有效点。在一些实施方式中，可以在钻井的同时实时测量氧同位素。在这样的实施方式中，可以在现场中部署便携式仪器。实时测量的大的益处是钻井操作可以在穿透目标储层之后停止并且集中于勘探或采出的下一个阶段。
图1是可以根据本公开的各个方面实施的方法100的一个示例的流程图。在102，从在地质地层中形成的井眼接收多个碳酸盐样品。在一些实施方式中，样品可以包括在井眼内每一英尺间隔一个样品。可以根据试验结果的期望粒度和每个单独的井的特定地质条件以不同间隔获取样品。例如，可以每一英尺或每十米一次地获取样品。样品可以包括岩芯样品，或来自指定井层段的含有碳酸盐的任何其他样品。对每个样品的尺寸或重量没有严格的要求。例如，毫克可以是足够的。然而，大的样品将会允许确定样品的一部分是代表层段还是仅是异常部分。应当仅收集并且检验前者。在一些实施方式中，可以在已经形成井眼之后得到样品。在一些实施方式中，可以在钻井操作期间得到样品。在钻井操作期间或之后得到样品都得到类似的结果。在一些实施方式中，使用螺旋钻将岩石破碎为碎片/碎屑，其将会随钻井液一起向上循环至地面。在一些实施方式中，使用取样管获取岩芯样品。例如，可以使用直径为二或四英寸的样品管得到整个井的连续样品。通常将有芯(cored)样品密封以保持适当水分。对于岩石样品的有芯大块来说，如果在钻井期间没有清洗样品，则可以在测试之前对它们进行清洗。例如，可以在测试之前将具有痕量干燥钻井泥浆的一块硬质岩石用净水冲洗并且干燥。
在104，确定在碳酸盐样品中的每一个内存在的氧同位素比率和碳同位素比率。在一些实施方式中，使用同位素比率质谱仪确定氧同位素比率和碳同位素比率。在这样的实施方式中，将样品中的每一个的至少一部分粉碎为基本上300微克的粉末。例如，可以使用250至350微克。在一些实施方式中，在粉末收集期间避免大的天然胶结物碎片、化石碎片或二者。在该情况的“大”表明碎片大到足以用肉眼或显微镜看到并且通过取样钻头避免。在本公开中稍后将会讨论关于什么构成了天然胶结物的更多细节。当收集岩石样品时，岩石样品的基质可以主要包括沉积组分、蚀变(altered)晶体和胶结物。胶结物和蚀变晶体可以产生负位移。成岩胶结物从毫米到厘米变化。一小块岩石可以主要由原生矿物组成，但是在孔区域中具有一个大的胶结物。如果技术人员仅收集胶结物，则试验将会得到大的负位移，这可能不能代表来自该层段的实际岩石。另一方面，具有大化石碎片的样品也可能使结果产生偏差。在这样的情况中，避免大的胶结物和化石碎片，因为它们可能改变基质中的一部分并且可能产生不准确的结果。
一旦形成了每个样品的粉末，就制备多个粉末状样品以用于测试。标记每个样品，以使得可以将其映射到在井眼内得到每个样品的深度。在测试之前将粉末在基本上50℃干燥(正或负10℃，基本上8至12小时(例如，过夜))。在干燥之后，将经干燥的粉末转移至包括隔膜的反应瓶。在反应瓶接收粉末之后，通过隔膜将其真空密封。将磷酸(H3PO4)引入至粉末状样品。在一些实施方式中，通过隔膜将磷酸引入至粉末。在这样的实施方式中，在封闭温度设备(closed-temperature device)中包括具有碳酸盐粉末和酸的瓶。在一段时间(例如，12小时)之后，完成粉末和酸的反应，并且将CO2释放并且吸取至与质谱仪连接的另一个管中。在一些实施方式中，可以使用100质量％以上浓度的四至六滴H3PO4。基于由一组标准品如NBS-19和NBS-18、国际碳酸盐标准品或使用国际标准品制备并且校准的实验室标准品产生的CO2气体的同位素比率，同时分析并且校准样品的CO2气体中的碳和氧二者的同位素比率。
在106，确定碳酸盐样品中的每一个的矿物组成。在一些实施方式中，对于快速结果来说，鉴定矿物组成可以包括将包含红色染料如茜素红S、铁氰化钾、水和盐酸的溶液混合。在一些实施方式中，可以使用除茜素红S以外的其他染料。之后在室温例如25℃将由碳酸盐样品中的每一个制成的薄板在该溶液中放置1至2分钟。如果环境温度较高，则染色效果将会更快速地出现。可以基于在薄板中的每一个在该溶液中时发生的颜色变化的程度鉴定薄板中的每一个内的一种或多种矿物。例如，基本上无颜色变化表明在薄板内存在白云石。与白云石相比，方解石更快速地与酸和染料混合物反应。在浸入混合物中时，白云石将不会与该溶液反应并且在数分钟内保持不受影响。出于之前描述的染料试验的目的，板的厚度不重要，只要其表面含有所有代表性矿物即可。霰石和方解石将会变色，而白云石不会。
在108，创建示出所确定的氧同位素比率相对于在井眼内得到碳酸盐(carbonite)样品中的每一个的深度的图。图2A是这样的图的一个实例。X轴示出了碳酸盐样品的同位素比率，而Y轴示出了得到样品的深度。任何可鉴定的位移的大小都取决于背景。如果背景接近直线/平线，如区段202a，则1‰足以显示出位移。然而，如果背景具有(+/-)2‰的差异，如区段204a，则至少3‰差异可以表示位移。
在110，基于图，如在图2A中所示的图，鉴定一个或多个负氧同位素位移。在图2A中的圆形区域206a表示潜在的用于采出的有效点。然而，其他因素可以在突出显示的区域的采出可行性中起作用。负位移(在图2A中作为向左移动的线示出)可以是突然的或逐渐的位移，即同位素值小于一般背景值。如果所有廓线具有非常一致的同位素值，则显示出负位移、甚至小位移、如-1‰的一个层段可以被称为严重位移。然而，如果整个廓线具有氧同位素差异如约1％至2‰，则即使位移逐渐地发生，也可能需要较大的负位移，如2‰至3‰或更大才称为负位移/储层潜力。
在112，确定在碳酸盐样品中与在图中鉴定的一个或多个负氧同位素位移相对应的一个或多个碳酸盐样品内的胶结物水平。胶结物和孔隙度之间的关系取决于地层内的多种因素。在一些实例中，较多的胶结物可能意味着较低的孔隙度，但是根本没有胶结物意味着没有发生成岩作用。缺少成岩作用意指没有形成次生孔隙度。碳酸盐胶结涉及在地下水中携带的离子化学沉淀而在沉积颗粒之间形成新的碳酸盐矿物。因此胶结物通常是淡水成岩产物。在这里的重要性在于胶结物存在本身表明在岩石中发生的成岩作用。典型的淡水成岩作用将会溶解不稳定矿物(部分地或完全地)而产生孔隙。然而，孔隙可以被胶结物部分或完全再次填充。最常见的情况是一个孔隙或空隙被大胶结物填充。与岩石的基质相比，胶结物可以看起来是洁净/透明的并且大的(晶体)，因此其可以通过裸眼、小手持透镜和/或显微镜观察由手工样品识别。在一些实施方式中，确定胶结物水平可以包括用显微镜目视检查样品中的一个或多个的孔隙度。可以用来自标准测井图如在图2B中所示的测井图200b的孔隙度测量结果证实这样的观察。X轴示出了样品的孔隙度，而Y轴示出了得到每个样品的深度。在图2B中的加框区域206b表示潜在的用于采出的有效点，因为在突出显示的深度处存在孔隙度的增加(如在图2B中所示的向右位移)。可以使用密度测井、中子孔隙度测井、声波测井或可用于确定孔隙度的任何其他测井技术确认孔隙度测井图。
在114，基于所鉴定的负氧同位素位移和所确定的胶结物水平确定一个或多个采出有效点。也就是说，在确定没有显著量的碳酸盐胶结物之后，具有显著负位移的层段潜在地具有显著的孔隙度，并且是潜在的用于采出的有效点。在检查之后，如果观察到过多的胶结物，则可能存在不足以允许采出的孔隙度。
可以基于一个或多个所确定的采出有效点至少部分地规划井眼完井操作。例如，对于每个井来说，可以至少部分地确定目标深度以用于钻井和完井操作。在一个实例中，已经确定了来自井“A”的目标地层中的第一层段内的用于采出的巨大潜力。在这个实例中，已知要从在该盆地和相邻盆地中的目标地层采出石油。如果钻至目标地层的所确定的目标层段，则井“A”和与井“A”相邻的任何井将会非常可能遇到石油。在一些实施方式中，在盆地中的多个井的类似分析可以用于构建或改进储层模型。主题还可以用于确定关于盆地的信息，因为结果可以透射向所有方向，例如盆地方向、边缘方向或与盆地方向成90度。结果有效的与井眼的距离取决于盆地和地层的具体特性。此外，本申请可以是现场的，即在钻井操作期间取样和分析，或者是在钻井操作之后稍后取样和分析。在一些实施方式中，可以将两种方法组合。例如，在已经分析了有芯样品之后，可以在钻井操作期间在同一个盆地内对新井进行实时分析。
因此，已经描述了主题的具体实施方式。其他实施方式在所附权利要求的范围内。在一些情况中，在权利要求中记载的动作可以以不同顺序进行，并且仍然实现理想的结果。另外，在附图中描绘的过程并非必须需要所示的具体顺序或先后顺序来实现理想的结果。
Claims (11)
1.一种方法，所述方法包括：
从在地质地层中形成的井眼接收多个碳酸盐样品；
确定在所述多个碳酸盐样品中的每一个内存在的氧同位素比率和碳同位素比率；
确定所述多个碳酸盐样品中的每一个的矿物组成；
创建示出所确定的氧同位素比率相对于在所述井眼内得到所述多个碳酸盐样品中的每一个的深度的图；
基于所述图鉴定一个或多个负氧同位素位移；
确定在所述多个碳酸盐样品中与在所述图中鉴定的所述一个或多个负氧同位素位移相对应的一个或多个碳酸盐样品内的天然碳酸盐胶结物水平；和
基于所鉴定的负氧同位素位移和所确定的天然碳酸盐胶结物水平确定一个或多个采出有效点。
2.权利要求1所述的方法，其中使用同位素比率质谱仪确定所述氧同位素比率和所述碳同位素比率。
3.权利要求1所述的方法，其中确定矿物组成包括：
将包含红色染料、铁氰化钾、水和盐酸的溶液混合；
在25℃将由所述多个碳酸盐样品中的每一个制成的薄板在所述溶液中放置1至2分钟；和
基于在多个所述薄板中的每一个在所述溶液中时发生的颜色变化的程度鉴定所述薄板中的每一个内的一种或多种矿物。
4.权利要求3所述的方法，其中基本上无颜色变化表明在所述薄板内存在白云石。
5.权利要求1所述的方法，其中确定所述天然碳酸盐胶结物水平包括用显微镜目视检查所述多个样品中的一个或多个的孔隙度。
6.权利要求1所述的方法，其中所述多个样品包括在所述井眼内每一英尺间隔一个样品。
7.权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述多个样品中的每一个的至少一部分粉碎为粉末。
8.权利要求7所述的方法，其中所述多个样品中的每一个的被粉碎为粉末的部分产生基本上300微克的粉末。
9.权利要求7所述的方法，其中所述粉末不包含胶结物。
10.权利要求7所述的方法，所述方法还包括制备粉末状样品，每个样品的制备包括：
将所述粉末在基本上50℃干燥基本上8至12小时；
将经干燥的粉末转移至反应瓶；
将所述反应瓶真空密封；
将H3PO4引入至所述粉末状样品；
响应于引入所述H3PO4而产生CO2气体；和
响应于产生所述CO2气体而同时确定碳同位素比率和氧同位素比率。
11.权利要求1所述的方法，所述方法还包括基于所确定的一个或多个采出有效点至少部分地规划井眼完井操作。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762545637P | 2017-08-15 | 2017-08-15 | |
| US62/545,637 | 2017-08-15 | ||
| US16/046,095 | 2018-07-26 | ||
| US16/046,095 US11066929B2 (en) | 2017-08-15 | 2018-07-26 | Identifying oil and gas reservoirs with oxygen isotopes |
| PCT/US2018/000204 WO2019035932A1 (en) | 2017-08-15 | 2018-08-15 | IDENTIFICATION OF PETROLEUM AND GAS TANKS USING OXYGEN ISOTOPES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111095032A true CN111095032A (zh) | 2020-05-01 |
Family
ID=65361114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880060328.9A Pending CN111095032A (zh) | 2017-08-15 | 2018-08-15 | 用氧同位素鉴定油气储层 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11066929B2 (zh) |
| EP (1) | EP3669216B1 (zh) |
| CN (1) | CN111095032A (zh) |
| CA (1) | CA3072873A1 (zh) |
| SA (1) | SA520411286B1 (zh) |
| WO (1) | WO2019035932A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111749685A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-09 | 承德石油高等专科学校 | 一种确定油气藏开采程度数据的方法和装置 |
| WO2023055398A1 (en) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Carbon and hydrogen isotope detection and report while drilling |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11047233B2 (en) * | 2019-08-28 | 2021-06-29 | Saudi Arabian Oil Company | Identifying hydrocarbon sweet spots using carbon dioxide geochemistry |
| US11873709B2 (en) | 2020-10-07 | 2024-01-16 | Saudi Arabian Oil Company | Log based diagenetic rock typing and sweet spot identification for tight gas sandstone reservoirs |
| CN112881385B (zh) * | 2021-01-08 | 2023-02-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种基于定年技术的碳酸盐岩油气成藏地质过程重建方法 |
| US11815503B2 (en) | 2021-11-08 | 2023-11-14 | Saudi Arabian Oil Company | Determining source rock maturity based on hydrogen isotopes |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050256646A1 (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-17 | Leroy Ellis | Mud gas isotope logging interpretive method in oil and gas drilling operations |
| CA2741763A1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-12-07 | Conocophillips Company | Detection and quantification of gas mixtures in subterranean formations |
| CA2898513A1 (en) * | 2015-07-27 | 2017-01-27 | Stephan HEATH | Methods, products, and systems relating to making, providing, and using nanocrystalline (nc) products comprising nanocrystalline cellulose (ncc), nanocrystalline (nc) polymers and/or nanocrystalline (nc) plastics or other nanocrystals of cellulose composites or structures, in combination with other materials |
| UY37069A (es) * | 2016-01-07 | 2017-06-30 | Ascus Biosciences Inc | Métodos para mejorar la producción de leche mediante la administración de consorcios microbianos |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2874565A (en) | 1955-12-06 | 1959-02-24 | Core Lab Inc | Porosimeter and method of measuring porosity |
| US5241859A (en) | 1990-06-29 | 1993-09-07 | Amoco Corporation | Finding and evaluating rock specimens having classes of fluid inclusions for oil and gas exploration |
| US5359194A (en) | 1992-05-01 | 1994-10-25 | Texaco Inc. | X-ray CT measurement of secondary (vugular) porosity in reservoir core material |
| US7976780B2 (en) * | 2005-08-15 | 2011-07-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for measuring isotopic characteristics |
-
2018
- 2018-07-26 US US16/046,095 patent/US11066929B2/en active Active
- 2018-08-15 CA CA3072873A patent/CA3072873A1/en active Pending
- 2018-08-15 WO PCT/US2018/000204 patent/WO2019035932A1/en unknown
- 2018-08-15 EP EP18766410.7A patent/EP3669216B1/en active Active
- 2018-08-15 CN CN201880060328.9A patent/CN111095032A/zh active Pending
-
2020
- 2020-02-09 SA SA520411286A patent/SA520411286B1/ar unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050256646A1 (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-17 | Leroy Ellis | Mud gas isotope logging interpretive method in oil and gas drilling operations |
| CA2741763A1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-12-07 | Conocophillips Company | Detection and quantification of gas mixtures in subterranean formations |
| CA2898513A1 (en) * | 2015-07-27 | 2017-01-27 | Stephan HEATH | Methods, products, and systems relating to making, providing, and using nanocrystalline (nc) products comprising nanocrystalline cellulose (ncc), nanocrystalline (nc) polymers and/or nanocrystalline (nc) plastics or other nanocrystals of cellulose composites or structures, in combination with other materials |
| UY37069A (es) * | 2016-01-07 | 2017-06-30 | Ascus Biosciences Inc | Métodos para mejorar la producción de leche mediante la administración de consorcios microbianos |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| M.W HITZMAN ET AL: "Routine staining of drill core to determine carbonate mineralogy and distinguish carbonate alteration textures", 《MINERALIUM DEPOSITA》 * |
| VAH I D TAVAKOLI ET AL: "Diagenetic controlled reservoir quality of South Pars gas field，an integrated approach", 《COMPTES RENDUS-GEOSCIENCE》 * |
| 黄永样，张光学主编: "《我国海域天然气水合物地质—地球物理特征及前景》", 30 April 2009, 地质出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111749685A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-09 | 承德石油高等专科学校 | 一种确定油气藏开采程度数据的方法和装置 |
| WO2023055398A1 (en) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Carbon and hydrogen isotope detection and report while drilling |
| US11796527B2 (en) | 2021-09-28 | 2023-10-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Carbon and hydrogen isotope detection and report while drilling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190055842A1 (en) | 2019-02-21 |
| EP3669216A1 (en) | 2020-06-24 |
| US11066929B2 (en) | 2021-07-20 |
| EP3669216B1 (en) | 2022-03-30 |
| SA520411286B1 (ar) | 2022-08-03 |
| CA3072873A1 (en) | 2019-02-21 |
| WO2019035932A1 (en) | 2019-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11066929B2 (en) | Identifying oil and gas reservoirs with oxygen isotopes | |
| Laubach | Practical approaches to identifying sealed and open fractures | |
| Baqués et al. | Fracture, dissolution, and cementation events in Ordovician carbonate reservoirs, Tarim Basin, NW China | |
| Wilkinson et al. | Hydrocarbon filling and leakage history of a deep geopressured sandstone, Fulmar Formation, United Kingdom North Sea | |
| Shafer | Recent advances in core analysis | |
| Smellie et al. | Explorative analysis of major components and isotopes. SDM-Site Forsmark | |
| Qiao et al. | Origin of giant Ordovician cavern reservoirs in the Halahatang oil field in the Tarim Basin, northwestern China | |
| Pinkett et al. | Innovative sidewall pressure coring technology improves reservoir insight in multiple applications | |
| Zhang et al. | Fluid Inclusion, Isotopic, and Elemental Geochemistry Studies of Cave-Filling Calcite in the Lower–Middle Ordovician Yingshan Formation of Tahe Oilfield, NW China: Implication for Karstification in Non-exposed Limestone | |
| Gál et al. | Using fluid inclusion salinity data to reduce uncertainty in petrophysical Sw calculation–new application of an old technique in unconventional reservoirs | |
| Mahon et al. | The thermal and cementation histories of a sandstone petroleum reservoir, Elk Hills, California: part 2: in situ oxygen and carbon isotopic results | |
| Nakano et al. | Working program for MIZ-1 borehole investigations | |
| Gieskes et al. | Borehole fluid chemistry of DSDP Holes 395A and 534A results from Operation Dianaut | |
| McPhee et al. | Preparation for special core analysis | |
| Byegård et al. | TRUE-1 Completion | |
| Watson | Evolution of magmatic volatiles during drilling into a magma body, Krafla Iceland. | |
| Plank et al. | 2. EXPLANATORY NOTES | |
| Krieger et al. | Rw, reserves and timing of oil charge in the Papuan Fold Belt | |
| Legg* et al. | Assessment of the petroleum generation potential of the neal shale in the black warrior basin, Alabama | |
| de Albuquerque | PETROPHYSICAL ANALYSIS OF CARBONATED WATER INJECTION EFFECTS ON LACUSTRINE CARBONATES OF MUPE MEMBER, LOWER PURBECK GROUP (UPPER JURASSIC), UK | |
| Corrêa | Structural diagenesis and spatial arrangement of fractures in carbonate rocks | |
| Ponomarev et al. | Possibilities of the combined use of microcomputed tomography and land geochemical surveys for increasing hydraulic fracturing efficiency | |
| Koperna | Core Analysis Report (Deliverable 6.1. a) | |
| Ota et al. | Working programme for MIU-4 borehole investigations | |
| Aguilar | XRF elemental and mineralogical analysis of core sample and well cuttings in granite wash area of Wheeler County, Texas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200501 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |