CN1280523C - 确定贮烃流体粘度的方法 - Google Patents
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Abstract
确定贮烃流体的粘度，所述贮烃流体存在于被钻孔贯穿的地层中，所述方法包括以下步骤：在地层中选择一个位置；在钻孔中将一个工具降低到该位置，所述工具包括一个具有入口的中心管道、置换通过中心管道的流体的设备、以及一个光学流体分析仪；在地层和中心管道入口之间形成专门的流体连通；得到光密度的谱图；计算第一个因子，该因子为在预先确定的短波长范围内最大光密度乘以短波长范围的长度，计算第二个因子，该因子为在谱图的同一短波长范围内的积分，从第一个因子中减去第二个因子从而得到烃油性质；以及通过关联由油性质得到原位粘度的值，而所述关联是作为油性质的函数拟合曲线(1)得到的，所述曲线(1)通过以前所得到的数据点(2、3、4、5)，这些数据点包括实际粘度的测量值。
Description
技术领域
本发明涉及确定贮烃流体粘度的方法。
背景技术
为了测量贮烃流体的粘度，在贮存压力和温度下对贮烃流体取样并进行分析。在书藉《石油地质工程文集》(Contributions in PetroleumGeology and Engineering)的第五卷，第三节：油和天然气的性质(Properties of Oils and Natural Gases)K.S.Pederson等，1989中给出了进行PVT分析的方法的简要描述。这种分析可以非常准确，但需要很长的时间来完成。
尽快知道贮烃流体的粘度是非常重要的，优选的是当油井钻好后即刻得知。因为这以后仍有可能考虑实际粘度而调节生产和地面设备的设计。
有一些分析工具，例如来自Schlumberger的模数动力学形成试验，来自Halliburton的重复动力学测试仪、以及来自Western Atlas的贮存特性仪，后者配有光学流体分析仪。这种分析仪使所要分析的流体在可见光和近红外光范围内通过吸收光谱而操作。所述分析仪测量在不同波长下的透射率(其为透射光能量与入射光能量的比)。所述分析仪的输出为光密度谱图(其为光密度log(1/透射率)，为波长的函数)。
可参考SPE Paper 39093，利用基于合成油的泥浆确定钻井中可生产烃类及油的质量(Determination of producible hydrocarbon typeand oil quality in wells drilled with synthetic oil-based muds)，M.N.Hashem等，1997。在该文章中公开了分析仪的输出与API重度之间以及分析仪的输出与气-油比之间的关联。
另外可参考的是SPE paper 63252，在电缆测井流体取样过程中通过光学分析确定烃的性质(Determination of hydrocarbon propertiesby optical analysis during wireline fluid sampling)，A.Van Dusen等，2000。该文章公开了分析仪的输出与某些PVT性质之间的关联，其中PVT为首字母的缩写，代表压力、体积和温度。按照其公开内容，密度、饱和压力、油压缩系数、地层体积因子和气-油比得到很好的关联，而利用其它PVT性质得到了较差的关联。
申请人惊奇地发现粘度和分析仪输出的特定组合之间有好的关联。
发明内容
按照本发明，提供了一种确定贮烃流体粘度的方法，所述贮烃流体存在于被钻孔贯穿的地层(formation layer)中，所述方法包括以下步骤：
a)在地层中选择一个位置；
b)在钻孔中将一个工具降低到该位置，所述工具包括一个具有入口的中心管道、置换通过中心管道的流体的设备、以及一个光学流体分析仪；
c)在地层和中心管道入口之间形成专门的流体连通；
d)得到光密度的谱图；
e)计算第一个因子，该因子为在预先确定的短波长范围内最大光密度乘以短波长范围的长度，计算第二个因子，该因子为在谱图的同一短波长范围内的积分，从第一个因子中减去第二个因子从而得到烃油性质；以及
f)通过关联由油性质得到原位粘度的值，而所述关联是作为油性质的函数拟合通过以前所得到的数据点的曲线得到的，这些数据点包括实际粘度的测量值。
适当地将步骤(e)中的差除以油峰的光密度从而得到原油性质。
附图说明
下面将参照附图通过实施例更详细地描述本方法，其中，
图1给出了y-轴上以厘泊为单位的粘度(在原位压力和温度下)作为x-轴上的为任意单位的烃油性质的函数；以及
图2给出了y-轴上以厘泊为单位的粘度(在原位压力和温度下)作为x-轴上的为任意单位的原油性质的函数。
具体实施方式
参照图1，我们以相反的顺序讨论本发明确定粘度的方法，其中我们最开始讨论经验关联是如何得到的。
图1所示的曲线1给出了拟合数据点2、3、4和5得到的经验关联，这些数据点由同一地理区域的贮油中取样得到。为了更清楚，并不是所有的数据点都标上了参考标记。
数据点按如下过程得到。首先在感兴趣的地层上钻井。然后将一个工具降低到该地层中一组位置中的第一个。所述工具包括一个具有入口的中心管道、置换通过中心管道的流体的设备、以及一个光学流体分析仪。在该位置将一个带有出口的探针延伸进入地层中，所述探针的出口与中心管道的入口直接流体连通，从而使地层和中心管道入口之间形成专门的流体连通。然后使地层流体进入流体接收器，并得到光密度的谱图。
然后计算第一个因子，该第一因子为在预先确定的短波长范围内最大光密度乘以短波长范围的长度。然后计算第二个因子，该第二因子为在谱图的同一短波长范围内的积分。此处预先确定的短波长范围为可见光范围。然后从第一个因子中减去第二个因子得到烃油性质即HOP。
然后对贮烃流体取样，并在实验室中在贮存条件下测量样品的粘度。测量结果给出图1中的数据点。
为了得到所有的数据点，在同一地理区域针对多个井收集并分析这些数据。
然后通过这些数据拟合曲线，令人惊奇地，这些数据拟合得相当精确。曲线1的方程为：粘度＝(2.164)exp(-0.15(HOP))，吻合度R2为0.91，其中
其中n为数据点的个数，(x1，...，xn)为一组油性质数据，x为平均油性质，(y1，...，yn)为一组粘度测量值，y为平均粘度。R2为相关系数的平方。
下面我们将讨论如何原位确定未知贮烃流体的粘度，所述贮烃流体存在于被钻孔贯穿的感兴趣的地层中。
首先将一个工具降低到该地层中一组位置中的第一个。所述工具包括一个具有入口的中心管道、置换通过中心管道的流体的设备、以及一个光学流体分析仪。在该位置将一个带有出口的探针延伸进入地层中，所述探针的出口与中心管道的入口直接流体连通，从而使地层和中心管道入口之间形成专门的流体连通。然后使地层流体进入中心管道，并得到谱图。
然后利用光密度的谱图计算烃油性质，并利用所述油性质通过经验关联得到所需要的粘度值。
适当应用原油性质，该值为烃油性质除以油峰的光密度。所述油峰为在波长约1700纳米处的光密度。
图2所示的曲线10给出了拟合数据点2、3、4和5得到的经验关联，这些数据点由同一地理区域的贮油中取样得到。曲线10的方程为：粘度＝(19.8)(COP)-1.4，吻合度R2为0.96。原油性质COP通过将烃油性质COP除以油峰的光密度来确定。
适当地，油峰的光密度通过从中减去基线光密度而校正。
当贮烃流体为所谓的重油即相当粘时，获得贮烃流体的代表性样品将会很难。为了获得具有代表性的样品，形成专门的流体连通的步骤进一步包括启动设置在探针附近的加热设备以加热地层流体。
适当地，将探针与一个组件中的封隔器(packer)垫相连，并且加热设备就设置在该封隔器垫中。另外可将加热设备设置在所述工具上。所述加热设备可以是产生微波、光波或红外波的设备。所述加热设备也可以是电加热器、化学加热器或核加热器。
当上述贯穿地层的钻孔没有加套管时，通过将探针延伸到地层中来形成专门的流体连通。当贯穿地层的钻孔加套管时，必须通过不同的方式来形成专门的流体连通。其中，在钻孔中将一个工具降低到所述位置的步骤现在包括如下内容，其中所述工具包括一个具有入口的中心管道、置换通过中心管道的流体的设备、以及一个光学流体分析仪：
1)在需要形成流体连通的位置形成穿透套管壁进入地层中的一组孔；
2)在钻孔中降低工具至孔处，所述工具进一步配有在中心管道入口的任一侧设置的上部和下部封隔器，其中中心管道在下部封隔器下方或上部封隔器上方打开，并且其中上部和下部封隔器之间的距离大于孔组的高度，并且其中形成专门流体连通的步骤包括设置封隔器从而使孔组跨在封隔器之间。
Claims (6)
1.一种确定贮烃流体粘度的方法，所述贮烃流体存在于被钻孔贯穿的地层中，所述方法包括以下步骤：
a)在地层中选择一个位置；
b)在钻孔中将一个工具降低到该位置，所述工具包括一个具有入口的中心管道、置换通过中心管道的流体的设备、以及一个光学流体分析仪；
c)在地层和中心管道入口之间形成专门的流体连通；
d)得到光密度的谱图；
e)计算第一个因子，该因子为在预先确定的短波长范围内最大光密度乘以短波长范围的长度，计算第二个因子，该因子为在谱图的同一短波长范围内的积分，从第一个因子中减去第二个因子从而得到烃油性质；以及
f)通过关联由油性质得到原位粘度的值，而所述关联是作为油性质的函数拟合通过以前所得到的数据点的曲线得到的，这些数据点包括实际粘度的测量值。
2.权利要求1的方法，其中将步骤e)中的差除以油峰的光密度从而得到原油性质。
3.权利要求2的方法，其中油峰的光密度通过从中减去基线光密度而进行校正。
4.权利要求1-3任一项的方法，其中在地层与中心管道入口之间形成专门的流体连通包括将一个具有出口的探针延伸入地层中，所述探针的出口与所述工具的中心管道的入口直接流体连通。
5.权利要求4的方法，其中形成专门的流体连通进一步包括启动设置在探针附近的加热设备以加热地层流体。
6.权利要求1-3任一项的方法，其中所述地层被一个套管钻孔贯穿，其中步骤b)包括：
b1)在需要形成连通的位置形成穿透套管壁进入地层中的一组孔；
b2)在钻孔中将所述工具降低至孔处，所述工具进一步配有在中心管道入口的任一侧设置的上部和下部封隔器，其中中心管道在下部封隔器下方或上部封隔器上方打开，并且其中在上部和下部封隔器之间的距离大于孔组的高度，并且其中步骤c)包括设置封隔器从而使孔组跨在封隔器之间。
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