NL8401584A

NL8401584A - Testmethode naar de aanwezigheid van natuurlijke koolwaterstoffen onder in een boorgat.

Info

Publication number: NL8401584A
Application number: NL8401584A
Authority: NL
Original assignee: Nl Industries Inc
Priority date: 1983-07-06
Filing date: 1984-05-17
Publication date: 1985-02-01
Also published as: IE841256L; DE3418587A1; AU2791584A; IT1212099B; SE8402695L; SE8402695D0; ES533312A0; IT8421459A0; NO841846L; DK254584D0; IE55558B1; GB2142955A; GB8410205D0; GB2142955B; ES8505788A1; FR2556465A1; CA1221847A; US4609821A; BR8402408A; DK254584A

Description

P & c N 4413-4 Ned.M/EvF 4

Korte aanduiding: Testmethode naar de aanwezigheid van natuurlijke koolwaterstoffen onder in een boorgat.

De uitvinding heeft betrekking op het testen naar de aanwezigheid van natuurlijke koolwaterstoffen onder in een boorgat tijdens het boren van het boorgat.

Het is normale boorpraktijk, wanneer koolwaterstof houdende 5 lagen worden bereikt tijdens het boren van een boorput, de boorserie uit het boorgat terug te trekken en een keraboor omlaag te sturen in het boorgat om een kern van monstermateriaal te halen uit de bodem van de put voor een daarop volgende analyse. Dit:is echter een tijdrovende procedure en is zeer kostbaar wat betreft de verloren gegane boortijd.

. 10 Om te pogen te waarborgen dat deze procedure niet bij vergissing wordt uitgevoerd alvorens koolwaterstof houdende lagen bereikt zijn of dat een koolwaterstofreservoir niet wordt gemist door de kemboor te laat te gebruiken, is het daarom eveneens de praktijk om monsters te trekken uit rotsgruis , die omhoog gebracht worden uit de buurt van het booreinde 15 door de circulerende boorsuspensiestroom, en deze te onderzoeken in aanwezigheid van ultraviolet licht. De aromatische componenten van natuurlijke koolwaterstoffen fluoresceren sterk onder ultraviolet licht, d.w.z. zij absorberen lichtenergie bij een speciale golflengte en zenden lichtenergie uit bij een andere, langere golflengte, en aldus zal de 20 speciale aard van de fluorescentie van het monster aangeven aan een ervaren waarnemer of het rotsgruis natuurlijke koolwaterstoffen bevat en dus of de koolwaterstof houdende lagen zijn bereikt. In het geval van een positief resultaat van deze test, kan de boorserie worden teruggetrokken en kan de boorkem omlaaggaan in het boorgat teneinde dit resultaat te 25 bevestigen.

Bovenstaande procedures hebben bevredigend gewerkt bij het aanboren van olieputten onder gebruikmaking van conventionele op water gebaseerde boorsuspensies. Dergelijke boorsuspensies zijn echter vervangen in een aantal toepassingen door op olie gebaseerde boorsuspensies. De 30 voordelen van het gebruik van op olie gebaseerde boorsuspensies voor het boren van sterk afwijkende putten in een aantal velden zijn op ruime schaal erkend in de afgelopen jaren. Het is mogelijk peilgaten snel en zonder belangrijke problemen te boren omdat onder andere deze suspensies de wateraantrekking van leisteen voorkomen, stabiel zijn in de aanwezigheid 35 van zouten en bij hoge temperaturen^ en uitstekende smerende eigenschappen hebben. Naarmate diepere en meer problematische formaties worden onderzocht, 8401584 \ i - 2 - ε worden op olie gebaseerde emulsies eveneens in toenemende mate belangrijk bij het explorerende boren. Voorts een receptuur van op olie gebaseerde emulsies met laag giftgehalte en met op aromaten met weinig ringen gebaseerde oliën, in plaats van diesel zoals gebruikt bij conventionele 5 op olie gebaseerde emulsies, zijn ontwikkeld als reactie op regerings-richtlijnen aan de industrie over de giftigheid van afgiften aan de zee-omgeving vanaf buiten de kust opererende boorinstallaties.

Het gebruik echter van zowel dieseloliesuspensies als laag toxische oliesuspensies bieden moeilijkheden bij het betrouwbaar testen 10 op de aanwezigheid van natuurlijke koolwaterstoffen in hetmonstergruis onder ultraviolet licht onder gebruikmaking van de bestaande techniek.

De reden hiervoor is dat de oliebasis van de boorsuspensie eveneens aromatische componenten bevat, die fluoresceren onder ultraviolet licht.

Onder omstandigheden, die heersen onder in het boorgat, dringt, suspensiefiltraat 15 in-zekerèrinate de rotsmatrix binnen en zijn aanwezigheid brengt het opsporen van natuurlijke koolwaterstoffen door de conventionele methode in verwarring. Het mengsel van aromatische verbindingen aanwezig in natuurlijke koolwaterstoffen en boorsuspensies is complex, bevattende fluorescerende speciës in het ultraviolet en zichtbare delen van het 20 spectrum. Het is niet onwaarschijnlijk dat verstrooid en heruitgezonden licht, dat typerend zou worden uitgezonden in het ultraviolet bij geschikte verdunningen, eveneens visueel kan worden waargenomen. Aldus kan het voor een waarnemer onmogelijk zijn te onderscheiden tussen fluorescentie als gevolg van de aanwezigheid van de oliebasis van de boorsuspensie 25 alleen' in hetmonstergruis , en fluorescentie als gevolg van een combinatie, van de oliebasis en natuurlijke koolwaterstoffen. Dit is duidelijk in hoge mate onbevredigend aangezien het kan leiden tot een valse beoordeling, dat natuurlijke koolwaterstoffen zijn bespeurd, hetgeen resulteert in een aanzienlijk verlies van boortijd, wanneer de kernboor omlaag gedreven 30 wordt in het boorgat, of anderzijds kan betekenen dat een koolwaterstof-reservoir wordt gemist.

De uitvinding beoogt het ontwikkelen van een techniek voor het betrouwbaar testen op de aanwezigheid van natuurlijke koolwaterstoffen tijdens het boren met een op olie gebaseerde boorsuspensie.

35 Dienovereenkomstig verschaft de uitvinding een werkwijze voor . het testen naar de aanwezigheid van natuurlijke koolwaterstoffen onder in een boorgat tijdens het boren van het boorgat onder gebruikmaking van een' op olie gebaseerde booremulsie, waarbij een monster van vergruizeld 8401584 > * - 3 - rotsgesteente genomen wordt, omhooggebracht uit de buurt van het booreinde door de circulerende suspensiestroom,en het monster of een fluïdum bereid uit het monster geëxciteerd wordt met elektromagnetische straling van één of meer golflengten, terwijl de door het aangeslagen monster 5 of monsterpreparaat geabsorbeerde en/of uitgezonden straling wordt afgetast, waarbij de excitatie en/of emissiegolflengten tegen de intensiteit gemonitoord wordt en/of de emissiegolflengte gemonitoord wordt tegen de excitatiegolflengterv en bepaald wordt of het aldus verkregen profiel karakteristiek is voor alleen de boorsuspensie of voor 10 een combinatie van de suspensie en natuurlijke koolwaterstoffen.

Op deze wijze wordt een profielkarakteristiek van het monster verkregen, en dit kan worden vergeleken met profielen verkregen met monsters, die bekend staan dat ze natuurlijke koolwaterstoffen bevatten van het relevante type en/of met profielen verkregen met monsters, waar-15 van bekend is dat ze geen natuurlijke koolwaterstoffen bevatten. Op deze wijze is het mogelijk om snel en betrouwbaar monsters te onderscheiden, die natuurlijke koolwaterstoffen bevatten naast die van de boorsuspensie zonder dat het noodzakelijk is de verschillende fluorescerende species af te zonderen.

20 De exciterende straling kan ultraviolet licht zijn, maar dit is niet noodzakelijk. Voorts is de af getaste straling bij voorkeur die, welke wordt doorgelaten door het monster, indien het monster of monster-uittreksel transparant is (doorgelaten fluorescentie), anderzijds, indien het monster of monsteruittreksel opaque is, kan de afgetaste 25 straling die zijn, welke wordt gereflecteerd uit het monster of monsteruittreksel (gereflecteerde fluorescentie).

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt het monster of monsterpreparaat geëxciteerd met elektromagnetische straling zodanig dat de excitatie— en emissiegolflengte van het monster of monsterpreparaat 30 af getast worden met een vast golflengte interval uit elkaar, terwijl de excitatie— en/of emissiegolflengten gemonitoord worden tegen de intensiteit ter verkrijging van een karakteristiek profiel.

Een dergelijke methode is in het bijzonder gevoelig en betrouwbaar. Dit omdat de golflengteverschuiving tussen de excitatie en 35 emissiestraling een hoge signaal-ruisverhouding garandeert. Voorts is de beschreven techniek in hoge mate specifiek en eenvoudig in gebruik, vooral aangezien het niet noodzakelijk is het mengsel van oliën te scheiden in afzonderlijke fluorescerende species.

8401584 2 .* - 4 -

De uitvinding zal hieronder aan de hand van de figuren der bijgaande tekeningen nader worden toegelicht.

Fig. 1 is een grafiek van een emissiespectrum van een ruwe olie verkregen door een eerste werkwijze volgens de uitvinding? 5 fig. 2 is een grafiek van een synchroon geëxciteerd emissie spectrum van een ruwe olie verkregen door een tweede werkwijze volgens de uitvinding; fig, 3 is een grafiek van een synchroon geëxciteerd emissie-spectrum van een zuivere op olie gebaseerde suspensie met lage toxiciteit; 10 fig. 4 is een grafiek van een synchroon geëxciteerd emissie spectrum van een op olie gebaseerde emulsie met lage toxiciteit bevattende twee vol.% van een ruwe olie? fig. 5 is een grafiek van een synchroon geëxciteerd emissiespectrum van een gas-condensator? 15 fig. 6 is een vereenvoudigd blokschema van een inrichting, die kan worden gebruikt bij de tweede methode? fig. 7 en 8 tonen luminescentiepeilingen van emulsie reap, monstergruis als functie van de diepte? en fig. 9 'toont een driedimensionaal diagram en een contouren 20 kaartje van emissiespectra van een typerende olie.

EERSTE METHODE

In eeh eerste werkwijze volgens de uitvinding wordt het monster onderworpen aan zogenaamde conventionele spectroscopische technieken, 25 volgens welke de relatieve hoèveelheden lichtenergie uit een ultraviolette bron, die. worden geabsorbeerd en/of geëmitteerd bij diverse golflengten in het ultraviolet en zichtbare bereik worden gemeten door middel van een UV-absorptiespectrometer of een UV-fluorescentiespectrometer. De resulterende absorptie en emissiególflengte zijn uitgezet' tegen de intensiteit, zoals 30 bijvoorbeeld weergegevën in fig. 1, waarbij een grafiek van het emissiespectrum van eeh Noordzee ruwe olie, geëxciteerd bij 259 mm, wordt weergegeven. Echter zijn de emissieprofielen van mengsels van aromatische verbindingen, verkregen door een dergelijke methode, niets, bijzonders en'zijn dus van weinig directe diagnostische waarde.

35 Niettemin, indien de identiteit van het mengsel aan koolwater stoffen bekend is-, bijvoorbeeld indien bekend is, welke speciale ruwe olie men zal tegenkomen in het veld, wanneer een bepaalde put aangeboord wordt, is het mogelijk· deze methode te gebruiken om vast te stellen welk gedeelte van het koolwaterstofmengsel, aanwezig in het monster.gruis- , de 8401584 - 5 - ruwe olie is door vergelijking met resultaten verkregen voor een bereik van ruwe olie/olie-emulsiemengsels, bestudeerd in het laboratorium.

Wanneer we UV-absorptiespectroscopie gebruiken om deze methode te illustreren, kunnen wij het absorptievermogen A definiëren, onder 5 gebruikmaking van de wet van Beer Lambert als: A = log j = ecl waarin I = intensiteit van het doorgelaten licht 10 X = intensiteit van het invallende licht o e = molaire extinctiecoëfficiënt c = concentratie van fluorescerende speciës 1 = baanlengte van de cel.

Onder voorwaarde dat e en 1 bekend zijn, is het mogelijk 'te 15 schrijven: A = kc ' waarin k een constante.

Voor mengsels van koolwaterstoffen wordt het totale absorptievermogen A t gegeven door de som van het absorptievermogen van de 20 individuele componenten, zodat voor een mengsel van olie-emulsie/ruwe olie geldt:

A^ . » k.c , + k.C

tot 1 mud 2 oil 25 Aldus, indien metingen van het absorptievermogen bij twee verschillende golflengten worden gemaakt tezamen met een schatting van k, en L, kunnen de waarden van c , en c worden berekend. De constante 1 2 mud oil k kan worden bepaald door metingen te verrichten aan een serie oplossingen van oliesuspensie van bekende concentraties. Op soortgelijke wijze 30 kan de constante ^ worden verkregen uit oplossingen van ruwe olie. Een grafiek van absorptievermogen tegen concentratie is vereist, waarbij de helling van deze grafiek de geschikte waarden geeft van k^ en k^.

Alle monsters worden onderzocht als flulda. Rotsmonsters worden bereid door wassen (om de aan de buitenste oppervlakken hechtende, 35 op olie gebaseerde boorsuspensie te verwijderen), verbrijzelen (om de inhoud van het moedergesteente van de rots toegankelijk te maken voor het oplosmiddel) en het extraheren van het oplosmiddel (het krachtig schudden in een geschikt oplosmiddel, bijvoorbeeld dichloormethaan of 8401584 ? · - 6 - cyclohexaan om de inhoud van het moedergesteente te doen oplossen). Fluïdummonsters moeten voldoende verdund zijn om "artefacten” te vermijden, die veroorzaakt worden door concentratie, bijvoorbeeld energie-overdracht tussen aangrenzende fluorescerende species, die de verdeling 5 van emissiegolflengten veranderen, maar voldoende geconcentreerd om een achtergrondbijdrage van enige betekenis van het oplosmiddel te vermijden.

TWEEDE METHODE

In een tweede werkwij ze- volgens de uitvinding wordt het monster 10 onderworpen aan een zogenaamde synchrone aftastspectroscopie volgens welke, in plaats van dat een emissie/excitatiespectrum wordt afgetast bij een vaste excitatie/emissiegolflengte, zoals in de hierboven beschreven eerste methode, de excitatie- en emissiegolflengten gelijktijdig worden af getast met een vast golflengte-interval ertussen. Dit heeft het effect 15 vein het creëren van een klein spectraal "venster", waarin'de fluorescerende componenten van het mengsel successievelijk worden -aangestoten over het gehele golflengtebereik. De verbetering in het oplossend vermogen van gedetailleerde bijzonderheden in de emissiespectra opgewekt door deze techniek is spectaculair en kan worden geëxploiteerd ter ver-20 schaffing van een unieke "vingerafdruk" van aromatische mengsels. De ruwe olie, waarvan het emissieprofiel wordt geïllustreerd in fig. 1, wordt gekenmerkt door een synchroon aangestoten emissiespectrum in fig. 2.

Bij gebruik van deze.methode in het veld voor het vaststellen wanneer oliehoudende lagen bereikt zijn tijdens het boren, worden 25 rotshaksels of -gruis periodiek verzameld uit een "dubbeldekker-leisteen- schudmachine",waardoorheen de boorsuspensie, die zich door de boorpijp naar boven toe verplaatst heeft vanuit de buurt van het booreinde, geleid wordt alvorens· deze wederom in circulatie gebracht wordt. Gelijktijdig wordt een suspensiemonster verzameld uit de direct opwaartse stroom van 30 de leisteenschudmachine. Bij elke periodieke verzameling wordt een monster bereid uit het gruis op de wijze hierboven beschreven aan de hand van de eerste methode en naar keuze worden zowel het rotsmonster als het suspensiemonster' onderworpen aan hogedrukfiltrering of centrifugering voorafgaande aan een verdere verdunning in een geschikt oplosmiddel. Ver- 35 dunningspercentages variëren in overeenstemming met de hoeveelheid in het monster voorkomende aromatische verbindingen. In een typerend geval wordt ruwe olie verdund tot 1:10^, op olie gebaseerde suspensie met lage 4 3 toxiciteit tot 1:10 en rotsmonsters: tot 1:10 . Het rotsmonster, het suspensiemonster en een oplosmiddel-blanco laat men dan meelopen als een 8401584 ·. ‘4 - 7 - groep in de spectrometer/ en de resulterende emissieprofielen worden automatisch opgewekt door een kaart optekeninrichting. Visuele inspectie en vergelijking van deze profielen geeft op betrouwbare wijze aan, wanneer het verzamelde rotsgruis karakteristiek is voor olie-houdende 5 lagen, die bereikt zijn.

Door gebruikmaking van deze methode voor het kwantificeren van de aanwezigheid van een bekende ruwe olie in een suspensie/koolwaterstof-mengsel, in het belangrijkste gebied van interesse, d.w.z. in het bereik waar zowel de suspensie als de ruwe olie fluoresceren, wordt de 10 intensiteit I (λ* λ) bij bijzondere emissie- en excitatiegolflengte ,\ en X1 gegeven door: Ι(λ'λ) = Kcd Z CX*3 :-H -CX) (1) s x m 15 waarin K — een experimentele constante c - concentratie van het te analyseren materiaal d = baanlengte van de cel Εχ(λ’} = intensiteitsverdeling van het excitatiespectrum E (X) = intensiteitsverdeling van het emissiespectrum.

m 20 Vergelijking (1) kan worden vereenvoudigd tot

Ito* λ) * xc (2) s waarin x = K d E (1) x 25 Voor een suspensie/ruwe oliemengsel geldt νλ'λ) = Wu'xl + W α'λ1 (3>

Een bijzonder synchroon geëxciteerd emissiespectrum kan 30 worden gekenmerkt door zijn topwaarden. Bijvoorbeeld in het geval van het in fig. 1 weergegeven ruwe olie emissiespectrum, zijn er vier topwaarden van belang, die optreden bij 270/290 nm, 300/320 nm, 330/350 nm em 390/410 nm. In het geval van een suspensie/ruwe oliemengsel kan daarom de intensiteit bij een topwaarde 1 worden uitgedrukt 35 als volgt: Γ. = a. c ,. + b, c , (4) x x olxe i suspensxe 84 0 t 5 8 4 r * - 8 - waarin a^ = de evenredigheidsconstante van de ruwe olie bij golflengte ü .

b^ = de evenredigheidsconstante van de suspensie bij golflengte i 5 i = een gespecificeerde golflengte

Deze methode vereist de waardebepaling van a^ en b^ voor elke waarde:.'van i. Berekening van a en b vergt nauwkeurige metingen van de fluorescentieïntensiteit van oplossingen van suspensie en olie van 10 bekende concentraties. De waarden van I verkregen uit. de ruwe olie en suspensieoplossingen kunnen dan worden uitgezet op afzonderlijke grafieken. De waardsivan a^ kunnen worden verkregen uit de hellingen van de lijnen gaande uit de oplossingsgegevens van ruwe olie. De waarden van b^ kunnen worden verkregen uit de corresponderende gegevens van de 15 suspensieoplossingen. In alle gevallen dienen deze lijnen te gaan door nul. Voor dit type analyse moet de fluorescentie "vingerdruk" van de ruwe olie bekend zijn. Anderzijds is het noodzakelijk een "gemiddelde" ruwe olie te simuleren of gemiddelde waarden van a^ te verkrijgen,

De tweede methode kan ook worden gebruikt bij het exploratie-*· 20 boren, waar per definitie het voorkomen en de identiteit van natuurlijke .-.koolwaterstoffen onbekend is. In dit geval is het daarom belangrijker om te onderscheiden tussen de boorsuspensie en andere koolwaterstofmengsels dan een kwantitatieve schatting te geven van welke aanwezige ruwe olie dan ook. In deze context diene: dat conventionele spectroscopie ongeschikt 25 is, maar dat het synchrone aftasten het mogelijk maakt om van monsters ter plaatse van de put op snelle wijze "vingerafdrukken" te maken. Tijdens het boren van eeh put zullen de èmissiespectra van de suspensie en van het als monster fungerende gruis praktisch niet onderscheidbaar zijn bij afwezigheid van natuurlijke koolwaterstoffen. Bij aanwezigheid echter van 30 een ruwe olie zal het' gruisprofiel eeh verschuiving te zien geven ten opzichte van het'suspensieprofiel' naar die van de ruwe olie aanwezig in het moedergesteente van de rots. Het proces kan experimenteel gesimuleerd worden om de gevoeligheid van deze techniek.'te demonstreren. Figuren 3 en 4 illustreren het effect van het toevöegèn van twee vol.,% van Noordzee ,35 ruwe Olie aan eeh op Olie gebaseerde suspensie met lage toxiciteit, waarbij fig. 3 toont het'synchroon geëxciteerde emissiespectrum van de zuivere suspensie en fig. 4 het corresponderende spectrum van de suspensie, waaraan de ruwe'olie is· toegevoegd. De stijging in. luminescentie bij 330/350 nm en 390/410 nm veroorzaakt door de toevoeging van de ruwe olie 8401584 - 9- '· * en de verkleining van de relatieve intensiteit bij 270/290 nm is terstond duidelijk. Zolang als elke oppervlaktebehandeling van de suspensie, die haar luminescentieëigenschappen zou kunnen aantasten, nauwgezet wordt gemonitoord, zou het normaal mogelijk moeten zijn met deze methode kleine 5 leiveranderingen te detecteren in de emissieprofielen van gruis-, kernen andere ondergrondse monsters tijdens het exploratieboren, die toegeschreven kunnen worden aan natuurlijke koolwaterstoffen.

Het dient duidelijk te zijn dat de emissiegolflengte van aromatische verbindingen ongeveer evenredig toeneemt met het aantal 10 ringstructuren in het molecuul. In een typerend geval wordt het emissiespectrum van een olie, zoals dat van fig. 1, gekenmerkt door langere golflengtefluorescentie, hetgeen toe te schrijven is aan veelkernige aromaten, terwijl het emissiespectrum van een gascondensaat,· dat voornamelijk aromaten met een klein aantal ringen bevat, gekenmerkt wordt 15 door fluorescentie bij kortere golflengten, waarbij van een dergelijk spectrum in fig. 5 een voorbeeld gegeven wordt voor een Noordzee condensaat. Profielen van zowel een op dieselolie gebaseerde suspensie als een suspensie gebaseerd op een olie met lage toxiciteit leggen beslag op een tussenpositie tussen deze beide uitersten, ofschoon in 20 kwantitatieve 2lh dieselolie rijker is aan aromaten dan de basis-oliën gebruikt bij suspensies met lage toxiciteit.

De inrichting van fig, 6 kan worden gebruikt voor het analyseren van het synchroon geëxciteerde emissiespectrum van monster 1 bereid door het hierboven aan de hand van de eerste methode beschreven proces. De inrich-25 ting bevat een ultraviolet bron 2 voor het verschaffen van een bundel van gepulseerde straling voor het exciteren van het monster 1, een excitatiemonccJnDmator 3 en een emi ssiemonochmmator 4 voor het selecteren van de golflengte, waarbij absorptie en fluorescentie dienen te worden gemeten, een fotomultiplicator 5 voor het detecteren van de geëmitteerde 30 straling, een versterker 6 en een kaartregistratietoestel 7 of andere middelen voor het registreren van de profielen. In gebruik zorgt men er voor dat de excitatie— en emissiemonochromatoren 3 en 4, eventueel onder computerbeSturing, gelijktijdig aftasten met een vaste golflengte-stijging Δλ uit elkaar. De resulterende emissiegolflengten worden uitgezet 35 tegen de intensiteit door de kaartschrijver 7. Karakteristieke verschillen tussen synchrone excitatie/èmissiespectra van monsterraengsels kunnen optimaal gemaakt worden door de golflengtestijging tussen excitatie- en emissieaftastingen te variëren.

8401584 J- ~ - 10 -

Het is gebruikelijk voor boorparameters dat zij worden gepeild tegen de diepte voor na-evaluatie van de put. Om te maken dat de lumines-centieëigenschappen van de suspensie en monstergruis kunnen worden gepeild tegen diepte, is het noodzakelijk de gegevens te transformeren.

5 Een methode om dit te doen is de relatieve intensiteit te meten van de pieken in. elk profiel en deze waarden uit te drukken hetzij a) als een percentage van de totale luminescentie, of b) als een verhouding in relatie tot een speciale piek.

Fig. 7 toont een luminescentiepeiling van een suspensie en 10 fig. 8 toont een luminescentiepeiling van corresponderend monstergruis uit een Noordzeeput, waarbij beide peilingen de intensiteit tonen van de pieken zowel in het geval a) als percentages van de totale luminescentie, en in het geval b) als verhoudingstransformaties ten opzichte van een piek P2. 15 Deze peilingen stellen steenkunde en andere boorparameters in staat te worden gecorreleerd met het voorkomen van natuurlijke koolwaterstoffen zoals aangegeven door de hierboven beschreven synchrone aftast-methode.

Niettegenstaande hetgeen hierboven gezegd is, is het mogelijk 20 om kwantitatieve informatie te verkrijgen uit de hierboven beschreven synchrone aftastmethode door in de suspensie een markeermiddel te introduceren, dat buiten het'golflengtebereik fluoresceert, waarin de suspensie en' de natuurlijke koolwaterstoffen typerend fluoresceren.

Bij de golflengte,waarbij het markeermiddel fluoresceert zal zijn 25 fluorescentieintenstieit 1^ gegeven worden door: X = I . .« b c . (5) m suspensie m suspensie waarin b ' = evenredigheidsconstante voor het markeermiddel.

30

Onder gebruikmaking van deze betrekking en bovenstaande vergelijking (4) is het mogelijk te schrijven: ï., a.c ,. + ö ’ .

i _ i olie i suspensie (6) .35 I b c m m suspensie

Daardoor wordt de concentratie van ruwe olie gegeven door: 8401584 « ( % - Π - /b c . I. \ c τ. = - b. c , 1 / a. C7) olxe II l suspensie J x

5 DERDE METHODE

De tot dusverre beschreven methoden bemonsteren alleen het emissieoppervlak van een fluorescerend-mengsel. Wegens het subjectieve element, dat inbegrepen is in de keuze van excitatie- en emissiegolf-lengte en van golflengtestijgingen, is het mogelijk dat niet alle 10 bruikbare informatie over het emissieoppervlak wordt geopenbaard. In een verdere methode, die genoemd kan worden de totale luminescentie-spectroscopie, wordt daarom een emissiespectrum onderzocht bij een aantal vaste excitatiegolflengten en worden de resulterende emissieprofielen toegevoerd aan een computer, op het scheidingsvlak met de spectrometer, 15 welke de gegevenspunten opslaat en bewerkt voor het produceren van een voorstelling van relatieve intensiteit als functie van zowel excitatie-als emissiegolflengten. De resulterende voorstelling van het emissieoppervlak kan worden uitgezet hetzij als een drie-dimenslonaal diagram (fig. 9a) danwel als een contourenkaartje (fig. 9b). Set contourenkaartje 20 van het fluorescentieoppervlak openbaart het volle register van fluorescentielnformatie dat uit het monster verkrijgbaar is en iis daardoor de krachtigste diagnostiek van de hier beschreven methode.

Bij de hierboven beschreven methode wordt monsteronderzoek gedaan onder gebruikmaking van doorgelaten licht en dit vergt een oplos-25 middelextractie en verdunningsbehandeling om een transparant medium te verkrijgen. Echter kan reflectiefluorescentie eveneens worden gebruikt om onderscheid te maken tussen suspensies en natuurlijke koolwaterstoffen, ofschoon de karakteristieke pieken van de hoofdbestanddelen niet optreden bij dezelfde golflengten als die welke men verkrijgt bij gebruikmaking 30 van doorgelaten fluorescentie. Niettemin maakt reflectiefluorescentie het mogelijk opaque vloeistoffen te onderzoeken met behulp van oppervlakte-reflectie door het inbouwen in de spectrometer van een vóóroppervlak accessoir dat een hoek maakt met de lichtbron ter verkrijging van een optimale signaal-rüisverhouding.

35 8401584

Claims

1. Werkwijze voor het testen naar de aanwezigheid van natuurlijke koolwaterstoffen onder in een boorgat tijdens het boren van het boorgat onder gebruikmaking van een op olie gebaseerde booremulsie, waarbij een monster van rotsgruis genomen wordt,, omhoöggebracht uit de buurt van het 5 booreinde door de circulerende suspensiestroom, en het monster geëxciteerd wordt met elektromagnetische straling, met het kenmerk, dat de straling geabsorbeerd en/of geëmitteerd door het geëxciteerde monster, afgetast wordt, of een fluïdum uit het monster bereid wordt, waarbij de excitatie-en/of emissiegolflengten gemonitoord worden tegen intensiteit en/of de 10 emissiegolflengten gemonitoord worden tegen de excitatiegolflengte, terwijl men nagaat of het zo verkregen profiel'karakteristiek is voor alleen de booremulsie of voor een combinatie van de emulsie en natuurlijke koolwaterstoffen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 15 exciterende straling ultraviolet licht is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het i monster of monsterpreparaat geëxciteerd wordt met elektromagnetische straling zodanig dat de excitatie-' en emissiegolflengte van het monster of monsterpreparaat worden afgetast met een vast golflengtelnterval 20 ertussen, en waarbij de excitatie en/of emissiegolflengten gemonitoord worden tegen de intensiteit ter verkrijging van een karakteristiek profiel.

4. Werkwijze' volgens conclusie 1 of 2, met' het kenmerk, dat het monster of het monsterpreparaat wordt geëxciteerd met elektromagnetische straling van een vaste golflengte, en de resulterende excitatie- en/of 25 emissiegolflengte worden gemonitoord tegen intensiteit ter verkrijging van een karakteristiek profiel.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de concentratie van een' bekend natuurlijk koolwaterstof in het monster of monsterpreparaat wordt bepaald uit diens karakteristieke profiel en 30 uit constanten’verkregen uit profielen, die karakteristiek'zijn voor oplossingen' van boorsuspensie van bekende concentratie en uit profielen die karakteristiek zijn voor oplossingen van de bekende natuurlijke koolwaterstoffen van bekènde concentratie;

6. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het 35 monster of monsterpreparaat geëxciteerd wordt achtereenvolgens met elektromagnetische' straling bij een aantal verschillende excitatiegolf lengten, de door het monster of monsterpreparaat geëmitteerde 8401584 * I » V - 13 - straling wordt af getast bij elke excitatiegolflengte, en de emissiegolf-lengten grafisch worden uitgezet als functie van de intensiteit onder vorming van een reeks emissieprofielen, die op hun beurt grafisch uitgezet worden tegen de excitatiegolflengten onder vorming van een 5 karakteristiek driedimensionaal diagram.

7. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het monster of monsterpreparaat geëxciteerd wordt achtereenvolgens met elektromagnetische straling bij een aantal verschillende excitatiegolflengten, de door het monster of monsterpreparaat uitgezonden straling 10 wordt af getast bij elke excitatiegolflengte, en de emissie- en excitatiegolflengten grafisch worden uitgezet als een contourenkaartje, waarin de contouren punten verenigen van gelijke intensiteit op een grafiek van emissiegolflengte tegen excitatiegolflengte.

8. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat een monster 15 of monsterpreparaat wordt verkregen bij een aantal diepten binnen het boorgat, elk monster of monsterpreparaat afzonderlijk geëxciteerd wordt ter verkrijging van diens karakteristieke excitatie- of emissieprofiel, en de relatieve intensiteiten van de pieken binnen deze profielen gepeild worden tegen de diepte. 20

9. Werkwijze volgens conclusie 3 of 8, met het kenmerk, dat een markeermiddel, dat straling absorbeert of emitteert bij een bekende golflengte, wordt ingebouwd in de boorsuspensie, en de concentratie van een natuurlijke koolwaterstof in het monster of monsterpreparaat wordt bepaald uit het karakteristieke profiel en uit de intensiteit van de 25 geabsorbeerde of geëmitteerde straling, wanneer de suspensie wordt geëxciteerd bij de bekende golflengte. 30 8401584