用于从储层收集并且保存芯层样品的方法和装置制造方法及图纸

本文提供了一种从储层收集和保存芯层样品的方法和装置。在一些实施方案中，提供了一种方法，包括使用岩石和流体采样工具从储层获得芯层样品并将芯层样品放置在填充有无氢流体的容器中，使得一部分无氢流体被芯层样品置换，并且芯层样品被浸没在无氢流体中。该方法还包括将气体转移到容器中以占据容器中的空间并通过容器端部上的盖密封容器。本文还提供了分析从储层收集到的芯层样品的方法以及岩石和流体采样工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从储层收集并且保存芯层样品的方法和装置
本公开的实施方案总体上涉及由地质岩层获得并分析芯层样品。更具体地说，本公开涉及用于在收集的芯层样品中保存原始孔隙流体和岩石性质，并能够对这些样品进行有效的成像的方法和系统。
技术介绍
可在岩石中钻井以获取储存在含烃地质岩层中的流体。这样的地质岩层可以被称为“储层”。存在多种技术用于确定这种储层中烃的存在及其储量。在一些情况下，可以在井的井眼中的井底收集岩石和流体的样品(称为“芯层样品”)并将其收回到地面以用于进一步分析。可以对芯层样品进行分析以量化储层中烃(例如，石油和天然气)的量和价值。芯层样品的分析也可能决定所确定的石油和天然气的生产速度并有助于确定提取石油和天然气的技术并最大限度地从储层中采收。然而，从储层获得未改变的芯层样品可能是具有挑战性的并且可能影响样品的准确分析以及随后的储层中的烃的定量。从储层获得芯层样品的现有技术可能会对样品中的岩石和流体施加压力，并导致岩石性质、流体性质或这两者发生变化。此外，通过现有技术获得的芯层样品可能具有不同于天然流体组成的流体组成，对于具有相对低渗透性的岩石的芯层样品尤其是如此。此外，对于如致密页岩气和致密页岩油之类的烃类而言，可能难以获得原始气体，并且来自此储层的芯层样品可能含有挥发性液体和随着样品在收回到地面时减压而膨胀的高度可压缩的气体，将进一步影响芯层样品的分析。
技术实现思路
本公开的实施方案总体上涉及用于收集一个或多个芯层样品并分析一个或多个芯层样品的方法和系统。在一些实施方案中，提供了这样一种方法，其包括使用插入到井眼的井底的岩石和流体采样工具，从储层获取一个或多个芯层样品，所述井眼从地面延伸至储层。该岩石和流体采样工具包括填充有无氢流体的容器。该方法还包括将该一个或多个芯层样品放置在该容器中，使得一部分无氢流体被一个或多个芯层样品置换，并且该一个或多个芯层样品被浸没在该无氢流体中。该容器还包括未被一个或多个芯层样品和无氢流体占据的空间。该方法还包括将气体转移到容器中以填充未占据的空间并通过容器端部上的盖密封容器。在一些实施方案中，通过盖密封容器产生在一定压力值下的加压容器。在一些实施方案中，压力值基本上等于储层的压力。在一些实施方案中，该方法包括从井眼的井底将具有密封容器的岩石和流体采样工具收回到地面。在一些实施方案中，该方法包括使用中子成像、X射线成像和核磁共振成像中的至少一种使加压容器中的一个或多个芯层样品中的至少一个成像。在一些实施方案中，使用岩石和流体采样工具从储层获得一个或多个芯层样品包括使用旋转取心装置从井眼的侧壁获得一个或多个芯层样品。在一些实施方案中，无氢流体是氟碳类流体。在一些实施方案中，气体包含氮气。在一些实施方案中，容器包括共晶金属组件。在一些实施方案中，该方法包括将岩石和流体采样工具插入井眼中。在一些实施方案中，该方法包括在将岩石和流体采样工具插入井眼之前，将无氢流体添加到容器中。在一些实施方案中，使用插入井眼中的岩石和流体采样工具从储层获得一个或多个芯层样品包括在井眼中的第一深度处获得第一芯层样品以及在井眼中的第二深度处获得第二芯层样品。在一些实施方案中，该方法包括去除一定量的气体、一定量的无氢流体或这两者。在一些实施方案中，该方法还包括将水溶液转移到容器中以替换去除量的气体、去除量的无氢流体或这两者。在一些实施方案中，该方法还包括使用中子成像和计算机断层(CT)成像中的至少一种对容器中的一个或多个芯层样品中的至少一个芯层样品进行成像。在一些实施方案中，该方法还包括确定进入至少一个芯层样品的水溶液的饱和度。在一些实施方案中，该方法包括去除一定量的气体、一定量的无氢流体或这两者。在一些实施方案中，该方法还包括将二氧化碳转移到容器中以替换去除量的气体、去除量的无氢流体或这两者。在一些实施方案中，该方法包括使用计算机断层(CT)成像对容器中的一个或多个芯层样品中的至少一个芯层样品进行成像。该方法还包括确定二氧化碳吸入至少一个芯层样品的情况。在一些实施方案中，该方法还包括确定二氧化碳与至少一个芯层样品的流体的交换情况。在一些实施方案中，该方法包括去除一定量的气体、一定量的无氢流体或这两者，并且将乙硼烷转移到容器中以替换去除量的气体、去除量的无氢流体或这两者。该方法还包括使用中子成像对容器中的一个或多个芯层样品中的至少一个芯层样品进行成像。在另一个实施方案中，提供了一种分析从储层收集的芯层样品的方法。该方法包括提供具有浸没在无氢流体中的一个或多个芯层样品的加压容器。该加压容器内有气体，并且在从储层收集一个或多个芯层样品后，所述加压容器密封在延伸到所述储层的井眼中的井底。该方法还包括将加压容器加热至一个温度值并且在一个或多个步骤中将加压容器的压力减小到大气压力。该一个或多个步骤包括释放一定量的气体、一定量的无氢流体或这两者以将加压容器的压力减小一定压力值并确定气体的释放量、无氢流体的释放量或这两者。该方法还包括在将加压容器的压力降低到大气压力之后，确定所释放的气体，无氢流体和烃的总量，并根据释放的气体、无氢流体和烃的总量计算原位烃值。在一些实施方案中，所述温度值基本上等于储层的温度。在一些实施方案中，所述压力值是第一压力值，并且该方法包括将加压容器加压到第二压力值，之后在一个或多个步骤中，将加压容器的压力减小到大气压力。在一些实施方案中，第二压力值基本上等于储层的压力。在一些实施方案中，提供了一种岩石和流体采样工具。该岩石和流体采样工具包括旋转侧壁取心装置和具有共晶金属组件的容器，该容器被构造成可容纳储层的一个或多个芯层样品。所述一个或多个芯层样品通过旋转侧壁取心装置由从地面延伸到储层的井眼的侧壁获得。岩石和流体采样工具还包括被构造成储存气体的罐以及将所述罐连接到所述容器的一个或多个阀门。在一些实施方案中，岩石和流体采样工具是钢丝绳岩石和流体采样工具。在一些实施方案中，提供了一种从井眼收集一个或多个芯层样品的方法。该方法包括将岩石和流体采样工具插入从地面延伸到储层的井眼中，并从井眼的侧壁提取芯层样品。该方法还包括将芯层样品放置在容器中，该容器包含密封该容器的无氢流体，将气体输送到容器中，并将容器收回到地面。在一些实施方案中，将岩石和流体采样工具插入井眼中包括将钢丝绳上的岩石和流体采样工具插入井眼中。附图简要说明基于以下描述、权利要求和附图，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。然而，应当注意的是，附图仅示出了本公开的几个实施方案，因此不认为其限制本公开的范围，因为它可以允许其他等效的实施方案。图1是根据本公开实施方案的用于收集一个或多个芯层样品以及保存原始孔隙流体和岩石性质的方法的框图；图2是根据本公开实施方案的从一个或多个芯层样品确定原位烃的方法的框图；图3是根据本公开实施方案确定收集的一个或多个芯层样品的水吸入情况的方法的框图；图4是根据本公开实施方案确定收集的一个或多个芯层样品的二氧化碳吸入情况的方法的框图；图5是根据本公开实施方案的采用岩石和流体采样工具的岩石和流体采样系统的框图；以及图6是根据本公开实施方案的岩石和流体采样工具的压力取心容器的框图。专利技术详述现在将在下文中参照示出本公开的实施方案的附图更全面地描述本公开。然而，本公开可以以许多不同的形式来体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种收集一个或多个芯层样品的方法，包括：使用插入到井眼的井底中的岩石和流体采样工具从储层获取一个或多个芯层样品，所述井眼从地面延伸到所述储层中，所述岩石和流体采样工具包括填充有无氢流体的容器；将所述一个或多个芯层样品放置在所述容器中，使得一部分所述无氢流体被所述一个或多个芯层样品置换，并且所述一个或多个芯层样品被浸没在所述无氢流体中，其中所述容器还包括未被所述一个或多个芯层样品和所述无氢流体占据的空间；将气体转移到所述容器中以填充未占据的空间；以及通过容器端部上的盖密封所述容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 US 62/235,1321.一种收集一个或多个芯层样品的方法，包括：使用插入到井眼的井底中的岩石和流体采样工具从储层获取一个或多个芯层样品，所述井眼从地面延伸到所述储层中，所述岩石和流体采样工具包括填充有无氢流体的容器；将所述一个或多个芯层样品放置在所述容器中，使得一部分所述无氢流体被所述一个或多个芯层样品置换，并且所述一个或多个芯层样品被浸没在所述无氢流体中，其中所述容器还包括未被所述一个或多个芯层样品和所述无氢流体占据的空间；将气体转移到所述容器中以填充未占据的空间；以及通过容器端部上的盖密封所述容器。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述通过盖密封容器产生在一定压力值下的加压容器。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述压力值基本上等于所述储层的压力。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，包括从所述井眼的井底将具有密封容器的所述岩石和流体采样工具收回到所述地面。5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，包括使用中子成像、X射线成像和核磁共振成像中的至少一种使所述加压容器中的一个或多个芯层样品中的至少一者成像。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中使用岩石和流体采样工具从所述储层获得一个或多个芯层样品包括使用旋转取心装置从所述井眼的侧壁获得一个或多个芯层样品。7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的方法，其中所述无氢流体包含氟碳类流体。8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其中所述气体包含氮气。9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的方法，其中所述容器包括共晶金属组件。10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的方法，包括将所述岩石和流体采样工具插入所述井眼中。11.根据权利要求10所述的方法，包括在将所述岩石和流体采样工具插入井眼之前将所述无氢流体添加到所述容器中。12.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的方法，包括：去除一定量的所述气体、一定量的所述无氢流体或这两者；将水溶液转移到所述容器中以替换去除量的所述气体、去除量的所述无氢流体或这两者；使用中子成像和计算机断层(CT)成像中的至少一种对所述容器中的所述一个或多个芯层样品的至少一个芯层样品进行成像。13.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12所述的方法，包括：去除一定量的所述气体、一定量的所述无氢流体或这两者；将二氧化碳转移到所述容器中以替换去除量的所述气体、去除量的所述无氢流体或这两者；使用计算机断层(CT)成像对所述容器中的所述一个或多个芯层样品的至少一个芯层样品进行成像。14.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13所述的方法，包括：去除一定量的所述气体、一定量的所述无氢流体或这两者；将乙硼烷转移到所述容器中以替换去除量的所述气体、去除量的所述无氢流体或这两者；使用中子成像对所述容器中的一个或多个芯层样品的至少一个芯层样品进行成像。15.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8...

【专利技术属性】
技术研发人员：古普塔·阿努伊，丹尼尔·T·格奥尔基，赫尔·凯瑟琳，
申请(专利权)人：阿拉姆科服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US