用氧同位素鉴定油气储层制造技术

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。

Identification of oil and gas reservoirs by oxygen isotopes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用氧同位素鉴定油气储层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。
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(paleosoildevelopment)，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(InternationalAtomicEnergyAgency,IAEA)和美国地质勘探局(UnitedStatesGeologicalSurvey,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‰可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，所述方法包括：/n从在地质地层中形成的井眼接收多个碳酸盐样品；/n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；/n确定所述多个碳酸盐样品中的每一个的矿物组成；/n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；/n基于所述图鉴定一个或多个负氧同位素位移；/n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/n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。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170815 US 62/545,637;20180726 US 16/046,0951.一种方法，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢峰虎，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA