使用太赫兹分析来测量源岩潜力制造技术

本公开描述了用于确定油气储层的地下区域中的源岩潜力的方法及系统。一种方法，包括：从在第一地下位置处附接到井身的现场太赫兹(THz)扫描器接收THz扫描图像，其中，井身延伸到油气储层的地下区域中；基于THz扫描图像识别第一地下位置中的源岩的成分；以及基于所识别的源岩的成分，确定第一地下位置处的源岩潜力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用太赫兹分析来测量源岩潜力优先权要求本申请要求于2017年12月22日递交的美国专利申请No.15/852,387的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
本公开涉及使用太赫兹分析来测量源岩潜力(sourcerockpotential)。
技术介绍
在油气生产行业中，源岩是指能够生成或已生成不固定的量的油气的岩石。源岩的潜力是指源岩可以产生的油气的量。如果一个区域具有含有用于生成和排出油气的足够量的有机物的源岩，则该区域可以被识别为储层。在储层的勘探和生产过程之前和期间对源岩潜力进行测量可以帮助确定储层的生产率、规划钻探和抽取作业、以及维持储层的生命周期。
技术实现思路
本公开描述了用于使用太赫兹分析来测量源岩潜力的方法及系统。一种用于确定油气储层的地下区域中的源岩潜力的方法，包括：从在第一地下位置处附接到井身的现场太赫兹(THz)扫描器接收THz扫描图像，其中，井身延伸到油气储层的地下区域中；基于THz扫描图像识别第一地下位置中的源岩的成分；以及基于所识别的源岩的成分，确定第一地下位置处的源岩潜力。本公开的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和说明书中阐述。通过说明书、附图和权利要求书，所述主题的其他特征、方面和优点将变得明显。附图说明图1是示出了根据实施方式的示例井系统的示意图。图2是根据实施方式的用于测量源岩潜力的示例现场太赫兹(THz)扫描器的框图。图3是示出了根据实施方式的现场THz扫描器的示例安装场景的示意图。图4A示出了根据实施方式的透射配置下的示例照射操作。图4B示出了根据实施方式的反射配置下的示例照射操作。图5A是示出了根据实施方式的针对不同样本的示例时域响应的示意图。图5B是示出了根据实施方式的针对不同样本的示例频率响应的示意图。图6是根据实施方式的用于提供与如本公开中描述的所述算法、方法、功能、处理、流程和过程相关联的计算功能的示例计算机系统的框图。图7是示出了根据实施方式的用于确定油气储层的地下区域中的源岩潜力的示例方法的流程图。图8是示出了根据实施方式的用于在油气储层的地下区域中对源岩样本进行扫描的示例性方法的流程图。各附图中相似的附图标记和标志指示相似的要素。具体实施方式本公开总体上描述了使用太赫兹(THz)分析来测量源岩潜力的方法及系统。可以通过识别和测量岩石中的分子来测量源岩潜力。分子具有特定的电子、振动和旋转能级，它们可以用来识别分子。THz照射使用范围从约0.3THz至约3THz的频率之内的电磁(EM)波。THz照射也可以被称为亚毫米照射、太赫兹波照射、极高频照射、T射线照射、T波照射、T光照射或T-lux照射。在一些情况下，THz照射可以用于识别和测量源岩中的分子并确定源岩潜力。例如，THz源可以激发分子(例如，存在于含油气的岩石中的分子)中的旋转能级。不同的化学化合物对THz照射具有不同的频谱响应。例如，诸如方解石之类的矿物在1THz处具有比其他碳酸盐矿物更高的反射率。THz照射可以穿入样本几毫米(mm)并给出岩心的图像。在一些情况下，THz扫描图像可以由多个强度值表示。每个强度值对应于THz扫描图像上的像素。通过为每个强度值指派色码或灰度码，可以渲染、打印或以其他方式输出THz扫描图像。在一些实施方式中，可以使用具有不同频率的THz波来扫描样本。由于具有不同频率的THz波可以穿透到样本的不同深度，因此每次扫描可以生成与样本的相应深度相对应的2D图像。这些图像可以被堆叠在一起，以提供关于样本的不同深度(根据频率和样本的性质，有时可达2mm)的信息。因此，这些图像可以被称为2.5D图像。可以对测量结果进行分析，并且将其用作油气潜力和成熟度的计量指标。在一些情况下，可以通过连续的岩心扫描对大的区域(例如，几平方英尺)进行成像。在一些情况下，替代从井中提取样本并在实验室中分析样本，可以将THz设备小型化并且放置在井眼中以进行现场测量。现场THz设备可以附接到井身的外部，井身向下延伸到储层的地下区域。现场THz设备也可以称为现场THz扫描器或现场THz扫描设备。现场THz设备可以包括一个或多个低占位面积(low-foot-print)的THz发射器和接收器，它们使用诸如硅锗(SiGe)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)之类的半导体成分构造而成。通过使用这些半导体成分，现场THz设备可以承受井眼的高温作业环境。图1至图8和相关联的描述提供这些实施方式的附加细节。使用现场THz设备在井眼中执行测量可以提供一个或多个优点。例如，可以实时处理测量结果，以向现场的作业人员提供对源岩潜力的评估，从而减少周转时间并提高效率。另外，现场THz设备可以更易于运输和安装，因此减少了由于运输和在现场维护笨重的THz设备而产生的作业费用。而且，在一些情况下，井眼可以在地下区域中延伸很长的距离。在这些或其他情况下，可以将多个现场THz设备放置在井眼的不同位置。通过接收和分析这些不同的现场THz设备的图像，可以确定每一个相应位置处的源岩潜力。此外，在井下执行THz扫描可以实现对大的图像区域扫描，并防止由于降压而造成样本损坏。其他优点对于本领域普通技术人员将是明显的。图1是示出了根据实施方式的示例井系统100的示意图。示例井系统100可以使用现场THz设备来生成针对在地下位置处的井身周围的岩样的THz扫描图像。示例井系统100包括在地层表面110下方延伸的井身114。井身114包括部116，部116延伸到储层的地下区域中的源岩区域120中。在一些情况下，如图1所示，井身部116可以水平定位。例如，井身部116可以平行于地层表面110的地平线定位。在一些情况下，井身部116可以延伸几千米。井系统100还包括附接到井身114的现场THz扫描器132和134。现场THz扫描器132和134可以生成THz波、照射THz波并生成THz扫描图像。现场THz扫描器132和134可以将THz扫描图像发送到主设备136以进行分析。在一些实施方式中，可以将一个现场THz扫描器附接到每个井身。备选地或组合地，可以将多于一个的现场THz扫描器附接到每个井身。例如，如图1所示，现场THz扫描器132和134附接到井身部116的不同位置(分别为位置122和124)。因此，现场THz扫描器132和134中的每一个都可以发送针对在各自的位置处的岩石的THz扫描图像。在一些情况下，现场THz扫描器132和134可以发送相应现场THz扫描器的标识和由相应现场THz扫描器生成的THz扫描图像。该方法可以帮助主设备136识别在不同地下位置处生成的THz扫描图像，并且确定每个地下位置处的源岩潜力。图2至图8和相关联的描述提供现场THz扫描器的操作的附加细节。井系统100还包括主设备136。主设备136表示计算设备，该计算设备被配置为从现场THz扫描器132和134接收THz扫描图像，并且分析THz扫描图像以分别确定在地下位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定油气储层的地下区域中的源岩潜力的方法，包括：/n从在第一地下位置处附接到井身的现场太赫兹THz扫描器接收THz扫描图像，其中，所述井身延伸到所述油气储层的所述地下区域中；/n基于所述THz扫描图像识别所述第一地下位置中的源岩的成分；以及/n基于所识别的所述源岩的成分，确定所述第一地下位置处的所述源岩潜力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171222 US 15/852,3871.一种用于确定油气储层的地下区域中的源岩潜力的方法，包括：
从在第一地下位置处附接到井身的现场太赫兹THz扫描器接收THz扫描图像，其中，所述井身延伸到所述油气储层的所述地下区域中；
基于所述THz扫描图像识别所述第一地下位置中的源岩的成分；以及
基于所识别的所述源岩的成分，确定所述第一地下位置处的所述源岩潜力。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述现场THz扫描器包括在所述第一地下位置处附接到所述井身的THz发射器。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述THz发射器包括使用宽带隙半导体WBGS构造的场效应晶体管。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述现场THz扫描器包括在所述第一地下位置处附接到所述井身的THz接收器。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述THz接收器包括使用双极互补金属氧化物半导体BiCMOS构造的传感器。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在所述第一地下位置处照射THz波来生成所述THz扫描图像。


7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从第二现场THz扫描器接收第二THz扫描图像，所述第二现场THz扫描器在所述第一地下位置处附接到所述井身；以及
基于所述第二THz扫描图像确定所述第二地下位置处的所述源岩潜力。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一地下位置和所述第二地下位置都位于所述井身的水平部分上。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，识别源岩的成分包括：
基于所述THz图像确定所述成分的时域响应或频域响应中的至少一个；
将所述时域响应或所述频域响应中的所述至少一个与已知成分的时域特征或频域特征进行比较；以及
基于所述比较来识别所述成分。


10.根据权利要求1所述的方法，还包括：接收发送所述THz扫描图像的所述现场TH...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·丘陶克，
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