Содержание асфальтенов в тяжелой нефти

Группа изобретений относится к способам определения содержания асфальтенов в подземном пласте. Способ включает: перемещение скважинного инструмента в стволе скважины, проходящей в подземном пласте, причем подземный пласт содержит флюид различной вязкости; извлечение флюида в скважинный инструмент и измерение интенсивности флуоресценции; оценку содержания асфальтенов в извлеченном флюиде на основании измеренной интенсивности флуоресценции, причем отношение интенсивности флуоресценции к содержанию асфальтенов не является линейным и определяется, например, по следующей формуле: , где Iƒ представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции; α представляет собой параметр подгонки; β' представляет собой параметр, определяемый как (8RTτ0)/3; R представляет собой универсальную газовую постоянную; Т представляет собой температуру извлеченного флюида; τ0 представляет собой собственное время жизни флуоресценции; η представляет собой вязкость; [А] представляет собой содержание асфальтенов. Технический результат заключается в повышении точности определения содержания асфальтена в нефтяном пласте. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Для пластов, содержащих тяжелую нефть (например, углеводороды с вязкостью выше около 1500 сП при пластовой температуре и/или с содержанием асфальтенов выше около 2% по массе), иногда характерны градиенты состава. Там, где такие пласты являются мощными (например, такие, которые простираются на глубину более чем 20 метров), эффект градиентов состава может быть усилен. Например, градиенты состава могут вызвать изменения в вязкости, температуре, содержании асфальтенов, интенсивности флуоресценции и/или других параметрах, таких как функция глубины, изменения едва ли не на несколько порядков величин. Таким образом, может быть выполнен анализ скважинного флюида (DFA) с использованием оптической спектроскопии. Тем не менее, рассеяние, вызванное водной эмульсией, которая может влиять на оптическое поглощение, может осложнить оптическую спектрометрию тяжелых видов нефти. В результате конечные продукты DFA, которые доступны для обычных видов нефти, могут быть не доступны для тяжелых видов нефти.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0002] Суть настоящего изобретения понятна наилучшим образом из следующего подробного описания с использованием ссылок на прилагаемые чертежи. Следует подчеркнуть, что, в соответствии со стандартной практикой в отрасли, различные характеристики отображаются не в соответствии с масштабом. На самом деле, размеры различных характеристик могут быть произвольно увеличены или уменьшены в целях ясности описания.

[0003] Фиг. 1 иллюстрирует схематическое изображение устройства в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения.

[0004] Фиг. 2 иллюстрирует схематическое изображение устройства в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения.

[0005] Фиг. 3 иллюстрирует схематическое изображение устройства в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения.

[0006] Фиг. 4 иллюстрирует схематическое изображение устройства в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения.

[0007] Фиг. 5 иллюстрирует блок-схему по меньшей мере части способа в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения.

[0008] Фиг. 6 иллюстрирует схематическое изображение устройства в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0009] Следует понимать, что нижеследующее описание предлагает множество различных вариантов изобретения или примеров для реализации различных аспектов разнообразных вариантов изобретения. С целью упрощения описания настоящего изобретения ниже приводятся конкретные примеры элементов и комбинаций, которые, естественно, являются просто примерами и не являются исчерпывающими. Кроме того, в настоящем изобретении могут повторяться позиционные цифровые и/или буквенные обозначения в различных примерах. Такое повторение используется в целях простоты и ясности и, само по себе, не обозначает наличия взаимосвязи между различными рассматриваемыми вариантами и/или конфигурациями изобретения за исключением случаев, когда имеется прямое указание на такую связь.

[0010] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение проиллюстрированной типовой системы буровой площадки в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения. Буровая площадка, которая может быть расположена в береговой зоне или в море, состоит из инструмента, спускаемого в скважину на тросе (тросовый инструмент) 100, выполненного с возможностью захвата части боковой стенки скважины 102, проникающей в подземный пласт 130.

[0011] Тросовый инструмент 100 может быть подвешен в скважине 102 с нижнего конца многожильного кабеля 104, который может быть намотан на лебедку (не показана) на земной поверхности. На поверхности кабель 104 может быть коммуникативно соединен с системой электроники и обработки 106. Система электроники и обработки 106 может содержать регулятор с интерфейсом, выполненным с возможностью приема команд от оператора с поверхности. В некоторых случаях система электроники и обработки 106 может дополнительно содержать процессор, выполненный с возможностью выполнения одного или более аспектов способов, описанных в данном документе.

[0012] Тросовый инструмент 100 может содержать модуль телеметрии 110, модуль испытания пласта 114 и модуль носителя пробы 126. Несмотря на то, что модуль телеметрии 110 проиллюстрирован так, будто используется отдельно от модуля испытания пласта 114, модуль телеметрии 110 может быть внедрен в модуль испытания пласта 114. Тросовый инструмент 100 может также содержать дополнительные компоненты в различных местах, например модуль 108 над модулем телеметрии 110 и/или модуль 128 под модулем носителя пробы 126, которые могут иметь различную функциональность в пределах объема настоящего изобретения.

[0013] Модуль испытания пласта 114 может содержать селективно выдвижной зонд в сборе 116 и селективно выдвижной анкерный элемент 118, которые соответственно расположены на противоположных сторонах. Зонд в сборе 116 может быть выполнен с возможностью селективной герметизации или изоляции выбранных частей боковой стенки скважины 102. Например, зонд в сборе 116 может содержать уплотнительную подушку, которая может быть герметизирующим образом прижата к боковой стенке скважины 102, чтобы предотвратить любое движение флюида в пласт или из пласта 130 кроме движения через зонд в сборе 116. Таким образом, зонд в сборе 116 может быть выполнен с возможностью жидкостного соединения насоса 121 и/или других компонентов испытателя пласта 114 с соседним пластом 130. Соответственно испытатель пласта 114 может быть применен для получения проб флюида из пласта 130 путем извлечения флюида из пласта 130 с применением насоса 131. В дальнейшем проба флюида может быть извлечена через порт (не показан) в скважину 102 или проба может быть направлена в одну или более камер сбора флюида, расположенных в модуле носителя пробы 126. В свою очередь, камеры сбора флюида могут принимать и удерживать пластовый флюид для последующего испытания на поверхности или в испытательной установке.

[0014] Испытатель пласта 114 также может быть использован для введения флюида в пласт 130 путем, например, перекачки флюида из одной или более камер сбора флюида, расположенных в модуле носителя пробы 126, с применением насоса 121. Такой флюид может быть перемещен из одной или более камер сбора флюида с применением гидростатического давления из скважины 102 к скользящему поршню, расположенному в камере сбора, в дополнение к применению насоса 121 или вместо него. Несмотря на то, что тросовый инструмент 100 проиллюстрирован так, будто содержит только один насос 121, он может также содержать несколько насосов. Насос 121 и/или другие насосы тросового инструмента 100 могут также содержать насос с реверсивным потоком, выполненным с возможностью перекачки в двух направлениях (например, в пласт и из пласта 130, в сборную камеру(камеры) модуля носителя пробы 126 и из нее, и т.д.).

[0015] Зонд в сборе 116 может содержать один или более датчиков 122, прилегающих к порту зонда в сборе 116, в ряде мест. Датчики 122 могут быть выполнены с возможностью определения петрофизических параметров в части пласта 130 поблизости к зонду в сборе 116. Например, датчики 122 могут быть выполнены с возможностью определения или измерения одного или более из удельного электрического сопротивления, диэлектрической постоянной, времени релаксации магнитного резонанса, ядерного излучения и/или их комбинаций, несмотря на то, что другие типы датчиков также входят в объем настоящего изобретения.

[0016] Испытатель пласта 114 может также содержать флюидный сенсорный блок 120, через который полученные пробы флюида могут протекать для измерения свойств и/или композиционных данных в отобранных флюидах. Например, флюидный сенсорный блок 120 может содержать один или более флуоресцентных датчиков, оптических анализаторов флюидов, датчиков плотности и/или вязкости, и/или датчиков давления, и/или датчиков температуры, наряду с некоторыми другими. Флюидный сенсорный блок 120 и/или его компоненты могут быть по сути подобными или идентичными блоку датчиков 400, проиллюстрированному на Фиг. 4 и описанному ниже.

[0017] Модуль телеметрии 110 может содержать скважинную систему управления 112, коммуникативно соединенную с системой электроники и обработки 106. Система электроники и обработки 106 и/или скважинная система управления 112 может быть выполнена с возможностью управления зондом в сборе 116 и/или извлечения проб флюида из пласта 130, например, благодаря скорости откачки насоса 221. Система электроники и обработки 106 и/или скважинная система управления 112 может быть дополнительно выполнена с возможностью анализа и/или обработки данных, полученных от датчиков, расположенных во флюидном сенсорном блоке 120, и/или датчиков 122 хранения измерений или обработанных данных и/или передачи измерений или обработанных данных на поверхность или другие компоненты для последующего анализа.

[0018] Фиг. 2 и 3 представляют собой схематические изображения другой типовой системы буровой площадки в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения. Буровая площадка может быть расположена в береговой зоне (как показано) или в море. Система может содержать одно или более устройств для отбора проб при бурении 220, 220A, которые могут быть выполнены с возможностью герметизации части боковой стенки скважины 211 при прохождении через подземный пласт 202. Скважина 211 может быть пробурена через подземные пласты с применением вращательного бурения таким образом, который хорошо известен в данной области техники. Тем не менее, настоящее изобретение также предусматривает другие примеры, используемые в связи с устройством и способами наклонно-направленного бурения.

[0019] Бурильная колонна 212, подвешенная внутри ствола скважины 211, может содержать забойную компоновку бурильной колонны (ВНА) 200 вблизи своего нижнего конца. BHA 200 может содержать буровое долото 205 на своем нижнем конце. Тем не менее, буровое долото 205 может быть опущено в некоторых операциях таким образом, чтобы забойная компоновка бурильной колонны 200 могла бы перемещаться через систему трубопроводов или трубу. Поверхностная часть системы буровой площадки может содержать платформу и компоновку вышки 210, расположенные над буровой скважиной 211, компоновку 210, которая содержит ротор буровой установки 216, ведущую буровую штангу 217, крюк 218 и вертлюг для обсадной колонны 219. Бурильная колонна 212 может вращаться с помощью ротора буровой установки 216, который, в свою очередь, управляется с помощью хорошо известных средств, которые не проиллюстрированы на чертеже. Ротор буровой установки 216 может задействовать ведущую буровую штангу 217 на верхнем конце бурильной колонны 212. Как известно, в альтернативном варианте бурильная система верхнего привода (не показана) может быть применена вместо ведущей буровой штанги 217 и ротора буровой установки 216 для вращения буровой колонны 212 от поверхности. Бурильная колонна 212 может быть подвешена на крюк 218. Крюк 218 может быть прикреплен к талевому блоку (не показан) с помощью ведущей буровой штанги 217 и вертлюга для обсадной колонны 219, которые могут позволить вращение бурильной колонны 212 по отношению к крюку 218.

[0020] Поверхностная система может содержать буровой раствор (или промывочную жидкость) 226, который хранится в резервуаре или баке для бурового раствора 227, организованном на буровой площадке. Насос 229 может подавать буровой раствор 226 к внутренней части бурильной колонны 212 через порт в вертлюге 219 через одну или более обсадных труб 220, в результате чего буровой раствор 226 течет вниз через бурильную колонну 212, как указано стрелкой направления 208. Буровой раствор 226 может выходить из бурильной колонны 212 через промывочные каналы, сопла или гидромониторные насадки в буровом долоте 205, а затем может циркулировать вверх через кольцевое пространство между внешней поверхностью бурильной колонны и боковой стенкой ствола скважины, как указано стрелками направления 209. Буровой раствор 226 может смазывать буровое долото 205 и может выносить обломки выбуренной горной породы на поверхность, после чего буровой раствор 226 может быть очищен и возвращен в бак для бурового раствора 227 для рециркуляции.

[0021] Забойная компоновка бурильной колонны (ВНА) 200 может содержать модуль проведения каротажа в процессе бурения (LWD) 220, выполненный с возможностью выполнения операций отбора проб в процессе бурения, а также модуль для скважинных измерений в процессе бурения (MWD) 230 и роторно-управляемую систему для наклонно-направленного бурения, и двигатель с гидравлическим управлением, вместе обозначенные на схеме позиционным обозначением 250. BHA 200 может также содержать буровое долото 205. Модуль LWD 220 может быть размещен в специальном типе утяжеленной бурильной трубы, которая известна в данной области техники, и может содержать множество известных и/или освоенных в будущем видов каротажных приборов и/или приборов для отбора проб. Кроме того, следует понимать, что может быть применено более одного модуля LWD, например, как представлено на 220А (везде обозначает, что модуль в положении модуля LWD 220 может также в альтернативном варианте означать модуль в положении модуля LWD 220A). Модуль LWD 220 может содержать средства для измерения, обработки и хранения информации, а также для сообщения с модулем MWD 230. Например, модуль LWD 220 может содержать один или более процессоров и/или других регуляторов, выполненных с возможностью реализации одного или более аспектов способов, описанных в данном документе. Модуль LWD 220 может также содержать одно или более устройств для испытания в процессе бурения, такие как или аналогичные блоку датчиков 400, который проиллюстрирован на Фиг. 4 и описан ниже.

[0022] Модуль MWD 230 также может быть размещен в специальном типе утяжеленной бурильной трубы, которая известна в данной области техники, и может содержать одно или более устройств для измерения характеристик бурильной колонны 212 и/или бурового долота 205. Модуль MWD 230 может дополнительно содержать устройство (не показано) выработки электрической энергии для скважинного участка системы буровой площадки. Такое устройство может содержать турбогенератор, питаемый потоком бурового раствора 226, хотя также или в качестве альтернативного варианта могут применяться другие системы электрического и/или батарейного питания. Модуль MWD 230 может содержать один или более из следующих типов измерительных устройств: устройство измерения осевой нагрузки на долото, устройство измерения крутящего момента, виброметр, устройство для измерения удара, устройство измерения неравномерного вращения, устройство определения направления и устройство определения угла наклона. Модуль MWD 230 может дополнительно содержать датчик давления в кольцевом пространстве и/или датчик естественного гамма-излучения. Модуль MWD 230 может содержать средства для измерения, обработки и хранения информации, а также для сообщения с блоком каротажа и управления 260, функциональные возможности которого могут быть схожими с функциональными возможностями системы электроники и обработки 106, проиллюстрированной на Фиг. 1. Например, модуль 230 MWD и блок каротажа и управления 260 могут передавать информацию (на борт и/или с борта) с помощью телеметрии по гидроимпульсному каналу связи (MPT) и/или телеметрии сигналопроводящих бурильных труб (WDP). Блок каротажа и управления 260 может содержать регулятор с интерфейсом, который выполнен с возможностью приема команд от оператора поверхности. Таким образом, команды могут быть отправлены на один или более компонентов BHA 200, например, на модуль LWD 220, наряду с некоторыми другими.

[0023] Как показано в упрощенном примере, проиллюстрированном на Фиг. 3, модуль LWD 220 может содержать стабилизатор с одной или более лопастями 323, которые выполнены с возможностью захвата боковой стенки ствола скважины 211. Модуль LWD 220 может также содержать один или несколько запасных поршней 381, которые выполнены с возможностью содействия для приложения усилия, чтобы подтолкнуть и/или переместить модуль LWD 220 напротив боковой стенки. Зонд в сборе 306 может выступать или возможно выдвигаться (например, механически и/или гидравлически) из лопасти стабилизатора 323 модуля LWD 220. Зонд в сборе 306 может быть выполнен с возможностью селективной герметизации или изоляции части боковой стенки ствола скважины 211, например, с возможностью жидкостного соединения с соседней частью пласта 202. Уплотнительная подушка зонда в сборе 306, по сути, может быть выполнена с возможностью предотвращения любого движения флюида 321 из пласта 202, кроме движения через зонд в сборе 306, например, для жидкостного соединения насоса 375 и/или других компонентов модуля LWD 220 с соседним пластом 202. После жидкостного соединения зонда в сборе 306 с соседним пластом 202 могут быть выполнены различные измерения в соседней части пласта 202 и/или измерения флюида в нем.

[0024] Насос 375 может быть выполнен с возможностью извлечения пластового флюида 321 из пласта 202 в модуль LWD 220 через зонд в сборе 306. После этого флюид может быть вытеснен через порт в ствол скважины 211 или он может быть направлен в одну или более камер сбора флюида, расположенных в модуле носителя пробы 392, который может принимать и удерживать пластовый флюид для последующего испытания на другом компоненте, поверхности или испытательной установке. Модуль носителя пробы 392 может быть расположен под (как проиллюстрировано на Фиг. 3) или над той частью модуля LWD 220, которая содержит насос 375. В то время как модуль LWD 220 изображен так, будто содержит только один насос 375, он может также содержать несколько насосов. Насос 375 и/или другие насосы модуля LWD 220 также содержат насос с реверсивным потоком, выполненный с возможностью перекачки в двух направлениях (например, в пласт и из пласта 202, в сборную камеру(камеры) модуля носителя пробы 392 и из нее, и т.д.).

[0025] Модуль LWD 220 может также содержать один или более датчиков 330, расположенных в лопасти стабилизатора 323, прилегающей к порту зонда в сборе 306. Датчики 330 могут быть применены для определения одного или более петрофизических параметров соседней части пласта 202. Например, датчики 330 могут быть выполнены с возможностью измерения удельного электрического сопротивления, диэлектрической постоянной, времени релаксации магнитного резонанса, ядерного излучения и/или их комбинаций, наряду с некоторыми другими.

[0026] Модуль LWD 220 может также содержать флюидный сенсорный блок 370, через который полученный пластовый флюид может протекать для измерения свойств и/или композиционных данных в извлеченном флюиде. Например, флюидный сенсорный блок 370 может содержать один или более флуоресцентных датчиков, оптических анализаторов флюидов, датчиков плотности и/или вязкости, и/или датчиков давления, и/или датчиков температуры, наряду с некоторыми другими. Флюидный сенсорный блок 370 и/или его компоненты могут быть, по сути, подобными или идентичными блоку датчиков 400, проиллюстрированному на Фиг. 4 и описанному ниже.

[0027] Модуль LWD 220 может по меньшей мере частично контролироваться его системой управления 380. Например, система управления 380 может быть выполнена с возможностью управления извлечения проб флюида из пласта 202 за счет контроля скорости откачки насоса 375, наряду с некоторыми другими параметрами. Система управления 380 может быть дополнительно выполнена с возможностью анализа и/или обработки данных, полученных от датчиков, расположенных во флюидном сенсорном блоке 370, и/или датчиков 330, хранения измерений или обработанных данных и/или передачи измерений или обработанных данных на другие компоненты или поверхность (например, на блок каротажа и управления 260 на Фиг. 2) для последующего анализа.

[0028] Несмотря на то, что испытатель пласта 114 на Фиг. 1 и модуль LWD 220 на Фиг. 2 и 3 изображены так, будто содержат только один зонд в сборе, в альтернативном варианте они могут содержать несколько зондов в пределах объема настоящего изобретения. Например, могут быть предусмотрены датчики различных входных размеров, форм (например, вытянутый вход) и/или уплотнительные подушки.

[0029] Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение блока датчиков 400, который может по меньшей мере частично образовывать или содержать флюидный сенсорный блок 120, проиллюстрированный на Фиг. 1, и/или флюидный сенсорный блок 370, проиллюстрированный на Фиг. 3, в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения. Сенсорный блок 400 может содержать селективно действующие клапаны 452 и 454, которые функционально связаны с выкидными линиями испытателя пласта 114, проиллюстрированного на Фиг. 1, и/или модулем 220 LWD, проиллюстрированным на Фиг. 2 и 3, чтобы контролировать поток пластового флюида в сенсорный блок 400 и из него через выкидную линию 410. Клапаны 452 и 454 также могут быть выполнены с возможностью изоляции пластовых флюидов в выкидной линии 410 между двумя клапанами. Следующее обсуждение относится к размещению различных датчиков и другого оборудования на выкидной линии 410 между клапанами 452 и 454.

[0030] Например, сенсорный блок 400 содержит оптический спектрометр 456 и рефрактометр, и/или другую оптическую кювету (в дальнейшем именуемую просто «рефрактометр») 460. Один или более волоконно-оптических жгутов 457 и/или других средств связи могут соединять спектрометр 456 с рефрактометром 460. Сенсорный блок 400 также содержит флуоресцентный детектор 458. Спектрометр 456, рефрактометр 460 и флуоресцентный детектор 457 можно индивидуально и/или совместно применять для определения характеристик флюидов, протекающих через выкидную линию 410 или оставшихся в ней, например, с применением способа, описанного в патенте США № 5,331,156, патенте США № 6,476,384 и/или патенте США № 7,002,142, каждый из которых в полном объеме включен в данный документ в виде ссылки.

[0031] Сенсорный блок 400 также может содержать плотномер 462, один или более датчиков давления и/или температуры 464, и/или другие датчики, которые могут применяться для получения измерений плотности, давления и/или температуры в отношении к флюидам в выкидной линии 410. Эти и/или другие датчики плотности и/или вязкости, такие как датчики рентгеновского излучения, датчики гамма-излучения, а также штыревые и/или проволочные вибродатчики, наряду с некоторыми другими, можно также применять для определения характеристик флюида в пределах объема настоящего изобретения.

[0032] Сенсорный блок 400 может также содержать датчик удельного электрического сопротивления 474, химический датчик 469 и/или другие датчики, которые могут быть применены для получения измерений электрического сопротивления флюида и/или для обнаружения CO2, H2S и/или рН, наряду с другими химическими свойствами. Такие датчики и/или их применение могут быть аналогичны тем, которые описаны в патенте США № 4,860,581, полный объем которого включен в данный документ в виде ссылки.

[0033] Сенсорный блок 400 может также содержать датчик ультразвуковых колебаний 466 и/или микроэлектромеханический (MEMS) датчик плотности и вязкости 468, которые также можно индивидуально и/или совместно применять для определения характеристик пластовых флюидов в выкидной линии 410. Такие датчики и/или их применение могут быть аналогичны тем, которые описаны в патентах США № 6,758,090 и № 7,434,457, полный объем которых включен в данный документ в виде ссылки. Например, эти датчики 466 и/или 468 могут быть применены для определения давления насыщения пластового флюида, например, которое может быть измерено с помощью расхождения сигнала или обнаружено из расхождения сигнала, измеренного с применением датчика ультразвуковых колебаний 466.

[0034] Сенсорный блок 400 также может содержать датчик рассеяния 476. Датчик рассеяния 476 может быть применен для мониторинга фазового разделения во флюиде в выкидной линии 410, например, путем обнаружения асфальтенов, пузырьков, масляного тумана в газовом конденсате и/или других частиц. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта сенсорный блок 400 может содержать систему формирования изображений 472, которая может содержать прибор с зарядовой связью (CCD) и/или другой тип камеры. Система формирования изображений 472 может быть применена для формирования спектральных изображений с целью выполнения характеристики фазового поведения флюидов в выкидной линии 410, например, как описано в патенте США № 7,933,018, полный объем которого включен в данный документ в виде ссылки. Например, система формирования изображений 472 может быть применена для мониторинга образования асфальто-смолистых отложений, прорыва пузырьков и/или отделения жидкости из газового конденсата, наряду с другими функциями. Система формирования изображения 472 также может быть применена для измерения изменения размера осажденных асфальтенов, когда давление флюида в выкидной линии 410 падает.

[0035] Настоящее изобретение представляет инверсные скважинные измерения интенсивности флуоресценции для оценки содержания асфальтенов. Эта концепция основана на зависимости между интенсивностью флуоресценции и содержанием асфальтенов, которая может быть применена для демонстрации значительного влияния вязкости нефти на интенсивность флуоресценции.

[0036] Устройства в рамках настоящего изобретения, в том числе те, которые явным образом описаны выше и проиллюстрированы на Фиг. 1-4, могут быть выполнены с возможностью сбора проб пластового флюида и измерения интенсивности флуоресценции в стволе скважины. Измерения интенсивности флуоресценции включают взаимодействие молекулы с падающим фотоном, который поглощается молекулой, называемой флуорофором. Энергия фотона, в свою очередь, переносится на флуорофор, который переходит в возбужденное состояние. Эта энергия может рассеиваться путем выделения фотона («флуоресценция») или в результате химических реакций («реакция гашения»), которые передают энергию другим молекулам («гасителям») и в конечном итоге образуют тепло. Время жизни флуоресценции представляет собой количество времени, в течение которого возбужденный флуорофор будет флуоресцировать, прежде чем он вернется в свое основное состояние.

[0037] Интенсивность флуоресценции можно описать с применением отношения, приведенного ниже в Уравнении (1):

где представляет собой интенсивность флуоресценции в пределе, в котором концентрация гасителя = 0;

представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции;

представляет собой коэффициент скорости гашения;

представляет собой собственное время жизни флуоресценции флуорофора (концентрация гасителя = 0); и

[Q] представляет собой концентрацию гасителя.

[0038] Сырая нефть может быть разделена на четыре класса: насыщенные углеводороды, ароматические углеводороды, смолы и асфальтены. Насыщенные углеводороды, как правило, не участвуют во флуоресценции. Ароматические углеводороды и смолы представляют собой флуорофоры, но не гасители по той причине, что они поглощают падающие фотоны и излучают флуоресцентные фотоны, но они не вступают в реакцию друг с другом для гашения. Асфальтены представляют собой гасители, но не флуорофоры по той причине, что они не флуоресцируют при концентрациях, характерных для большинства видов сырой нефти, но они гасят флуоресценцию смол и ароматических углеводородов. Соответственно Уравнение (1) может быть переписано так, как приведено ниже в Уравнении (2):

где [A] представляет собой концентрацию асфальтенов.

[0039] Таким образом, интенсивность флуоресценции, измеренная в стволе скважине на нескольких глубинах, может быть связана с содержанием асфальтенов на этих глубинах, как приведено ниже в Уравнении (3):

где α представляет собой параметр подгонки;

β[A] представляет собой относительное содержание асфальтенов.

[0040] Таким образом, относительное содержание асфальтенов можно определить из флуоресцентных измерений, предполагая, что и α, и β являются постоянными в стволе скважины. Тем не менее, как описано выше, содержание асфальтенов [A] не является постоянным в пластах тяжелой нефти.

[0041] В Уравнении (3) параметр подгонки α может быть определен как , которое представляет собой неотъемлемое свойство мальтеновой фракции сырой нефти. Мальтен представляет собой смолистый компонент, который остается после удаления асфальтенов. Состав мальтеновой фракции сырой нефти обычно не изменяется в связанных пластах, вследствие чего предположение о постоянности параметра подгонки α является верным.

[0042] Параметр β можно определить, как . Собственное время жизни флуоресценции флуорофора также представляет собой неотъемлемое свойство мальтенов и, следовательно, может рассматриваться как постоянное в стволе скважины. Тем не менее, скорость с которой возбужденные молекулы гасятся , не является постоянной для всего пласта. Вместо этого, скорость гашения зависит от скорости диффузии сырой нефти. Скорости гашения зачастую являются диффузионно-ограниченными, если концентрация гасителя высока, и виды тяжелой нефти представляют собой концентрированные гасители. Таким образом, гашение в видах тяжелой нефти также является диффузионно-ограниченным. Скорость гашения для диффузионно-ограниченного гашения можно выразить, как приведено ниже в Уравнении (4):

где R представляет собой универсальную газовую постоянную;

T представляет собой температуру; и

η представляет собой вязкость.

[0043] Соответственно Уравнение (3) можно переписать в виде того, которое приведено ниже в Уравнении (5):

где βʹ ≡ и α ≡ .

[0044] В отличие от Уравнения (3), Уравнение (5) можно применять там, где есть градиенты вязкости, так как вязкость учитывается непосредственно. Тем не менее, использование Уравнения (5) для определения относительного содержания асфальтенов основано на предположении, что существует оценка вязкости флюида или по меньшей мере оценка различий в относительной вязкости двух флюидов.

[0045] Существует несколько способов определения этой дополнительной информации о вязкости. Например, вязкость можно измерить непосредственно в стволе скважины, например, с применением одного или более датчиков, описанных выше, в том числе датчиков вязкости, таких как штыревой и/или проволочный вибродатчик. В качестве альтернативного варианта или дополнительно вязкость можно оценить, исходя из соответствующего промыслового геофизического исследования, такого как соответствующий метод ядерно-магнитного каротажа (ЯМК).

[0046] Тем не менее, там, где недоступны измерение вязкости или оценка каротажа, вязкость можно оценить, исходя из состава флюида. Например, вязкость сырой нефти связана с содержанием в ней асфальтенов, как приведено ниже в Уравнении (6):

где η представляет собой вязкость нефти;

представляет собой вязкость свободного мальтена, которую можно считать постоянной; и

Kʹ и υ являются постоянными.

[0047] Значения около Kʹ=1,88 и υ=6,9 были экспериментально показаны, как свойственные для темных нефтепродуктов и тяжелых видов нефти, вязкости которых находятся в диапазоне между 10-108 сП, тем не менее, другие значения также могут входить в пределы объема настоящего изобретения. Соответственно Уравнение (6) можно подставить в Уравнение (5) для определения зависимости между измеренной интенсивностью флуоресценции и концентрацией асфальтенов, как приведено ниже в Уравнении (7):

[0048] Так как Kʹ и υ известны, Уравнение (7) может быть переписано, как приведено ниже в Уравнении (8):

где измеренная интенсивность флуоресценции связана с содержанием асфальтенов [A] известными параметрами Kʹ и υ, одной постоянной, которая сокращается в отношении интенсивностей флуоресценции в двух различных позициях α, и одной постоянной подгонки, полагаемой равной .

[0049] Исходя из вышеизложенного, есть два уравнения, которые учитывают изменения в вязкости и могут быть использованы для интерпретации скважинных измерений флуоресценции, чтобы оценить относительное окружение асфальтенов в пластах тяжелой нефти. То есть Уравнение (5) может быть применено там, где вязкость известна независимо от штыревого вибродатчика или проволочного вибродатчика, или метода ЯМК, а Уравнение (8) может быть применено там, где недоступно независимое измерение вязкости, основанное на предположении, что вязкость можно описать уравнением, связывающим его с содержанием асфальтенов. В каждом случае содержание асфальтенов в одной из проб известно или предполагается, а затем это уравнение можно применить для оценки содержания асфальтенов в других пробах из данных интенсивности флуоресценции. Таким образом, когда доступно измерение вязкости из параметров внешней среды, интенсивность флуоресценции может быть связана с содержанием асфальтенов Уравнением (5). На практике постоянную подгонки α можно умножить на геометрический фактор, отображающий часть флуоресцентных фотонов, которую можно обнаружить с учетом геометрии, коэффициента полезного действия детектора и/или других аспектов скважинного инструмента и/или датчиков. Тем не менее, значение α может быть несущественным, так как этот параметр сокращается при обнаружении зависимости двух сигналов флуоресценции. Когда измерение вязкости из параметров внешней среды не доступно, интенсивность флуоресценции может быть связана с содержанием асфальтенов Уравнением (8). Практический пример Уравнения (8) приведен ниже в виде Уравнения (9):

где .

[0050] Фиг. 5 представляет собой блок-схему способа 500 в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения. Способ 500 является одним из примеров реализации концепций, описанных выше, несмотря на то, что другие примеры также находятся в пределах объема настоящего изобретения. Способ 500 может быть выполнен с применением устройств, которые описаны выше и проиллюстрированы на Фиг. 1-4, и других устройств в пределах объема настоящего изобретения.

[0051] Способ 500 может включать перемещение 505 скважинного прибора для отбора проб внутри ствола скважины, проходящей в подземном пласте, представляющем интерес. Прибор для отбора проб может представлять собой или содержать по меньшей мере часть тросового инструмента 100, проиллюстрированного на Фиг. 1, и/или модуль LWD 220, проиллюстрированный на Фиг. 2 и 3, а перемещение может быть осуществлено с применением талевого каната и/или бурильной колонны. Тем не менее, скважинный прибор для отбора проб, отличный от тех, которые проиллюстрированы на Фиг. 1-3, также может входить в пределы объема настоящего изобретения, также как и средства перемещения, отличные от талевого каната и бурильной колонны. Подземный пласт может содержать тяжелую нефть(нефти), несмотря на то, что один или более аспектов настоящего изобретения также могут быть применены или могут быть легко приспособлены для применения в пластах, содержащих другие виды сырой нефти.

[0052] Способ 500 также включает получение 510 флюида из подземного пласта. Например, зонд в сборе 116, проиллюстрированный на Фиг. 1, может находиться в плотном контакте с боковой стенкой ствола скважины, благодаря чему последующее действие насоса 121 может выводить флюид из пласта в инструмент 100. Аналогичным образом, зонд в сборе 306, проиллюстрированный на Фиг. 3, может находиться в плотном контакте с боковой стенкой ствола скважины, благодаря чему последующее действие насоса 375 может выводить флюид из пласта в модуль 220. Другие средства получения пробы пластового флюида также входят в объем настоящего изобретения.

[0053] Измерения интенсивности флуоресценции полученной пробы пластового флюида можно, в свою очередь, получить 515, например, с помощью работы сенсорного блока 400, проиллюстрированного на Фиг. 4. Другие средства получения измерений интенсивности флуоресценции также входят в объем настоящего изобретения.

[0054] Способ 500 также включает определение 520 того, была ли вязкость непосредственно измерена или может быть оценена из ЯМК и/или других каротажей. Если такое измерение(измерения) вязкости и/или оценка(оценки) каротажа существует, тогда содержание асфальтенов можно оценить 525 с применением вышеприведенного Уравнения (5). Если не существует измерения вязкости из параметров внешней среды или оценки каротажа, тогда содержание асфальтенов можно оценить 535 с применением Уравнения (8) (или Уравнения (9)), приведенного выше.

[0055] Способ 500 может также включать выполнение одной или более регулировок 540 технологического параметра скважинного прибора для отбора проб, основываясь на оценке содержания асфальтенов 525/535. Например, такая регулировка(регулировки) 540 может включать первоначальное хранение пробы пластового флюида, протекающего через скважинный инструмент для отбора проб, и/или регулировку скорости откачки пластового флюида в скважинный инструмент для отбора проб, основываясь на других эксплуатационных регулировках и/или других действиях в пределах объема настоящего изобретения.

[0056] Фиг. 6 иллюстрирует блок-схему примерной системы обработки 1000, способной выполнять примерные машиночитаемые инструкции, используемые для реализации одного или более способов и/или процессов, описанных в данном документе, и/или внедрения примерных скважинных инструментов, в данном документе. Система обработки 1000 может представлять собой или содержать, например, один или более процессоров, один или более регуляторов, один или более специализированных вычислительных устройств, один или более серверов, один или более персональных компьютеров, один или более персональных цифровых помощников (PDA), один или более смартфонов, один или более устройств для доступа в интернет и/или любого другого типа(типов) вычислительного устройства(устройств). Кроме того, при наличии возможности внедрения полноты системы 1000, показанной на Фиг. 6, в пределах скважинного инструмента, предполагается, что один или более компонентов или функции системы 1000 могут быть реализованы в наземном оборудовании, в том числе наземном оборудовании, описанном выше.

[0057] Система 1000 содержит процессор 1012, такой как, например, программируемый универсальный процессор. Процессор 1012 включает в себя локальную память 1014 и выполняет закодированные инструкции 1032, присутствующие в локальной памяти 1014 и/или в другом устройстве памяти. Процессор 1012, помимо прочего, может выполнять машиночитаемые команды для выполнения способов и/или процессов, описанных в данном документе. Процессор 1012 может представлять собой, содержать или реализовываться в виде любого типа процессора, например, одного или более микропроцессоров INTEL, одного или более микроконтроллеров семейств микроконтроллеров ARM и/или PICO, один или более встроенных конфигурируемых/аппаратных процессоров в одном или более ППВМ и т.д. Конечно, другие процессоры от других семей также являются подходящими.

[0058] Процессор 1012 находится во взаимодействии с основной памятью, в том числе энергонезависимое ЗУ 1018 (например, память с произвольным доступом) и энергонезависимое ЗУ (например, постоянное запоминающее устройство) 1020 через шину 1022. Энергонезависимое ЗУ 1018 может представлять собой, включать или реализовываться в виде статического запоминающего устройства с произвольным доступом (СЗУ), синхронного динамического оперативно-запоминающего устройства с произвольным доступом (СДОЗУ), динамического оперативно-запоминающего устройства с произвольным доступом (ДОЗУ), динамического оперативно-запоминающего устройства (ДОЗУ) с произвольным доступом типа RAMBUS и/или любого другого типа запоминающего устройства с произвольным доступом. Энергонезависимая память 1020 может представлять собой, содержать или реализовываться в виде флэш-памяти и/или любого другого желаемого типа запоминающего устройства. Один или более регуляторов памяти (не показаны) могут управлять доступом к основной памяти 1018 и/или 1020.

[0059] Система обработки 1000 также включает в себя схему интерфейса 1024. Схема интерфейса 1024 может представлять собой, содержать или реализовываться путем любого типа стандарта интерфейса, такого как интерфейс локальной сети Ethernet, универсальная последовательная шина (УПШ) и/или входной/выходной интерфейс третьего поколения (3GIO), среди прочих.

[0060] Одно или более устройств ввода 1026 подключаются к схеме интерфейса 1024. Устройство(устройства) ввода 1026 позволяет пользователю вводить данные и команды в процессор 1012. Устройство(устройства) ввода может представлять собой, содержать или реализовываться в виде, например, клавиатуры, мыши, сенсорного экрана, трек-панели, трекбола, манипулятора isopoint и/или системы распознавания голоса, среди прочих.

[0061] Одно или более выходных устройств 1028 также соединяются со схемой интерфейса 1024. Выходные устройства 1028 могут быть, содержать или быть реализованы в виде, например, устройства визуализации (например, жидкокристаллического дисплея или дисплей с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), среди прочих), принтеров и/или звуковых колонок, среди прочего. Таким образом, схема интерфейса 1024 может также включать в себя драйвер графической карты.

[0062] Схема интерфейса 1024 также включает в себя устройство связи, такое как модем или сетевая карта, для облегчения обмена данными с внешними компьютерами через сеть (например, локальную сети, цифровую абонентскую линию (ЦАЛ), телефонную линию, коаксиальный кабель, систему сотового телефона, спутник, и т.д.).

[0063] Система обработки 1000 также включает в себя одно или более устройств 1030 для хранения машиночитаемых инструкций и данных. Примерами таких устройств хранения большой емкости 1030 являются накопители на гибких дисках, жесткие диски, компактные диски и цифровые универсальные диски (ЦУД), среди прочих.

[0064] Кодированные инструкции 1032 могут сохраняться в запоминающем устройстве 1030, энергонезависимой памяти 1018, энергонезависимой памяти 1020, локальном запоминающем устройстве 1014 и/или на съемном носителе, таком как компакт-диск или ЦУД 1034.

[0065] В качестве альтернативы реализации способов и/или устройств, описанных в данном документе, в системе, такой как система обработки на Фиг. 6, описанные в данном документе способы и устройства могут встраиваться в структуру, такую как процессор и/или СИМ (специализированная интегральная микросхема).

[0066] Принимая во внимание объем настоящего изобретения, в том числе Фиг. 1-6, специалист в данной области техники легко поймет, что настоящее изобретение представляет способ, включающий: перемещение скважинного инструмента внутри ствола скважины, проходящей в подземном пласте, причем подземный пласт содержит флюид различной вязкости; извлечение флюида из подземного пласта в скважинный инструмент; измерение интенсивности флуоресценции в извлеченном флюиде с применением датчика скважинного инструмента; и оценку содержания асфальтенов в извлеченном флюиде, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции. Перемещение скважинного инструмента внутри ствола скважины может быть выполнено с применением талевого каната или пустотелой колонны. Флюид может содержать углеводороды, тяжелую нефть с содержанием асфальтенов по меньшей мере около 2% по массе и/или с минимальной вязкостью около 1500 сП. Интенсивность флуоресценции и содержание асфальтенов могут быть линейно независимы.

[0067] При оценке содержания асфальтенов в извлеченном флюиде можно применять зависимость между интенсивностью флуоресценции и содержанием асфальтенов, которая определяется по следующей формуле: , где представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции; α представляет собой параметр подгонки; βʹ определяется как ; R представляет собой универсальную газовую постоянную; T представляет собой температуру извлеченного флюида; представляет собой собственное время жизни флуоресценции; η представляет собой вязкость; и [A] представляет собой содержание асфальтенов.

[0068] При оценке содержания асфальтенов в извлеченном флюиде можно применять зависимость между интенсивностью флуоресценции и содержанием асфальтенов, которая определяется по следующей формуле: , где представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции; α представляет собой параметр подгонки; βʹʹ представляет собой параметр, определяемый как ; R представляет собой универсальную газовую постоянную; T представляет собой температуру извлеченного флюида; представляет собой собственное время жизни флуоресценции; Kʹ является постоянной; [A] представляет собой содержание асфальтенов; и υ является постоянной. Значение Kʹ может быть около 1,88. Значение υ может быть около 6,9.

[0069] Оценку содержания асфальтенов в извлеченном флюиде, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции, можно выполнить в забое скважины с применением скважинного инструмента. Способ может дополнительно включать передачу информации относительно расчетного содержания асфальтенов от скважинного инструмента к оборудованию на земной поверхности, сообщенному со скважинным инструментом.

[0070] Способ может дополнительно включать измерение вязкости в извлеченном флюиде с применением дополнительного датчика скважинного инструмента, и оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на измеренной вязкости.

[0071] Способ может дополнительно включать оценку вязкости в извлеченном флюиде, основываясь на полученных ранее данных каротажа, связанных с подземным пластом, и оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на расчетной вязкости.

[0072] Способ может дополнительно включать определение того, была ли измерена вязкость извлеченного флюида, причем: если вязкость извлеченного флюида была измерена, оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на измеренной вязкости; и, если вязкость извлеченного флюида не была измерена, способ может дополнительно включать оценку вязкости извлеченного флюида, основываясь на полученных ранее данных каротажа, связанных с подземным пластом, и оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на расчетной вязкости.

[0073] Способ может дополнительно включать оценку вязкости извлеченного флюида, основанную на измеренной интенсивности флуоресценции, и оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на расчетной вязкости.

[0074] Способ может дополнительно включать определение того, была ли измерена вязкость извлеченного флюида, причем: если вязкость извлеченного флюида была измерена, оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на измеренной вязкости; и, если вязкость извлеченного флюида не была измерена, способ может дополнительно включать оценку вязкости извлеченного флюида, основанную на измеренной интенсивности флуоресценции, и оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на расчетной вязкости.

[0075] Способ может дополнительно включать регулировку технологического параметра скважинного инструмента на основании оценки содержания асфальтенов.

[0076] Способ может дополнительно включать: направление извлеченного флюида в пробоотборную камеру скважинного инструмента, основываясь на расчетном содержании асфальтенов; и извлечение скважинного инструмента из ствола скважины на земную поверхность, а затем извлечение флюида из пробоотборной камеры.

[0077] Способ может дополнительно включать регулировку технологического параметра насоса скважинного инструмента, основываясь на расчетном содержании асфальтенов.

[0078] Настоящее изобретение также представляет способ, включающий: перемещение скважинного инструмента внутри ствола скважины, проходящей в подземном пласте, причем интенсивность флуоресценции и содержание асфальтенов во флюиде внутри подземного пласта не являются линейно зависимыми; извлечение флюида из подземного пласта в скважинный инструмент; измерение интенсивности флуоресценции извлеченного флюида с применением датчика скважинного инструмента; и оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде на основании измеренной интенсивности флуоресценции. Флюид может содержать углеводороды, тяжелую нефть, тяжелую нефть с содержанием асфальтенов по меньшей мере около 2% по массе, и/или тяжелую нефть с минимальной вязкостью около 1500 сП. Вязкость подземного пластового флюида может варьироваться. Перемещение скважинного инструмента внутри ствола скважины может быть выполнено с применением талевого каната или пустотелой колонны.

[0079] При оценке содержания асфальтенов в извлеченном флюиде можно применять зависимость между интенсивностью флуоресценции и содержанием асфальтенов, которая определяется по следующей формуле: , где представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции; α представляет собой параметр подгонки; βʹ определяется как ; R представляет собой универсальную газовую постоянную; T представляет собой температуру извлеченного флюида; представляет собой собственное время жизни флуоресценции; η представляет собой вязкость; и [A] представляет собой содержание асфальтенов.

[0080] При оценке содержания асфальтенов в извлеченном флюиде можно применять зависимость между интенсивностью флуоресценции и содержанием асфальтенов, которая определяется по следующей формуле: , где представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции; α представляет собой параметр подгонки; βʹʹ представляет собой параметр, определяемый как ; R представляет собой универсальную газовую постоянную; T представляет собой температуру извлеченного флюида; представляет собой собственное время жизни флуоресценции; Kʹ является постоянной; [A] представляет собой содержание асфальтенов; и υ является постоянной. Значение Kʹ может быть около 1,88. Значение υ может быть около 6,9.

[0081] Оценку содержания асфальтенов в извлеченном флюиде, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции, можно выполнить в забое скважины с применением скважинного инструмента. Способ может дополнительно включать передачу информации относительно расчетного содержания асфальтенов от скважинного инструмента к оборудованию на земной поверхности, сообщенному со скважинным инструментом.

[0082] Способ может дополнительно включать измерение вязкости в извлеченном флюиде с применением дополнительного датчика скважинного инструмента, а оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на измеренной вязкости.

[0083] Способ может дополнительно включать оценку вязкости в извлеченном флюиде, основываясь на полученных ранее данных каротажа, связанных с подземным пластом, а оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на расчетной вязкости.

[0084] Способ может дополнительно включать определение того, была ли измерена вязкость извлеченного флюида, причем: если вязкость извлеченного флюида была измерена, оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на измеренной вязкости; и, если вязкость извлеченного флюида не была измерена, способ может дополнительно включать оценку вязкости извлеченного флюида, основываясь на полученных ранее данных каротажа, связанных с подземным пластом, причем оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на расчетной вязкости.

[0085] Способ может дополнительно включать оценку вязкости извлеченного флюида, основанную на измеренной интенсивности флуоресценции, и оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на расчетной вязкости.

[0086] Способ может дополнительно включать определение того, была ли измерена вязкость извлеченного флюида, причем: если вязкость извлеченного флюида была измерена, оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на измеренной вязкости; и, если вязкость извлеченного флюида не была измерена, способ может дополнительно включать оценку вязкости извлеченного флюида, основанную на измеренной интенсивности флуоресценции, причем оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде может быть дополнительно основана на расчетной вязкости.

[0087] Способ может дополнительно включать регулировку технологического параметра скважинного инструмента на основании расчетного содержания асфальтенов.

[0088] Способ может дополнительно включать: направление извлеченного флюида в пробоотборную камеру скважинного инструмента, основываясь на расчетном содержании асфальтенов; и извлечение скважинного инструмента из ствола скважины на земную поверхность, а затем извлечение флюида из пробоотборной камеры.

[0089] Способ может дополнительно включать регулировку технологического параметра насоса скважинного инструмента, основываясь на расчетном содержании асфальтенов.

[0090] Настоящее изобретение также представляет устройство, включающее: скважинный инструмент, который можно перемещать внутри ствола скважины, проходящей в подземном пласте, причем скважинный инструмент содержит: зонд, выполненный с возможностью герметично прилегать к боковой стенке ствола скважины; насос, выполненный с возможностью извлечения флюида из подземного пласта в скважинный инструмент с применением зонда, при этом зонд герметично прилегает к боковой стенке ствола скважины; датчик, выполненный с возможностью получения измерений интенсивности флуоресценции извлеченного флюида; и регулятор, выполненный с возможностью оценки содержания асфальтенов в извлеченном флюиде, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции с применением нелинейной зависимости между содержанием асфальтенов и интенсивностью флуоресценции. Извлеченный флюид может содержать углеводороды, тяжелую нефть, тяжелую нефть с содержанием асфальтенов по меньшей мере около 2% по массе и/или тяжелую нефть с минимальной вязкостью около 1500 сП. Вязкость извлеченного флюида может варьироваться внутри подземного пласта.

[0091] Нелинейная зависимость между интенсивностью флуоресценции и содержанием асфальтенов может быть определена по следующей формуле: , где представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции; α представляет собой параметр подгонки; βʹ определяется как ; R представляет собой универсальную газовую постоянную; T представляет собой температуру извлеченного флюида; представляет собой собственное время жизни флуоресценции; η представляет собой вязкость; и [A] представляет собой содержание асфальтенов.

[0092] Нелинейная зависимость между интенсивностью флуоресценции и содержанием асфальтенов может быть определена по следующей формуле: , где представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции; α представляет собой параметр подгонки; βʹʹ представляет собой параметр, определяемый как ; R представляет собой универсальную газовую постоянную; T представляет собой температуру извлеченного флюида; представляет собой собственное время жизни флуоресценции; Kʹ является постоянной; [A] представляет собой содержание асфальтенов; и υ является постоянной. Значение Kʹ может быть около 1,88. Значение υ может быть около 6,9.

[0093] Скважинный инструмент может быть таким, который можно перемещать внутри ствола скважины с применением талевого каната или пустотелой колонны.

[0094] Скважинный инструмент может дополнительно содержать дополнительный датчик, выполненный с возможностью получения измерений вязкости извлеченного флюида, и регулятор может быть выполнен с возможностью оценки содержания асфальтенов в извлеченном флюиде, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции и измеренной вязкости.

[0095] Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью: хранения информации, касающейся ранее полученных данных каротажа, связанных с подземным пластом; оценки вязкости извлеченного флюида, основываясь на хранимых данных каротажа; и оценки содержания асфальтенов в извлеченном флюиде, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции и расчетной вязкости.

[0096] Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью: оценки вязкости извлеченного флюида; и оценки содержания асфальтенов в извлеченном флюиде, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции и расчетной вязкости. Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью оценки вязкости извлеченного флюида, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции. Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью оценки вязкости извлеченного флюида, основываясь на ранее полученных данных каротажа, связанных с подземным пластом. Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью хранения полученных ранее данных каротажа, связанных с подземным пластом.

[0097] Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью определения того, была ли измерена вязкость извлеченного флюида, и если вязкость извлеченного флюида была измерена, то оценивать содержание асфальтенов в извлеченном флюиде, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции и измеренной вязкости; и, если вязкость извлеченного флюида не была измерена, оценивать вязкость извлеченного флюида и оценивать содержание асфальтенов в извлеченном флюиде, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции и расчетной вязкости. Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью оценки вязкости извлеченного флюида, основываясь на измеренной интенсивности флуоресценции. Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью оценки вязкости извлеченного флюида, основываясь на полученных ранее данных каротажа, связанных с подземным пластом. Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью хранения полученных ранее данных каротажа, связанных с подземным пластом.

[0098] Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью регулировки технологического параметра скважинного инструмента, основываясь на расчетном содержании асфальтенов.

[0099] Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью направления извлеченного флюида в пробоотборную камеру скважинного инструмента, основываясь на расчетном содержании асфальтенов.

[00100] Регулятор может быть дополнительно выполнен с возможностью регулировки технологического параметра насоса скважинного инструмента, основываясь на расчетном содержании асфальтенов.

[00101] Вышеизложенное описывает характеристики нескольких вариантов воплощения так, что специалисты в данной области техники могут лучше понять аспекты настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что они могут легко использовать настоящее изобретение в качестве основы для разработки или модификации других процессов и структуры для достижения тех же целей и/или выполнения тех же аспектов вариантов осуществления изобретения, вводимых данным документом. Специалисты в данной области техники должны понимать, что такие эквивалентные конструкции не выходят за пределы сущности и объема настоящего изобретения и что они могут вносить различные изменения, замены и модификации в настоящий документ, не отступая от сущности и объема настоящего изобретения.

[00102] Краткое изложение в конце этого описания предоставляется в соответствии с 37 Сводом Федеральных Правил § 1,72 (b), что позволяет читателю быстро выяснить природу технического изобретения. Оно представляется с учетом того, что оно не будет использоваться для интерпретации, или ограничения объема, или смысла формулы изобретения.

1. Способ определения содержания асфальтенов в подземном пласте, включающий:

перемещение скважинного инструмента в стволе скважины, проходящей в подземном пласте, причем подземный пласт содержит флюид различной вязкости;

извлечение флюида из подземного пласта в скважинный инструмент;

измерение интенсивности флуоресценции извлеченного флюида с применением датчика скважинного инструмента; и

оценку содержания асфальтенов в извлеченном флюиде на основании измеренной интенсивности флуоресценции,

причем отношение интенсивности флуоресценции к содержанию асфальтенов не является линейным.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что флюид содержит углеводороды.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что флюид содержит тяжелую нефть.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что флюид содержит тяжелую нефть с содержанием асфальтенов по меньшей мере 2% по массе.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что флюид содержит тяжелую нефть с минимальной вязкостью 1500 сП.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемещение скважинного инструмента внутри ствола скважины осуществляется с применением талевого каната или пустотелой колонны.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оценку содержания асфальтенов в извлеченном флюиде, основанную на измеренной интенсивности флуоресценции, выполняют в стволе скважины с применением скважинного инструмента.

8. Способ по п. 7, дополнительно включающий передачу информации относительно расчетного содержания асфальтенов от скважинного инструмента к оборудованию на земной поверхности, сообщенному со скважинным инструментом.

9. Способ по п. 1, дополнительно включающий измерение вязкости извлеченного флюида с применением дополнительного датчика скважинного инструмента, причем оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде дополнительно основана на измеренной вязкости.

10. Способ по п. 1, дополнительно включающий оценку вязкости извлеченного флюида, на основании полученных ранее данных каротажа, связанных с подземным пластом, причем оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде дополнительно основана на расчетной вязкости.

11. Способ по п. 1, дополнительно включающий определение того, была ли измерена вязкость извлеченного флюида, причем

если вязкость извлеченного флюида была измерена, оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде дополнительно основывается на измеренной вязкости; и

если вязкость извлеченного флюида не была измерена, данный способ дополнительно включает оценку вязкости извлеченного флюида на основании полученных ранее данных каротажа, связанных с подземным пластом, причем оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде дополнительно основывается на расчетной вязкости.

12. Способ по п. 1, дополнительно включающий оценку вязкости извлеченного флюида на основании измеренной интенсивности флуоресценции, причем оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде дополнительно основана на расчетной вязкости.

13. Способ по п. 1, дополнительно включающий определение того, была ли измерена вязкость извлеченного флюида, причем

если вязкость извлеченного флюида была измерена, оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде дополнительно основана на измеренной вязкости; и

если вязкость извлеченного флюида не была измерена, данный способ дополнительно включает оценку вязкости извлеченного флюида на основании измеренной интенсивности флуоресценции, причем оценка содержания асфальтенов в извлеченном флюиде дополнительно основана на расчетной вязкости.

14. Способ по п. 1, дополнительно включающий регулировку технологического параметра скважинного инструмента, основанную на расчетном содержании асфальтенов.

15. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

направление извлеченного флюида в пробоотборную камеру скважинного инструмента на основании расчетного содержания асфальтенов; и

извлечение скважинного инструмента из ствола скважины на земную поверхность, а затем извлечение флюида из пробоотборной камеры.

16. Способ по п. 1, дополнительно включающий регулировку технологического параметра насоса скважинного инструмента на основании расчетного содержания асфальтенов.

17. Способ определения содержания асфальтенов в подземном пласте, включающий:

перемещение скважинного инструмента в стволе скважины, проходящей в подземном пласте, причем подземный пласт содержит флюид различной вязкости;

извлечение флюида из подземного пласта в скважинный инструмент;

измерение интенсивности флуоресценции извлеченного флюида с применением датчика скважинного инструмента; и

оценку содержания асфальтенов в извлеченном флюиде на основе зависимости между интенсивностью флуоресценции и содержанием асфальтенов, которая определяется по следующей формуле:

,

в которой

Iƒ представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции;

α представляет собой параметр подгонки;

β' представляет собой параметр, определяемый как: (8RTτ0)/3;

R представляет собой универсальную газовую постоянную;

Т представляет собой температуру извлеченного флюида;

τ0 представляет собой собственное время жизни флуоресценции;

η представляет собой вязкость;

[А] представляет собой содержание асфальтенов.

18. Способ определения содержания асфальтенов в подземном пласте, включающий:

перемещение скважинного инструмента в стволе скважины, проходящей в подземном пласте, причем подземный пласт содержит флюид различной вязкости;

извлечение флюида из подземного пласта в скважинный инструмент;

измерение интенсивности флуоресценции извлеченного флюида с применением датчика скважинного инструмента; и

оценку содержания асфальтенов в извлеченном флюиде на основе зависимости между интенсивностью флуоресценции и содержанием асфальтенов, которая определяется по следующей формуле:

Iƒ-1=α[1+β''(1-K'[А])υ[А]],

в которой

Iƒ представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции;

α представляет собой параметр подгонки;

β'' представляет собой параметр, определяемый как 8RTτ0/(3ηm);

R представляет собой универсальную газовую постоянную;

Т представляет собой температуру извлеченного флюида;

τ0 представляет собой собственное время жизни флуоресценции;

K' является постоянной;

[А] представляет собой содержание асфальтенов;

υ является постоянной,

ηm представляет собой вязкость свободного мальтена, которую можно считать постоянной.

19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что K' может иметь значение 1,88 и υ может иметь значение 6,9.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к регулированию текучей среды в оптических датчиках. Оптический датчик содержит: головку датчика, включающую в себя первое и второе оптическое окно, по меньшей мере, один источник света, излучающий свет через первое оптическое окно в поток текучей среды и, по меньшей мере, один детектор, обнаруживающий флуоресцентные излучения через второе оптическое окно из потока текучей среды; проточную камеру, включающую в себя корпус, задающий полость, в которую вставляется головка датчика, впускной порт, передающий поток текучей среды за пределами полости внутрь полости, и выпускной порт, передающий поток текучей среды изнутри полости обратно за пределы полости, при этом впускной порт задает первое сопло, направляющее часть потока текучей среды к первому оптическому окну, и второе сопло, направляющее часть потока текучей среды ко второму оптическому окну.

Изобретение относится к области обработки данных и медицины, а именно к нейроонкологии. Способ включает следующие этапы, на которых получают изображение исследуемого участка ткани, полученное в ходе проведения флуоресцентной диагностики и фиксированное с помощью монохромной и цветной видеокамер.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается дозиметра ультрафиолетового излучения. Дозиметр включает в себя последовательно расположенные по ходу распространения излучения средство оптической фильтрации, пропускающее ультрафиолетовое излучение, фотолюминесцентный преобразователь ультрафиолетового излучения в видимое и фотодетектор.

Группа изобретений относится к приборам для качественного и количественного анализа нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и может быть использована в медицинской практике при диагностике инфекционных, онкологических и генетических заболеваний человека и животных, в также в исследовательских целях.

Группа изобретений относится к медицине, биологии и включает систему и способ ее использования для адресного контроля нейронов мозга живых, свободноподвижных животных на основе размыкаемого волоконно-оптического зонда с многоканальными волокнами.

Группа изобретений относится к области анализа биологических материалов, в частности медицинских тестов. В заявке описаны устройство, система, способ и машиночитаемый носитель для универсального анализа результатов иммунологических диагностических экспресс-тестов.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для визуализации биологических объектов. Для этого осуществляют мечение анализируемых клеточных компонент, клеток, тканей или органов флуоресцентными зондами.

Изобретение относится к медицине и касается способа дифференциальной диагностики аденомы с дисплазией III степени и ранней аденокарциномы толстой кишки, включающего исследование биоптатов новообразования толстой кишки, где гистологический срез биоптата новообразования толстой кишки подвергают флуориметрическому исследованию, измеряя спектры возбуждения флуоресценции с последующим сравнением спектров, испускаемых исследуемым фрагментом ткани, со спектрами доброкачественных и злокачественных новообразований толстой кишки.

Изобретение относится к области спектрального анализа и касается способа идентификации фарфора по виду материала. Способ включает в себя освещение исследуемых образцов, регистрацию спектров фотолюминесценции и создание по спектральным характеристикам обучающей выборки с последующим формированием базы данных в виде 3-х групп образцов по виду материала: костяной фарфор, мягкий и твердый.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается оптоволоконного коммутатора лазерного спектроанализатора. Оптоволоконный коммутатор включает в себя оптоволоконный датчик, лазеры, оптоволоконные средства соединения лазеров с датчиком, устройства регулирования мощности лазерного излучения, анализатор флуоресцентного сигнала и компьютерную систему управления и обработки данных.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для отбора глубинных проб пластовой нефти при испытании скважин в эксплуатационной колонне на всех притоках нефти, в том числе с пластовой водой.

Изобретение относится к области радиоэкологического мониторинга районов мирных подземных ядерных взрывов в пределах нефтегазоносных бассейнов, в частности к малогабаритным устройствам пробоподготовки горючих природных газовых проб в полевых условиях и перевода опасных для транспортировки горючих природных газовых проб в безопасные водные образцы для дальнейшего определения в них содержания трития в лабораторных условиях методом жидкостно-сцинтилляционной спектрометрии.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способу оперативного раздельного учета продукции двухпластового эксплуатационного объекта.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для испытания и освоения глубоких скважин с близкорасположенными продуктивными пластами, а также в многопластовом разрезе, преимущественно на ачимовские или юрские отложения.

Изобретение относится к способам определения состава водонефтяной смеси в скважине и, в частности, к способам, использующим измерение параметров потока добываемого флюида в трубке Вентури, через которую в основной ствол скважины обеспечивают поступление нефтеводяной смеси, добываемой из выделенного сегмента скважины.

Группа изобретений относится к исследованиям параметров пластов на трубах. Техническим результатом является ускорение работ по отбору проб флюида или закачки технологической жидкости в подпакерную и межпакерную зоны скважины при одной спуско-подъемной операции.

Методология для выполнения отбора образцов флюидов в скважине, проходящей пласт-коллектор, и флюидного анализа образов флюидов для определения их свойств (включая содержание асфальтенов).

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для измерения параметров пластовых флюидов по глубинным пробам непосредственно на скважине без применения стационарных PVT установок.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для выявления скважин-обводнительниц и водоприточных интервалов. Способ включает проведение без остановки скважин фоновых и мониторинговых влагометрических исследований всего действующего фонда, на основании которых выявляют группу скважин, возможных обводнительниц.

Группа изобретений относится к области техники, связанной с использованием раствора(ов) на основе полимеров в подземных пластах месторождений, в частности в методах повышения нефтеотдачи пласта.

Изобретение относится к средствам контроля положения скважины в процессе бурения. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств определения расстояния между скважинами.

Группа изобретений относится к способам определения содержания асфальтенов в подземном пласте. Способ включает: перемещение скважинного инструмента в стволе скважины, проходящей в подземном пласте, причем подземный пласт содержит флюид различной вязкости; извлечение флюида в скважинный инструмент и измерение интенсивности флуоресценции; оценку содержания асфальтенов в извлеченном флюиде на основании измеренной интенсивности флуоресценции, причем отношение интенсивности флуоресценции к содержанию асфальтенов не является линейным и определяется, например, по следующей формуле:, где Iƒ представляет собой измеренную интенсивность флуоресценции; α представляет собой параметр подгонки; β представляет собой параметр, определяемый как 3; R представляет собой универсальную газовую постоянную; Т представляет собой температуру извлеченного флюида; τ0 представляет собой собственное время жизни флуоресценции; η представляет собой вязкость; [А] представляет собой содержание асфальтенов. Технический результат заключается в повышении точности определения содержания асфальтена в нефтяном пласте. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх