RU2090912C1 - Process of geochemical search for accumulations of crude oil and gas and analyzer of composition of sample volatile components - Google Patents
Process of geochemical search for accumulations of crude oil and gas and analyzer of composition of sample volatile components Download PDFInfo
- Publication number
- RU2090912C1 RU2090912C1 SU4831022A RU2090912C1 RU 2090912 C1 RU2090912 C1 RU 2090912C1 SU 4831022 A SU4831022 A SU 4831022A RU 2090912 C1 RU2090912 C1 RU 2090912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- omz
- inclusions
- gas
- volatile components
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 3
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 title 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 84
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910001872 inorganic gas Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 100
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 45
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 41
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 40
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 28
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 19
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 5
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 claims 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 129
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 23
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 abstract 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 44
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 44
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 26
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 26
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 21
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 20
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 19
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 17
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 description 14
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 13
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 10
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 6
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 6
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 5
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 CO 2 Chemical compound 0.000 description 3
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical group O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002371 helium Chemical class 0.000 description 3
- 239000008241 heterogeneous mixture Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- UAOUIVVJBYDFKD-XKCDOFEDSA-N (1R,9R,10S,11R,12R,15S,18S,21R)-10,11,21-trihydroxy-8,8-dimethyl-14-methylidene-4-(prop-2-enylamino)-20-oxa-5-thia-3-azahexacyclo[9.7.2.112,15.01,9.02,6.012,18]henicosa-2(6),3-dien-13-one Chemical compound C([C@@H]1[C@@H](O)[C@@]23C(C1=C)=O)C[C@H]2[C@]12C(N=C(NCC=C)S4)=C4CC(C)(C)[C@H]1[C@H](O)[C@]3(O)OC2 UAOUIVVJBYDFKD-XKCDOFEDSA-N 0.000 description 1
- GHYOCDFICYLMRF-UTIIJYGPSA-N (2S,3R)-N-[(2S)-3-(cyclopenten-1-yl)-1-[(2R)-2-methyloxiran-2-yl]-1-oxopropan-2-yl]-3-hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)-2-[[(2S)-2-[(2-morpholin-4-ylacetyl)amino]propanoyl]amino]propanamide Chemical compound C1(=CCCC1)C[C@@H](C(=O)[C@@]1(OC1)C)NC([C@H]([C@@H](C1=CC=C(C=C1)OC)O)NC([C@H](C)NC(CN1CCOCC1)=O)=O)=O GHYOCDFICYLMRF-UTIIJYGPSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229940125797 compound 12 Drugs 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 1
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical class C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000005258 radioactive decay Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 150000003648 triterpenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение касается интерпретации подземной структуры и истории путем анализа включений текучих сред в пробы осадочных пород, взятых под землей. С одной стороны, изобретение касается устройства и способа для реализации и/или анализа летучих компонентов, высвобождающихся из бесчисленных текучих включений в каждой из множества проб осадочных пород. Такие пробы летучих компонентов, высвобождаемые из бесчисленных текучих включений в пробу осадочных пород, именуются здесь как совокупные летучие компоненты или совокупные летучие компоненты газово-жидких включений. С другой стороны, изобретение касается способов разведки нефти и газа путем картографирования химических районов подземных пород, используя анализ композиции совокупных летучих компонентов. The invention relates to the interpretation of the underground structure and history by analyzing the inclusion of fluids in samples of sedimentary rocks taken underground. On the one hand, the invention relates to a device and method for implementing and / or analyzing volatile components released from innumerable fluid inclusions in each of a plurality of sedimentary rock samples. Such samples of volatile components released from countless fluid inclusions in a sedimentary rock sample are referred to herein as total volatile components or total volatile components of gas-liquid inclusions. On the other hand, the invention relates to methods for oil and gas exploration by mapping the chemical regions of underground rocks, using the analysis of the composition of the total volatile components.
Наиболее близким способом к предлагаемому является способ геохимического поиска месторождений нефти и газа [1] включающий бурение скважин, отбор проб, анализ состава газово-жидких включений с помощью масс-спектрометра, сопоставление составов газа эталонных и изучаемых площадей, суждение по аномальным значениям этих показателей о наличии скоплений нефти и газа. The closest way to the proposed one is the method of geochemical search for oil and gas fields [1], including drilling wells, sampling, analyzing the composition of gas-liquid inclusions using a mass spectrometer, comparing the gas compositions of the reference and studied areas, judging by the anomalous values of these indicators about accumulations of oil and gas.
Однако для эффективного составления карты земного разреза важно вести анализ газов в микровключениях, базируясь на их местоположении в земле, а не на конкретных типах минералов и включений, присутствующих не во всех местоположениях. However, for efficient mapping of the cross section of the earth, it is important to analyze gases in microinclusions, based on their location in the earth, and not on specific types of minerals and inclusions that are not present in all locations.
Для идентификации простираний соединений в разрезе также важно получить достаточное число проб породы. То есть число проб должно быть достаточным для идентификации простираний в разрезе, несмотря на разброс или вариацию данных в информации о составе. It is also important to obtain a sufficient number of rock samples to identify strike cross sections. That is, the number of samples should be sufficient to identify cross-sectional stretches, despite the scatter or variation of data in the composition information.
Наиболее близким к заявленному устройству является масс-спектрометрическая установка с вакуумной электромагнитной ступкой-приставкой [2]
Подобное устройство действует по высвобождению и анализу некоторых из составных частей летучих компонентов газово-жидких включений. Однако из-за того, что подготовку и анализ каждой пробы надо проводить отдельно, потребное на анализ время резко ограничивает использование летучих компонентов при составлении карты разреза.Closest to the claimed device is a mass spectrometric installation with a vacuum electromagnetic mortar attachment [2]
A similar device acts to release and analyze some of the components of the volatile components of gas-liquid inclusions. However, due to the fact that the preparation and analysis of each sample must be carried out separately, the time required for analysis sharply limits the use of volatile components in compiling a section map.
Отсюда следует необходимость в усовершенствованном устройстве для определения состава и летучих компонентов большого числа проб осадочных пород, выполняющего это просто и быстро, не прибегая к сложным подготовительным и рабочим операциям, применяемым в известных методах. This implies the need for an improved device for determining the composition and volatile components of a large number of samples of sedimentary rocks, performing this simply and quickly, without resorting to complicated preparatory and working operations used in known methods.
В основу данного изобретения положена задача создать способ, в котором летучие компоненты непрерывно удаляются без контакта с материалами, которые могут значительно изменить композицию освобожденных летучих компонентов, а также создать устройство для определения композиций совокупных текучих включений летучих компонентов. The basis of this invention is to create a method in which volatile components are continuously removed without contact with materials that can significantly change the composition of the released volatile components, and also to create a device for determining the composition of the total fluid inclusion of volatile components.
Изобретение касается способа поисков скоплений нефти и газа. Согласно изобретению отбирают пробы осадочных пород, последовательно освобождают пробу совокупных летучих компонентов газово-жидких включений от каждого отдельного образца породы посредством последовательного и индивидуального удара по каждому отдельному образцу породы, полученный образец совокупных летучих компонентов газово-жидких включений дополнительно анализируют на содержание кислорода, азота, аргона, неона, ксенона, гелия, сероводорода, аммиака и хлористого водорода, по результатам анализа выделяют зоны, характеризующиеся относительной распространенностью газов, и группы палео-атмосферных газов, неорганических газов и органических соединений, карту расположения выделенных зон и распределения выбранных компонентов выделенных групп используют для определения наличия структурных элементов, характеризующих скопления нефти и газа по их значениям. The invention relates to a method for searching for accumulations of oil and gas. According to the invention, samples of sedimentary rocks are taken, a sample of the total volatile components of the gas-liquid inclusions is sequentially released from each individual rock sample by successive and individual impacts on each individual rock sample, the resulting sample of the total volatile components of the gas-liquid inclusions is further analyzed for oxygen, nitrogen, argon, neon, xenon, helium, hydrogen sulfide, ammonia and hydrogen chloride, according to the results of the analysis, zones characterized by the relative prevalence of gases, and groups of paleo-atmospheric gases, inorganic gases and organic compounds, a map of the location of the selected zones and the distribution of the selected components of the selected groups are used to determine the presence of structural elements characterizing the accumulation of oil and gas by their values.
Согласно одному отличительному признаку изобретения в группу палео-атмосферных газов включают кислород, азот, неон, аргон, ксенон и углекислый газ, в группу неорганических газов включают гелий, сероводород, аммиак и хлористый водород, а в группу органических соединений включают метан и тяжелые водорастворимые углеводороды. According to one feature of the invention, the group of paleo-atmospheric gases includes oxygen, nitrogen, neon, argon, xenon and carbon dioxide, the group of inorganic gases include helium, hydrogen sulfide, ammonia and hydrogen chloride, and the group of organic compounds include methane and heavy water-soluble hydrocarbons .
Согласно другому отличительному признаку анализируют на масс-спектрометре фоновый состав совокупных летучих компонентов в вакуумированной камере перед ударом по образцу и состав совокупных летучих компонентов в вакуумированной камере после удара по образцу. According to another distinguishing feature, the background composition of the total volatile components in the evacuated chamber before hitting the sample and the composition of the total volatile components in the evacuated chamber after hitting the sample are analyzed on a mass spectrometer.
Согласно еще одному отличительному признаку осуществляют предварительную математическую обработку результатов анализа состава совокупных летучих компонентов газово-жидких включений путем вычитания из значений концентраций совокупных летучих компонентов, присутствующих в вакуумированной камере после удара по образцу, фоновых концентраций совокупных летучих компонентов, присутствующих в вакуумированной камере до удара по образцу. According to another distinguishing feature, preliminary mathematical processing of the results of the analysis of the composition of the total volatile components of gas-liquid inclusions is carried out by subtracting from the values of the concentrations of the total volatile components present in the evacuated chamber after hitting the sample, the background concentrations of the total volatile components present in the evacuated chamber before hitting patterned.
Для решения поставленной задачи согласно изобретению устройство дополнительно содержит блок управления, не менее одного масс-спектрометра, не менее одного бойка, карусельный держатель образцов, несущий на верхней поверхности не менее двух концентрично расположенных серий ячеек для размещения в них образцов, и устройство перемещения держателя относительно бойков, при этом блок управления соединен обратной связью с приводами бойков, устройством перемещения держателя образцов и масс-спектрометрами, причем блок управления выполнен с возможностью путем воздействия по меньшей мере на два масс-спектрометра определять состав совокупных летучих компонентов в вакуумированной камере путем определения отношения массы к заряду (ОМЗ) как характеристики состава совокупных летучих компонентов газово-жидких включений. To solve the problem according to the invention, the device further comprises a control unit, at least one mass spectrometer, at least one striker, a carousel sample holder, bearing on the upper surface at least two concentrically arranged series of cells for placement of samples in them, and a device for moving the holder relative to strikers, while the control unit is connected in feedback with the drives of the strikers, a device for moving the sample holder and mass spectrometers, and the control unit is made with possibility by the action of at least two of the mass spectrometer to determine the composition of total volatile components in the evacuated chamber by determining the mass to charge ratio (OMZ) as the characteristics of the composition of total volatile components of gas-liquid inclusions.
В дальнейшем изобретение поясняется конкретным вариантом его выполнения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых изображены
на фиг. 1 изображение в разобранном виде системы автоматического пробоотборника для автоматического получения проб летучих компонентов совокупных газово-жидких включений из каждой из множества проб осадочных пород;
на фиг. 2 иллюстрация образования включений в тонком сечении минерала, какое может быть получено из пробы 38 породы на фиг. 1;
на фиг. 3 иллюстрация вида с частичным разрезом части автоматического пробоотборника 10 на фиг. 1 в смонтированном виде;
на фиг. 4 иллюстрация системы для масс-спектроскопического анализа проб летучих компонентов совокупных текучих включений;
на фиг. 5 иллюстрация посредством упрощенной блок-схемы управления системой автоматического пробоотборника анализа на фиг. 1 и 4;
на фиг. 6 иллюстрация посредством упрощенной блок-схемы системы для суммирования характеристик отношений массы к заряду (ОМЗ) для каждого из множества сканирований диапазона ОМЗ в отношении одной пробы совокупных летучих компонентов для получения суммированных величин ОМЗ в отношении всей совокупности сканированной в отношении одной пробы совокупных летучих компонентов, которые могут быть визуализированы на дисплее как спектрограмма ОМЗ;
на фиг. 7 схематическая иллюстрация измерений основополагающих данных автоматического пробоотборника и основополагающих данных автоматического пробоотборника плюс данные пробы совокупных текучих газово-жидких включений;
на фиг. 8 иллюстрация отличия газов включения от невключения путем вычитания основополагающих данных из данных пробы;
на фиг. 9 иллюстрация спектрограммы ОМЗ в логарифмическом масштабе пробы летучих компонентов совокупных текучих включений;
на фиг. 10 иллюстрация спектрограммы на фиг. 9 ОМЗ, но в линейном масштабе;
на фиг. 11 иллюстрация троичного графика данных о составе текучего включения, показывающая две зоны, имеющие характеристичные составы текучих включений, при этом каждая зона представляет множество точек в подземной формации;
на фиг. 12 иллюстрация изображения каротажа как функции изменений глубины при изобилии метана в летучих компонентах совокупных газово-жидких включений в специфической скважине и показывает идентификацию зон и уплотнений миграции углеводородов;
на фиг. 13 иллюстрация логарифмической спектрограммы ОМЗ пробы летучих компонентов совокупных газово-жидких включений в зоне 150 на фиг. 12;
На фиг. 14 иллюстрация изображения каротажа состава текучих включений как функции изменений глубины с изобилием аргона в специфической скважине и иллюстрирует идентифицирование зон палео-местоположения;
на фиг. 15 и 16 иллюстрация изображения каротажей состава текучих включений как функции изменений содержания CO2 и показывает в 162 и 164 соответственно район состава газово-жидкого включения в подземной формации, имеющей широкое применение как стратиграфического временного маркера;
на фиг. 17 иллюстрация изображения каротажа состава газово-жидкого включения как функции изменения глубины по содержанию гелия и показывает другой район состава газово-жидкого включения в подземной формации, имеющей широкое применение как стратиграфический временной маркер;
на фиг. 18 изображение простой ложной ловушки испытания скважины;
на фиг. 19 изображение каротажа, показывающего район состава текучего включения как функции глубины, характеризующийся изобилием парафинов, налагающихся на скважину на фиг. 20;
на фиг. 20 иллюстрация структурой контурной карты следуемой формации;
на фиг. 21 иллюстрация изменений в CO2//CO2 + метан/ во включениях смежных скважин на фиг. 20;
на фиг. 22 иллюстрация тернарных диаграмм скважин на фиг. 20, показывающих относительное изменение в метане, CO2 и ОМЗ 41, представляющего более тяжелые углеводороды;
на фиг. 23 иллюстрация изменений в составах летучих компонентов совокупных текучих включений путем изображения троичных графиков на фиг. 22 на карте (фиг. 20) подземной структуры;
на фиг. 24 иллюстрация троичных графиков в соответствии согласно изобретению с изменениями CO2/CH4/H2S летучих компонентах текучих включений в формациях, смежных со скважиной;
на фиг. 25 иллюстрация троичного графика согласно изобретению, показывающего разные характеристичные популяции CO2/CH4/H2S составов летучих компонентов включений продуктивных и непродуктивных напоров;
на фиг. 26 иллюстрация изображения каротажа H2S, нормализованного относительно CO2, как функция глубины смежно с буровой скважиной;
на фиг. 27 иллюстрация изображения каротажа изменения CO2, нормализованного относительно CH4, как функция глубины смежно со скважиной.The invention is further illustrated by a specific embodiment with reference to the accompanying drawings, in which
in FIG. 1 is an exploded view of an automatic sampler system for automatically obtaining samples of volatile components of cumulative gas-liquid inclusions from each of a plurality of sedimentary rock samples;
in FIG. 2 illustrates the formation of inclusions in a thin section of a mineral, which can be obtained from a rock sample 38 in FIG. one;
in FIG. 3 is a partially cutaway view of part of the
in FIG. 4 is an illustration of a system for mass spectroscopic analysis of samples of volatile components of cumulative fluid inclusions;
in FIG. 5 is an illustration, by means of a simplified control block diagram of the automatic analysis sampler system of FIG. 1 and 4;
in FIG. 6 illustration through a simplified block diagram of a system for summing the characteristics of the mass-to-charge (OMZ) ratios for each of a plurality of scans of the OMZ range for one sample of total volatile components to obtain cumulative OMZ values for the whole set of total volatile components scanned for one sample, which can be visualized on the display as an OMZ spectrogram;
in FIG. 7 is a schematic illustration of measurements of the fundamental data of an automatic sampler and the fundamental data of an automatic sampler plus sample data of cumulative fluid gas-liquid inclusions;
in FIG. 8 illustrates the difference between inclusion gases from non-inclusion by subtracting the underlying data from the sample data;
in FIG. 9 illustration of the OMZ spectrogram on a logarithmic scale of the sample of volatile components of the total fluid inclusions;
in FIG. 10 is an illustration of the spectrogram of FIG. 9 OMZ, but on a linear scale;
in FIG. 11 is an illustration of a ternary graph of fluid inclusion composition data showing two zones having characteristic compositions of fluid inclusions, each zone representing a plurality of points in the subterranean formation;
in FIG. 12 illustrates a logging image as a function of depth changes with methane abundance in the volatile components of cumulative gas-liquid inclusions in a specific well and shows the identification of hydrocarbon migration zones and seals;
in FIG. 13 is an illustration of a logarithmic OMZ spectrogram of a sample of volatile components of cumulative gas-liquid inclusions in
In FIG. 14 is an illustration of a log of fluid inclusion composition as a function of depth changes with argon abundance in a specific well and illustrates the identification of paleo-location zones;
in FIG. 15 and 16, an illustration of the image of fluid inclusion composition logs as a function of changes in CO 2 content and shows in 162 and 164, respectively, the composition region of the gas-liquid inclusion in the underground formation, which is widely used as a stratigraphic time marker;
in FIG. 17 illustrates the image of the composition of the gas-liquid inclusion as a function of the depth variation in the helium content and shows another region of the composition of the gas-liquid inclusion in the underground formation, which is widely used as a stratigraphic time marker;
in FIG. 18 is an image of a simple false well test trap;
in FIG. 19 is a logging depicting a fluid inclusion composition region as a function of depth, characterized by an abundance of paraffins superimposed on the well in FIG. twenty;
in FIG. 20 illustration of the structure of the contour map of the following formation;
in FIG. 21 illustrates changes in CO 2 // CO 2 + methane / in inclusions of adjacent wells in FIG. twenty;
in FIG. 22 is an illustration of ternary diagrams of wells in FIG. 20, showing a relative change in methane, CO 2, and
in FIG. 23 illustrates changes in the compositions of the volatile components of cumulative fluid inclusions by depicting ternary plots in FIG. 22 on the map (Fig. 20) of the underground structure;
in FIG. 24 illustrates ternary plots in accordance with the invention with changes in CO 2 / CH 4 / H 2 S volatile components of fluid inclusions in formations adjacent to the well;
in FIG. 25 is an illustration of a ternary graph according to the invention showing different characteristic populations of CO 2 / CH 4 / H 2 S compositions of volatile components of inclusions of productive and non-productive pressures;
in FIG. 26 is an illustration of an H 2 S log normalized to CO 2 as a function of depth adjacent to a borehole;
in FIG. 27 is an illustration of a log of a CO 2 change normalized to CH 4 as a function of depth adjacent to the well.
на фиг. 28 иллюстрация изображения каротажа изменений гелия, нормализованного относительно водорода, как функция глубины смежно с буровой скважиной. in FIG. 28 is an illustration of a log of helium changes normalized to hydrogen as a function of depth adjacent to a borehole.
Текучие включения захватываются текучими средами, имеющимися в матрице пород в очень малых полостях, которые не содействуют системе пор породы ни в отношении макропористости, ни в отношении микропористости. Текучие включения классифицируются как углеводородные включения, когда жидкие углеводороды преобладают, как водные включения, когда преобладает жидкая вода, и газообразные, когда преобладают газы. Включения также могут быть классифицированы как жидкостнозаполненные, газозаполненные или смешанные жидкостно- и газозаполненные включения, которые обычно встречаются. Fluid inclusions are trapped by fluids present in the rock matrix in very small cavities that do not contribute to the rock pore system in terms of both macroporosity and microporosity. Fluid inclusions are classified as hydrocarbon inclusions when liquid hydrocarbons prevail, as water inclusions when liquid water prevails, and gaseous when gases prevail. Inclusions can also be classified as liquid filled, gas filled, or mixed liquid and gas filled inclusions that are commonly found.
Летучие компоненты высвобождаются из газово-жидких включений и объединяются, например, путем суммирования во время анализа данных из большого числа текучих включений в каждой пробе осадочных пород. Освобожденные летучие компоненты представляют гетерогенную смесь, освобожденную из всех разных поколений и всех разных типов включений в каждую пробу породы. Молекулы, имеющие разные молекулярные веса, движутся через аналитическую систему с разными скоростями и требуют аналитической операции, которая точно и безошибочно отражает оригинальный состав смеси. Разные пробы имеют разные гетерогенные смеси текучих включений в зависимости от их соответствующих геологических историй. Путем анализа состава разных гетерогенных проб эффективным способом для получения регистрации всех присутствующих молекул могут быть идентифицированы изменения в составах, которые говорят о различных в популяции (скопления) текучих включений от района к району в земле. Volatile components are released from gas-liquid inclusions and combined, for example, by summing during analysis data from a large number of fluid inclusions in each sample of sedimentary rocks. Released volatile components represent a heterogeneous mixture released from all different generations and all different types of inclusions in each rock sample. Molecules having different molecular weights move through the analytical system at different speeds and require an analytical operation that accurately and accurately reflects the original composition of the mixture. Different samples have different heterogeneous mixtures of fluid inclusions depending on their respective geological histories. By analyzing the composition of different heterogeneous samples in an effective way to obtain registration of all the molecules present, changes in compositions can be identified that indicate different fluid inclusions in the population (accumulation) from region to region in the earth.
Обратимся теперь к фиг. 2, на ней показаны включения, которые могут наблюдаться в минеральном тонком разрезе пробы 38 породы на фиг. 1. Turning now to FIG. 2, it shows inclusions that can be observed in the mineral thin section of the rock sample 38 in FIG. one.
Под позицией 310 обозначена в целом часть пробы, взятая из естественно происходящего минерального образования, которое может быть сделано из пробы 38 породы на фиг. 1. Пробы 310 состоит из отрезанной секции, имеющей толщину около от 0,03 до 1 миллиметра, которая полирована с обеих сторон и которая смонтирована на стеклянном слайде (не показано на фиг. 1). Вид на фиг. 2 является видом полированной секции при виде через микроскоп и поэтому сильно увеличен. Примерный масштаб может быть указан тем, что по существу все текучие включения подобно включению 312, образованные в разных минеральных образованиях в пробе 310, имеют около 10 микрон в диаметре. Проба 310 включает в себя множество минеральных образований подобно минералам 314, 316, 318, 320, 322 и 324. Минералы 316 и 318 каждый включает в себя сросшиеся минералы 326 и 328, которые действуют и именуются как цемент. Under 310, a portion of the sample taken is generally taken from a naturally occurring mineral formation that can be made from a rock sample 38 in FIG. 1.
Минерал 324 включает в себя множество первичных включений, таких как включения 330 и 332. Эти включения были образованы в течение первоначального роста минерала 324. Скрытая трещина 334 образована в минерале 324 и скрытая трещина 336 образована в минерале 322 и в минерале 324. Трещина 334 была образована в минерале 324 после первоначального роста минерала 324 и таким образом после первичных включений подобно включениям 330 и 332, которые были образованы. Трещина 336 также была образована в минералах 322 и 324 после образования первичных включений в обоих минералах 322 и 324. Каждая из трещин 334 и 336 имеет множество вторичных включений, как показано, образованных позже. Эти вторичные включения были образованы во время укрытия трещин 334 и 336, когда рост минерала развивался в трещинах. Следует отметить, что вторичные включения в трещине 334 удерживают в себе окружающие текучие среды в более позднее время, чем первичные включения в минерале 324, и вторичные включения вдоль трещины 336 захватывают такие поля в более позднее время, чем когда окружающие поля были захвачены в первичных включениях в минералах 322 и 324. Кроме того, вторичные включения в трещинах 334 могут быть также образованы в течение времени, достаточно отдаленного от образования в трещине 336, и таким образом вторичные образования в трещине 334 могут быть другого поколения, чем образования в трещинах 336. Аналогичным образом первичные включения, образованные в разных минералах и цементах в пробе 310, могут быть образованы в значительно разных положениях относительно друг друга, тем самым захватывая окружающие текучие среды, присутствующие на момент образования.
Согласно изобретению эти разные классы и поколения текучих включений хаотично раскрываются и текучие включения освобождаются. Предпочтительно все или по существу все, или, по крайней мере, преобладающие текучие включения раскрываются и летучие компоненты освобождаются. According to the invention, these different classes and generations of fluid inclusions randomly open and fluid inclusions are freed. Preferably, all or substantially all, or at least the predominant fluid inclusions, are opened and volatile components are released.
Проба содержит типично только фракцию грамма, и так как включения образованы на продолжающемся основании, они представляют интеграцию истории захоронений (полезных ископаемых) во времени, которые однако могут значительно отличаться друг от друга в своих пробах буквально в нескольких дюймах в сторону друг от друга. The sample typically contains only a fraction of a gram, and since inclusions are formed on an ongoing basis, they represent the integration of the history of burials (minerals) over time, which however can significantly differ from each other in their samples literally a few inches away from each other.
Каждая проба сравнивается со многими и другими пробами для получения надежной информации в отношении разведки углеводородов. Таким образом, каждый район состава текучих включений имеет характеристичный состав текучего включения по сравнению со множеством местоположений в земле. Сравнение только нескольких проб оставляет слишком большую неопределенность в отношении того, являются или нет индивидуальные наблюдения типичной формацией. Ссылки на фиг. 11, 12 и 13 ниже показывают, что имеется значительное рассеяние в данных и поэтому требуются большие количества проб для надежного идентифицирования тенденций. На фиг. 11, 12 и 13 интенсивность отбора проб под землей составляет примерно каждые 60-90 футов. Из количества от 50 до 10000 или больше пробы анализируются в отношении каждого стратиграфического исследования, предпочтительно от 100 до 500 или больше, чтобы получить статистически и стратиграфически надежные группы данных. Пробы предпочтительно берутся, по крайней мере, каждые 200, 100, 50 или меньше футов. Интервал 60 футов дает отличные результаты во многих случаях. Более частый отбор проб может быть также выгодным. Обращаясь снова к фиг. 11, 12 и 14, можно отметить, что каждая зона представляет множество проб (см. табл. 1). Each sample is compared with many and other samples to obtain reliable information regarding hydrocarbon exploration. Thus, each region of the composition of fluid inclusions has a characteristic composition of fluid inclusion in comparison with many locations in the earth. Comparison of only a few samples leaves too much uncertainty as to whether or not individual observations are a typical formation. References to FIG. 11, 12, and 13 below show that there is significant scatter in the data and therefore large numbers of samples are required to reliably identify trends. In FIG. 11, 12, and 13, underground sampling rates are approximately every 60-90 feet. From 50 to 10,000 or more, samples are analyzed for each stratigraphic study, preferably 100 to 500 or more, to obtain statistically and stratigraphically reliable data groups. Samples are preferably taken at least every 200, 100, 50 or less feet. An interval of 60 feet gives excellent results in many cases. More frequent sampling can also be beneficial. Referring again to FIG. 11, 12 and 14, it can be noted that each zone represents many samples (see table. 1).
Вообще опыт показывает, что зоны могут быть надежно определены, когда каждая зона характеризуется по крайней мере 5 пробами, и конечно больше проб улучшает надежность, и меньше проб может также использоваться в случаях, когда позволяет рассеяние данных. In general, experience shows that zones can be reliably identified when each zone is characterized by at least 5 samples, and of course more samples improve reliability, and fewer samples can also be used in cases where data scattering allows.
Данные о композиции летучих компонентов совокупных текучих включений могут проверяться в отношении тенденций поперек домена, который отратиграфически картографируется. Для стратиграфического картографирования пробы выбираются с охватом домена в осадочном бассейне. Каждая скважина в домене может тогда быть исследована, как описано в предшествующем абзаце, и результаты могут быть изображены в поперечном разрезе домена и даже конкретной формации в домене. Data on the composition of the volatile components of the aggregate fluid inclusions can be checked against trends across the domain that is mapped out. For stratigraphic mapping, samples are selected with domain coverage in the sedimentary basin. Each well in the domain can then be examined as described in the preceding paragraph, and the results can be displayed in cross section of the domain and even a specific formation in the domain.
Пробы могут быть промытыми буровыми шламами, кернами, пробами обнаженных пород, пробами почвы и тому подобное. Буровые шламы широко доступны и дают возможность исследовать по существу всю длину буровой скважины. Далее буровые шламы собираются из многих существующих буровых скважин, так что новые скважины или пробы часто не требуются. Проба породы около 10 кубических сантиметров или даже меньше дает возможность многочисленным измерениям, если они требуются, так как только часть кубического сантиметра требуется для каждого измерения. Samples can be washed with drill cuttings, cores, samples of exposed rocks, samples of soil and the like. Drill cuttings are widely available and provide the opportunity to explore essentially the entire length of the borehole. Drill cuttings are then collected from many existing boreholes, so new wells or samples are often not required. A rock sample of about 10 cubic centimeters or even less allows multiple measurements if required, since only a fraction of a cubic centimeter is required for each measurement.
Для исследования домена из многих разнесенных скважин могут быть взяты пробы по существу вдоль всей длины или вдоль зоны, представляющей конкретный интерес, например конкретная формация, в нескольких скважинах. Эти домены анализа находятся в осадочном бассейне и дают информацию о геологических образованиях, смежных с каждой из скважин, исследуемой в зоне. От 50 до 100 и больше проб, охватывающих домен или интерес, выбираются и анализируются для определения состава текучего включения. To study the domain from many spaced wells, samples can be taken essentially along the entire length or along the zone of particular interest, for example a particular formation, in several wells. These analysis domains are located in the sedimentary basin and provide information on geological formations adjacent to each of the wells studied in the zone. Between 50 and 100 or more samples covering a domain or interest are selected and analyzed to determine the composition of the fluid inclusion.
Согласно изобретению совокупные текучие компоненты предпочтительно извлекают путем применения удара к каждой пробе породы, как описано подробно ниже, так как это освобождает и жидкие и газообразные включения. Могут применяться и другие способы, например нагревание, используя, например, нагревающую робу на одном из напоров 50, описываемом ниже, или с помощью лазера. По причине относительно небольшого числа молей присутствующего газа такие способы вообще неэффективны для раскрывания газовых включений, хотя такие способы хорошо себя проявляют в случае заполненных жидкостью включений. Нагревание также может вызвать увлечение или захват газов, не имеющих отношения к включениям. According to the invention, the total fluid components are preferably recovered by applying a blow to each rock sample, as described in detail below, since this releases both liquid and gaseous inclusions. Other methods can be used, for example, heating, using, for example, a heating robe on one of the
Обратимся теперь к фиг. 1, на ней показана в разобранном виде система, включающая в себя контроллер для освобождения, доставки и анализа состава множества проб летучих компонентов газово-жидких включений. Устройство включает в себя средство 10 освобождения для последовательного и индивидуального нанесения удара и деформирования каждой из множества проб осадочных пород, эффективного для освобождения пробы летучих компонентов совокупных текучих включений из каждого аналитического средства 12 для определения состава каждой пробы летучих компонентов текучих включений, когда они освобождаются; средства доставки-подачи 11, 27, 28 для транспортирования каждой пробы летучих компонентов текучих включений из освобождающегося средства в аналитическое средство, когда они освобождаются, и средство 16 контроллера для инициирования последовательного и индивидуального освобождения проб летучих компонентов совокупных текучих включений посредством освобождающегося средства 10 и для инициирования последовательного и индивидуального анализа каждой пробы летучих компонентов совокупных текучих включений с помощью аналитического средства 12, когда они освобождаются. Turning now to FIG. 1, it shows an exploded view of a system including a controller for releasing, delivering and analyzing the composition of a plurality of samples of volatile components of gas-liquid inclusions. The device includes release means 10 for sequentially and individually striking and deforming each of the plurality of sedimentary rock samples, effective for releasing a sample of volatile components of cumulative fluid inclusions from each
На фиг. 1 показан автоматический пробоотборник 10, управляемый контроллером 16 и обеспечивающий пробы летучих компонентов совокупных текучих включений в отношении каждой из множества проб пород для масс-спектрометра 12. Вакуумный насос 14 устанавливает вакуумный каскад 10 под вакуумом в начале последовательности анализа. После этого система поддерживается под вакуумом с помощью насосов 151, взаимодействующих с системой масс-спектрометра, см. фиг. 4.In FIG. 1 shows an
Система 10 включает в себя верхний корпус 27 и нижний корпус 28, имеющие между собой герметизирующее уплотнение 30 для образования вакууминизируемой камеры 60 (см. фиг. 3), когда корпуса 27 и 28 выравниваются друг с другом и соединяются. Уплотнение 30 может быть прокладкой из высокоэлектропроводной меди без содержания кислорода. Корпуса 27 и 28 могут быть адаптированы с помощью ножевых кромок для герметизации при контакте с прокладкой 30. Для каждого измерения используется новая прокладка. Вакууминизируемая камера имеет выходное отверстие 11 с клапаном и функционирует для подачи освобожденных летучих компонентов на анализ, когда они освобождаются. The
Верхний корпус 27 имеет множество линейных вакуумных сквозных полостей 19, 21, 23 и 25 для возможности валам от пневматических плунжеров 18, 20, 22 и двигателю 24 проходить в камеру 60 (см. фиг. 2) без потери вакуума. Каждый плунжер 18, 20, 22 и двигатель 24 имеют кожухи с фланцами 18f, 20f, 22f, 25f соответственно для герметичного сопряжения с фланцами 19f, 21f, 22f, 25f линейных сквозных полостей. Двигатель 24 может быть шаговым двигателем или серводвигателем с шифратором углового положения или любым двигателем, способным иметь управляемое угловое положение вала. Контроллер 16 может включать в себя системы, которые хорошо известны для генерирования сигналов и приводных сил для движения плунжеров 18, 20 и 22. The
Нижний корпус 28 содержит фланцы 28f, боковую стенку 28с и основание 28b. Основание 28b имеет паз 32, в котором может быть размещено множество подшипников 34. Круглая карусель 26 выполнена со множеством ячеек 36 для проб и центрированной щелью 46 для приема шпонки 44 вала на валу 42 шагового двигателя. Карусель 26 имеет паз 32b для контакта с подшипниками 34 в канавке 32a в основании 28b. В результате, когда карусель 26 устанавливается в нижнем корпусе 28, пазы 32b и 32a взаимодействуют для выравнивания карусели 26 аксиально, и подшипники 34 обеспечивают вращение карусели 26 в ответ на вращение вала 42 двигателя 24 благодаря соединению шпонки 44 со щелью (шпоночной канавкой) 46. The
Ячейки 36 для проб каждая являются эффективными для приема пробы 38 породы и для сохранения ее в ограниченном пространстве во время освобождения летучих компонентов между стенками и основанием камеры и ударонаносящим средством.
Как показано, имеются три пневматических плунжера 18, 20 и 22, проходящие в верхний корпус 27. Может использоваться больше или меньше плунжеров. Показанная карусель 26 имеет три концентрических кольца ячеек 36 для проб, и каждый пневматический плунжер соосно выравнивается с соответствующим концентрическим кольцом ячеек для проб. Плунжер 19 показан с толкателем 52 и наконечником плунжера 54. Плунжер 19 соосно выровнен с наружным кольцом 36о; плунжер 20 соосно выровнен с промежуточным кольцом 36i и плунжер 22 соосно выровнен с центральным кольцом 36с. Таким образом, когда ячейка 36 для пробы соосно выровнена с соответствующим плунжером, плунжер может приводиться в действие для совершения удара по пробе 38 в ячейке, эффективного для освобождения пробы совокупных летучих компонентов. Предпочтительно каждая ячейка для пробы также образована со вставкой 40 ячейки для пробы для предотвращения перекрестного загрязнения проб во время нанесения удара. Вставка 40 может считаться частью ударонаносящего средства. Проба 38 и вставка 40 показаны в увеличенном масштабе в круге 39 для большей ясности. Однако вставка 40 адаптирована закрывать пробу 38 в ячейке 36, одновременно давая возможность летучим компонентам улетучиваться через кольцевой зазор между вставкой 40 и стенкой ячейки 36. Хотя показаны только одна вставка 40 и проба 38, обычно вставок 40 и проб 38 столько же, сколько ячеек 36. As shown, there are three
Обратимся теперь к фиг. 3, на ней показано более подробно функционирование пневматических плунжеров. На фиг. 3 показан пневматический плунжер 19, который, как показано, аксиально выровнен с наружным рядом 36о ячеек для проб на карусели 26. В ответ на сигнал с контроллера 16 (см. фиг. 1) сильфоны 48 пневматического плунжера расширяются, приводя в движение вал 50 и толкатель 52 для вхождения в контакт со вставкой 40, нанося удар по пробе 38 (см. фиг. 1) в ячейке 36. Нанесение удара по пробе может производиться один или больше раз, предпочтительно несколько раз под управлением контроллера 16 для обеспечения освобождения по существу всех летучих компонентов текучих включений. Освобожденные газы текучих газово-жидких включений затем транспортируются в камеру 60 через пространство между нижней поверхностью верхнего корпуса 27 и верхней поверхностью карусели 26 на масс-спектрометр 12 для анализа. Turning now to FIG. 3, it shows in more detail the operation of pneumatic plungers. In FIG. 3 shows a
Нанесение удара по пробе предпочтительно производится в то время, когда проба плотно окружена вставкой 40 в ячейке 36. Удар может быть любым ударом, достаточным для освобождения пробы летучего компонента совокупных текучих включений, например, путем измельчения, пульверизации и тому подобное. Предпочтительно удар является эффективным, чтобы вызвать деформацию или сотрясение пробы, эффективное для освобождения пробы совокупных летучих компонентов по существу без крошения или измельчения в порошок пробы. Для большинства измерений буровых шламов удар около 400 фунтов на квадратный дюйм является эффективным. Благодаря этому образование новых поверхностей, на которых может происходить адсорбция освобожденных летучих компонентов, снижается. Результатом дробления предпочтительно является деформированная проба породы, сформованная ячейкой пробы и дробящим средством в компактную объединенную массу. The impact on the sample is preferably carried out while the sample is tightly surrounded by
Нанесение удара может производиться фактически мгновенно длительностью до 10 секунд и даже больше. Десять секунд дают очень удовлетворительные результаты. В таком случае толкатель ударяет пробу породы и поддерживает деформирующее давление на текучее включение в течение 10 секунд, например, когда используется итеративное нанесение удара, все итерации могут производиться в течение 10 секунд или меньше, если необходимо. Нанесение удара может быть в течение времени, эффективном для освобождения объема газов текучих включений. Предпочитается освобождение по существу всех или по крайней мере предпочитаемых летучих компонентов текучего включения. Striking can be done virtually instantly lasting up to 10 seconds and even more. Ten seconds give very satisfactory results. In this case, the pusher strikes the rock sample and maintains the deforming pressure on the fluid inclusion for 10 seconds, for example, when iterative impact is used, all iterations can be performed in 10 seconds or less, if necessary. Striking can be for a period of time effective to release the volume of gases of fluid inclusions. It is preferred that substantially all or at least preferred volatile components of a fluid inclusion be released.
Как показано, изобретение включает в себя контроллер 16 для управления пробоотборником 10, например, путем управления двигателем 24, плунжерами 18, 20, 22 для освобождения последовательно массы из каждой из множества проб породы компонентов текучих включений и для управления масс-спектрометром 12 для транспортирования и анализа освобожденных текучих сред. As shown, the invention includes a
Контроллер 16 описан более подробно со ссылкой на фиг. 5.
Контроллер 16 может быть, например, персональным компьютером, запрограммированным для управления автоматическим пробоотборником и загрузки в память данных о составе, полученных от масс-спектрометра 12, на диск, вместе с устройством для возбуждения плунжеров, двигателя, управления масс-спектрометром и тому подобное. Такое оборудование хорошо известно и может быть легко смонтировано специалистами в этой области техники, к какой относится изобретение. Использование персонального компьютера для такого управления здесь описывается, но может использоваться любой соответствующий компьютер. The
Как обозначено под позицией 220 на фиг. 5, некоторые предварительные операции могут управляться контроллером 16. Так, например, контроллер 16 может генерировать сигналы для форматирования диска данных в контроллере 16 для калибровки системы 12 масс-спектрометра и для позиционирования карусели 26 для анализа заданной первой пробы породы. As indicated by 220 in FIG. 5, some preliminary operations can be controlled by
Для каждой породы контроллер 16 генерирует сигналы, инициирующие измерения и регистрации (записи) основополагающих данных, инициируя нанесение удара по пробе породы, инициируя измерение и регистрацию основополагающих данных и плюс летучих компонентов текучих включений, инициируя загрузку предварительно записанных данных на диск и определяя, все ли пробы были измерены. Если все пробы были измерены, контроллер 16 генерирует сигнал, управляющий двигателем 24, для переведения карусели 26 в положение для дробления следующей пробы породы. Когда все пробы были измерены, контроллер 16 может выполнить конец операции измерения, такой как снятие вакуума в системе, передача данных и тому подобное. Работа контроллера 16 показана более подробно на фиг. 5, описываемой ниже. For each breed,
Пробы пород. Samples of rocks.
Промытый шлам, керн, пробы обнаженных пород, даже пробы почвы, собранные в разных местах в или на земле, могут быть анализированы. Керны бокового грунтоноса ударного типа в настоящее время не предпочитаются по причине разлома зерна, что приводит к разрыву включений во время отбора керна. Как описано со ссылкой на фиг. 7 и 8 ниже, способ согласно изобретению различает газы включения от газов, не содержащихся во включении, и часто не имеет значения, являются ли буровые шламы из скважины, пробуренной с помощью раствора на нефтяной основе или на водяной основе. Однако иногда основополагающие уровни, полученные из некоторых шламов из скважин, пробуренных с помощью промывочного раствора на нефтяной основе, так высоки, что маскируют или скрывают реагирование от раскрытия включений. Буровые и другие текучие среды, присутствующие в порах или адсорбированные на породе, такие как текучие среды формации, происходящие в системе пор породы, могут удаляться перед освобождением текучих включений для снижения фоновых уровней. Извлечение остатков бурового раствора в растворителе очевидно снимает проблему, но является дорогим и может занимать недели или месяцы в отношении нескольких сот проб, которые могут использоваться в одном исследовании включений. Однако предпочитаемый способ раскрывания включений, описанный ниже, отличает газы включения от газов невключения в большинстве случаев. Далее нагревание, например, при 200oC в воздухе в течение ночи перед анализом часто снижает фон до требуемого уровня.Washed sludge, core, exposed rock samples, even soil samples collected at different places in or on the ground, can be analyzed. Impact type lateral soil core cores are currently not preferred due to grain fracture, which leads to rupture of inclusions during coring. As described with reference to FIG. 7 and 8 below, the method according to the invention distinguishes inclusion gases from gases not contained in the inclusion, and it often does not matter whether drill cuttings are from a well drilled with an oil-based or water-based solution. However, sometimes the fundamental levels obtained from some sludge from wells drilled with an oil-based wash solution are so high that they mask or obscure the response from opening of inclusions. Drilling fluids and other fluids present in pores or adsorbed on the rock, such as formation fluids occurring in the rock pore system, can be removed before releasing fluids to reduce background levels. Removing drilling fluid residues in a solvent obviously removes the problem, but is expensive and can take weeks or months for several hundred samples that can be used in a single inclusion study. However, the preferred method for opening inclusions, described below, distinguishes inclusion gases from non-inclusion gases in most cases. Further, heating, for example, at 200 ° C. in air overnight before analysis often lowers the background to the desired level.
Способ может использоваться в отношении карбонатов, пластических пород и песчаников. The method can be used in relation to carbonates, plastic rocks and sandstones.
Типичная проба породы менее 10 см3 по объему, что обеспечивает достаточно материала для нескольких измерений, если это необходимо. Пробы в виде керна и обнаженных пород обычно ломаются перед анализом, тогда как пробы из бурового шлама могут вводиться непосредственно в ячейки для проб. Индивидуальные пробы для анализа вообще занимают диапазон примерно от 1/100 до 1/2 см3, типично примерно от 1/25 до 1/2 см3.A typical rock sample is less than 10 cm 3 in volume, which provides enough material for several measurements, if necessary. Samples in the form of core and exposed rocks are usually broken before analysis, while samples from drill cuttings can be injected directly into the sample cells. Individual assays for analysis generally range from about 1/100 to 1/2 cm 3 , typically from about 1/25 to 1/2 cm 3 .
В отношении профилей одной скважины проба из бурового шлама на каждые 60-90 футов может анализироваться. Может использоваться более частый пробоотбор поперек зон особой важности. Пробы предпочтительно не комбинированные, т. е. буровые шламы из разных глубин не объединяются, хотя при необходимости комбинированные пробы могут использоваться. Частота проб из обнаженных пород или кернов, например, каждые 10-20 футов зависит от масштаба проблемы, которая поставлена, и возможности средств. В целом предпочитаются интервалы между 1 и 200 футов. For single well profiles, drill cuttings samples for every 60-90 feet can be analyzed. More frequent sampling across areas of special importance may be used. Samples are preferably not combined, i.e. drill cuttings from different depths are not combined, although combined samples can be used if necessary. The frequency of samples from exposed rocks or cores, for example, every 10-20 feet, depends on the scale of the problem that is posed and the means available. Generally, intervals between 1 and 200 feet are preferred.
Анализы. Analyzes.
Пробы анализируются путем использования автоматического пробоотборника текучих включений. Пробы 38 загружаются в карусель 26, содержащую отверстия или ячейки 36 для проб. Стальные вставки 40 помещаются в ячейки 36 сверху проб. В течение анализа вставки 40 вталкиваются толкателями 50, имеющими плунжерные наконечники 52. Вставки 40 обеспечивают, что вся проба подвергается удару и предотвращает межпробное загрязнение (т.е. взаимное загрязнение проб друг друга) из-за рассеиваемых крошек и кусков. Глубины регистрируются путем ввода в компьютер, такой как контроллер 16, когда пробы загружаются в заданные ячейки для проб на карусели. Глубины позже могут быть переданы на другой компьютер, такой как основной компьютер для анализа получаемых данных, если это требуется. Samples are analyzed using an automatic fluid inclusion sampler. Samples 38 are loaded into a
Загруженная карусель 26 может нагреваться при 200oC в течение ночи перед анализом для устранения большинства поглощенной воды и других летучих компонентов, снижая время вакууминизации в вакуумной системе. Загруженные карусели 26 могут быть затем извлечены из сушильной печи и загружены в нижний корпус 28. При конфигурации понижения давления величина 13b размыкается, а величина 11b замыкается; при автоматической конфигурации пробоотбора 11b замыкается и 13b размыкается. Автоматический пробоотборник 10 может нагреваться для поддержания проб при температуре около 150oC в течение операции. Линии впуска и выпуска в систему 12 масс-спектрометра могут также нагреваться до 150oC.The loaded
Вообще температура анализа может быть любой температурой, эффективной для испарения конкретных молекул, представляющих интерес, до температуры менее чем температура, при которой тепловое растрескивание вызывает освобождение летучих компонентов текучих включений. Для разведки нефти и газа температуры в диапазоне от 150 до 200oC являются, в частности, выгодными для испарения углеводородов.In general, the analysis temperature can be any temperature effective to vaporize specific molecules of interest to a temperature less than the temperature at which thermal cracking releases the volatile components of the fluid inclusions. For oil and gas exploration, temperatures in the range of 150 to 200 ° C. are particularly advantageous for the evaporation of hydrocarbons.
Автоматический пробоотборник 10 затем вакууминизируется, например, сначала до очень высокого вакуума, используя турбомолекулярный насос, такой как насос 14, не открывающийся в масс-спектрометры. Вся система может затем вакууминизироваться в своей аналитической конфигурации, например, в течение периода времени три часа перед началом аналитического измерения. Когда система находится в аналитической конфигурации, освобожденные летучие компоненты включений из автоматического пробоотборника 10 могут накачиваться непосредственно в масс-спектрометры 12 (см. фиг. 4). Иначе говоря, используемый во время анализа должен нагнетаться через ионизационные камеры масс-спектрометров, чтобы откачивать в сторону. Это можно видеть более четко на фиг. 4. The
В системе поддерживается вакуум порядка от 10-8 до 10-6 торр. Даже во время освобождения летучих компонентов давление не будет снижаться ниже 10-6 торр. Вообще насосы, вакууминизирующие систему во время аналитической конфигурации, поддерживают низкие давления для обеспечения по существу всех освобожденных летучих компонентов или прошедших через масс-спектрометры для анализа.The system maintains a vacuum of the order of 10 -8 to 10 -6 torr. Even during the release of volatile components, the pressure will not drop below 10 -6 torr. In general, pumps that evacuate the system during an analytical configuration maintain low pressures to provide substantially all released volatile components or passed through mass spectrometers for analysis.
Автоматический пробоотборник 10 изображен на фиг. 1 и 3. Круговая канавка 32 в основании карусели 26 покоится на шарикоподшипниках 34, которые смонтированы в круговой канавке в нижней пластине нижнего корпуса 28. Асимметричное ушко 44 входит в паз 46 в карусели. Асимметрия ушка и паза обеспечивает, что лоток проб правильно устанавливается в автоматическом пробоотборнике, так что каждая проба имеет единственную определенную позицию относительно пробоотборника. Верхний и нижний корпуса 27 и 28 автоматического пробоотборника 10 скрепляются вместе. Не содержащая кислорода высокой электропроводности медная прокладка 30 вставляется между двумя половинами перед их соединением. Вакуумное уплотнение достигается с помощью ножевых кромок в верхней и нижней половинах, врезающихся в прокладку. Предпочтительно никакие углеводородные компоненты не используются ни в одной части системы. An
Двигатель 24 под управлением контроллера 16 по линии 12c приводит в движение вал 42, который вращает асимметричный паз 44, который вращает карусель 26. Как показано, предусмотрены три узла нанесения удара, по одному на каждый из трех рядов проб. Каждая проба, в свою очередь, устанавливается под одним из ударных средств. The motor 24, under the control of the
На фиг. 3 показаны с частичным разрезом ударные средства, установленные над пробой в герметизированном автоматическом пробоотборнике 10. Ударное средство может быть типа сильфонов 48 из нержавеющей стали, которые передают линейное движение, генерируемое снаружи вакуумной камеры, валу 50 внутри вакуумной камеры 60. Сильфоны 48 могут приводиться в действие от вышеупомянутого посредством воздушного поршня, который может быть включен в контроллер 16 для опускания и поднятия сильфонов 48. Плунжерный наконечник 52 покрывает конец вала 50. Вал 50 установлен непосредственно над вставкой 40, которая находится на верхней поверхности пробы породы 38, как показано на фиг. 1. Проба теперь готова для анализа. In FIG. 3 shows, in partial section, a percussion means installed above the sample in a sealed
На фиг. 4 показан масс-спектрометрический анализ проб совокупных текучих включений согласно изобретению. In FIG. 4 shows a mass spectrometric analysis of samples of cumulative fluid inclusions according to the invention.
Обратимся теперь к фиг. 4, на ней показан источник 10' проб летучих компонентов совокупных текучих включений, такой как автоматический пробоотборник 10 на фиг. 1, соединенный посредством линии 11', имеющей клапан 11'v, с предпочитаемым вариантом масс-спектрометров 12'. Во время аналитической конфигурации клапан 11'v открыт и пробы отводятся, как только они освобождаются путем крошения. Таким образом, система, показанная на фиг. 4, является динамической, т.е. открытой для пробоотборника отборника 10' во время освобождения проб. Как показано, масс-спектрометры выполнены в двух группах из трех, каждая группа имеет насос 15' для прокачки пробы из линии 11' в каждый из масс-спектрометров 12' по выходной линии 13'. Каждый масс-спектрометр имеет конфигурацию для опробования специфического набора характеристик ОМЗ, используя оптимальное усиление для каждого, например, следующим образом. Turning now to FIG. 4, it shows a
Масс-спектрометр Опробованные характеристики отношения массы к заряду (ОМЗ)
1 2, 16, 17, 18, 28, 44
2 3, 4, 12, 13, 14, 15, 19-27, 29-43, 45-60
3 61-120
4 121-180
5 181-240
6 241-300
Вообще нет пиков при ОМЗ от 5 до 11. Специалисты по использованию масс-спектрометров могут видеть, что путем распределения специфических масс-спектрометров по пробам, набор характеристик ОМЗ, которые имеют сравнимые амплитуды, временные потери при переключении усилителей для масс-спектрометров могут быть снижены. Таким образом, пробы масс-спектрометра 1, которые он измеряет, являются наиболее обильными ОМЗ 61, и масс-спектрометр 2 измеряет пробы, наименее обильные ОМЗ 61.Mass Spectrometer Tested Mass to Charge Ratio (OMZ)
1 2, 16, 17, 18, 28, 44
2 3, 4, 12, 13, 14, 15, 19-27, 29-43, 45-60
3 61-120
4 121-180
5 181-240
6 241-300
In general, there are no peaks with OMZ from 5 to 11. Specialists in the use of mass spectrometers can see that by distributing specific mass spectrometers among samples, a set of characteristics of OMZ, which have comparable amplitudes, time losses when switching amplifiers for mass spectrometers can be reduced . Thus, the samples of
Линия сигнала 0-10 В каждого масс-спектрометра 12' операционно соединяется с группой из пяти формирователей 17' сигналов, каждый с конфигурацией для разных оптимальных усилений, например, следующего типа:
Формирователь сигнала Конфигурация усиления
1 0-10 B
2 0-5 B
3 0-1 B
4 0-0,5 B
5 0-0,1 B
Выходы формирователей сигналов 17 соединены с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 17' и затем с контроллером 16' компьютера. Для упрощения показан только выход одного масс-спектрометра 12', другой масс-спектрометр 12' имеет ту же конфигурацию.The signal line 0-10 V of each mass spectrometer 12 'is operatively connected to a group of five signal conditioners 17', each with a configuration for different optimal amplifications, for example, of the following type:
Signal Conditioner Gain Configuration
1 0-10 B
2 0-5 B
3 0-1 B
4 0-0.5 B
5 0-0.1 B
The outputs of the
Как показано, система масс-спектрометров на фиг. 4 открыта для пробоотборника 10' во время измерения проб. Это снижает время присутствия летучих компонентов в пробоотборнике 10', но означает, что летучие компоненты пропускаются через систему масс-спектрометров в течение периода времени в зависимости от относительного молекулярного веса летучих компонентов и период времени, когда летучие компоненты высвобождаются из конкретной пробы. Например, скорость пробега летучих компонентов зависит от молекулярного веса, так что более легкие летучие компоненты анализируются до более тяжелых летучих компонентов. Также, когда пробоотборник 10' является автоматическим пробоотборником 10 согласно другому отличительному признаку изобретения, нанесение удара по пробе для освобождения летучих компонентов занимает дискретную величину времени, и, если применяются многократные удары, может иметь место серия освобождений летучих компонентов для анализа одной пробы породы. As shown, the mass spectrometer system of FIG. 4 is open to the 10 'sampler during sample measurement. This reduces the time of presence of volatile components in the sampler 10 ', but means that volatile components are passed through a mass spectrometer system over a period of time depending on the relative molecular weight of the volatile components and the time period when the volatile components are released from a particular sample. For example, the travel speed of volatile components depends on molecular weight, so that lighter volatile components are analyzed to heavier volatile components. Also, when the
Согласно отличительным признакам изобретения необходимо иметь запись ОМЗ для пробы породы, которая надежно обеспечивает сравнение соединений, представленных одним или больше ОМЗ, с одним или больше других соединений. According to the distinguishing features of the invention, it is necessary to have an OMZ record for a rock sample that reliably compares compounds represented by one or more OMZ with one or more other compounds.
Согласно одному отличительному признаку изобретения предусмотрена система масс-спектрометров для получения такой надежной записи. Система масс-спектрометров выполнена и управляется для сканирования диапазона ОМЗ, представляющих интерес множество раз во время периода освобождения летучих компонентов из каждой пробы породы, и результаты из всего множества сканирований суммируются на основе ОМЗ за ОМЗ для каждой пробы породы. According to one feature of the invention, a mass spectrometer system is provided to provide such a reliable record. The mass spectrometer system is designed and controlled to scan the OMZ range, which are of interest many times during the period of release of volatile components from each rock sample, and the results from the whole set of scans are summarized on the basis of OMZ for OMZ for each rock sample.
Как здесь описано, диапазон ОМЗ, представляющих интерес, это диапазон 2-300 ОМЗ для охвата преимущественного диапазона для анализа. Может использоваться меньший или больший диапазон. Как показано, система масс-спектрометров выполнена с расчетом измерять пробы наиболее распространенных ОМЗ, используя одни масс-спектрометр, чтобы избежать потери времени из-за переключения усилителя. Как здесь описано, множество сканирований составляет 256. Может использоваться меньше или больше сканирований. Однако уменьшение числа сканирований ведет к потере точности и правильности. Поэтому необходимо скорее сканирований больше, чем меньше. As described here, the range of OMZs of interest is the range of 2-300 OMZ to cover the preferred range for analysis. A smaller or larger range may be used. As shown, the mass spectrometer system was designed to measure the samples of the most common OMZ using a single mass spectrometer in order to avoid time loss due to switching the amplifier. As described herein, a plurality of scans is 256. Less or more scans may be used. However, reducing the number of scans leads to a loss of accuracy and correctness. Therefore, more scans are needed rather than fewer.
Обратимся теперь к фиг. 5, на ней показано управление системой масс-спектрометров на фиг. 4, интегральное с управлением автоматического пробоотборника 10 на фиг. 1. Вообще система сканирует пробоотборник 10' множество раз в течение времени, когда проба не освобождается, и суммирует результаты на основе ОМЗ за ОМЗ. Затем система сканирует пробоотборник 10' множество раз в течение времени, когда проба летучих компонентов освобождается из конкретной пробы породы, и суммирует результаты на основе ОМЗ за ОМЗ. Система повторяет предшествующие две стадии, пока не будет измерено множество проб. На стадии редактирования предварительных данных основополагающие показания, взятые перед считыванием каждой пробы, могут быть удалены из показаний пробы. Редактирование предварительных данных описано более подробно со ссылкой на фиг. 7 и 8. Turning now to FIG. 5, it shows the control of the mass spectrometer system of FIG. 4, integral with the control of the
Обратимся теперь к фиг. 5 подробно, на ней показана система для управления пробоотборником 10 и системой масс-спектрометров на фиг. 4, используя персональный компьютер, в котором данные записаны на диске ЗУ, и они передаются на другой компьютер для анализа. Ясно, что возможны другие системы контроллера для использования с изобретением и изобретение не ограничивается конкретным описанным компьютерным устройством. Turning now to FIG. 5 in detail, it shows a system for controlling a
Стадия 220 предназначена для выполнения некоторых предварительных операций, таких как форматирование диска данных, калибровка масс-спектрометров и позиционирование карусели 26 для дробления первой пробы. Step 220 is intended to perform some preliminary operations, such as formatting a data disk, calibrating mass spectrometers, and
Стадия 222 предназначена для установления начала диапазона ОМЗ (ОМЗ=2). Стадия 224 предназначена для контроллера 16, измеряющего выход масс-спектрометра с конфигурацией для ОМЗ 2, и стадия 226 предназначена для компьютера, выбирающего формирователь сигнала для оптимального усиления сигнала ОМЗ 2, и инициирование выхода выбранного формирователя появиться на выходной линии АЦП 17', когда компьютер выбирает его (стадия 228). Стадия 230 предназначена для подачи масс-спектрометра на следующий испытываемый ОМЗ. Это может быть достигнуто, например, путем использования цифроаналогового преобразователя в контроллере 16(см. дополнительную таблицу в отношении конкретного распределения ОМЗ по масс-спектрометрам). Стадия 232 предназначена для загрузки выбранных АЦП в соответствующий сумматор. Компьютер затем посредством стадий 234 и 236, которые предназначены для компьютера, выбирает аналогичным образом через схему 244 масс-спектрометр, предписанный следующему ОМЗ, пока не будет сканирован весь диапазон ОМЗ, как показано ОМЗ 2-300.
Стадия подачи соответствующего масс-спектрометра на следующий ОМЗ показана на фиг. 4 линией 121 и на фиг. 5 стадией 230. Это может быть достигнуто путем использования контроллера 16, содержащего ЦАП (цифроаналоговый преобразователь). Таким образом персональный компьютер может обеспечить сигнал, выбирающий следующий масс-спектрометр для следующего ОМЗ, для ЦАП в отношении конкретного масс-спектрометра. ЦАП может тогда инициировать соответствующий масс-спектрометр принять конфигурацию для следующего ОМЗ, подлежащего считыванию. The step of supplying the appropriate mass spectrometer to the next OMZ is shown in FIG. 4 by line 121 and in FIG. 5 by
На стадии 238 весь диапазон ОМЗ, представляющих интерес, сканируется множество раз в отношении каждой пробы породы и данные в отношении каждого ОМЗ, суммируемого на основе ОМЗ за ОМЗ в отношении множества сканирований. После 256 сканирований компьютер проверяет, было ли это сканирование фоновых данных или данных о пробе на стадии 240. Это может быть простым определением комплекта 256 сканирований как второго комплекта с момента нанесения ударов по предшествующей пробе породы. После определения, что считанные показания были фоновыми показаниями, на стадии 242 фоновые данные загружаются для пробоотборника в ЗУ компьютера и генерируется сигнал для автоматического пробоотбирателя 10, побуждающий произвести удар по первой пробе и вернуться к стадии 244. At
Стадии с 224 по 240 затем повторяются, и когда стадия 240 теперь реагирует, то указывает, что данные пробы измерены и стадия 246 загружает данные пробы на диск. Стадия 248 определяет, все ли пробы измерены, и если нет, то с помощью стадии 250 и схемы 252 посылает сигнал по линии 12c (см. фиг. 1) на пробоотборник 10 для установления следующей пробы породы для анализа. После того, как стадия 248 указывает, что все пробы измерены, стадия 254 заканчивает измерения и тогда данные могут быть переданы (см. стадию 256) на другой компьютер для редакции предварительных данных. Все описанные выше стадии могут быть легко реализованы специалистами в этой области техники компьютеризованного управления из приведенного здесь описания, используя оборудование, выпускаемое промышленностью.
Обратимся теперь к фиг. 6, на ней показана программа автоматического переключения диапазонов измерений для выбора оптимального формирователя сигналов для каждого показания ОМЗ и для суммирования показаний на основе ОМЗ за ОМЗ. Для каждого показания ОМЗ выбирается конкретный формирователь сигналов, например, посредством управляющего устройства 200 усилением 0-5B. Затем каждая характеристика ОМЗ направляется на соответствующее ЗУ для суммирования стадий 202, 204, 206 и 208. Таким образом, если стадия 202 показывает, что сигнал S для данного ОМЗ больше 5 B, характеристика опробывается на канале 0-10 B и суммируется, используя сумматор 203, предназначенный для 0-10 B. Если 1<S<5, стадия 204 опробывает и суммирует характеристику, используя сумматор 205 на 0-5 B. Если 0,5<S<1, стадия 206 опробывает и суммирует характеристику, используя сумматор 207 на 0-1 B. Если 0,1<S<0,5, стадия 208 опробывает и суммирует характеристику, используя сумматор 209; если меньше 0,1, используя сумматор 211. После того, как, например, 256 масс-сканирований суммировано для каждой масс-характеристики в диапазоне 2-300 результатов отношения массы к заряду, компьютер 16 может суммировать характеристики ОМЗ для каждого ОМЗ во всех сканированиях и может генерировать для каждой пробы летучих компонентов совокупных текучих включений масс-спектрограмму типа, показанного под позицией 220. Масс-спектрограммы для основополагающих данных автоматического пробоотборника и для пробы также показаны в упрощенном виде под позициями 132 и 136 соответственно на фиг. 7 и 8. Turning now to FIG. 6, it shows a program for automatically switching measurement ranges to select the optimal signal shaper for each OMZ reading and to summarize the readings based on OMZ for OMZ. For each OMZ indication, a specific signal driver is selected, for example, by means of a
Во время функционирования контроллер 16 считывает выход масс-спектрометров 12' 256 раз в течение примерно 10 секунд, когда проба летучих компонентов высвобождена из индивидуальной пробы породы для сбора полного спектра 256 ОМЗ от ОМЗ 2 до 300, т.е. для каждой пробы летучих компонентов выполняется 256 сканирований ОМЗ 2-300. Сумматор 213, например, в компьютере 16 суммирует 256 характеристик от каждого ОМЗ из всего множества сканирований, какие накапливаются. Сигнал 0-10 В от каждого масс-спектрометра посылается на группу из пяти формирователей сигналов, отрегулированных на разные усиления. Усиления формирователей 30 сигналов калибруются, используя стандарты Национального Бюро Стандартов. Компьютер использует программу автоматического переключения диапазонов измерений такую, как показано на фиг. 6, чтобы выбрать оптимальный формирователь сигналов для каждого сканирования ОМЗ. During operation, the
Для каждого ОМЗ после выбора формирователя оптимального сигнала, сбора данных, сложения их в целом для этого ОМЗ и загрузки результатов и ЗУ контроллер 16 возбуждает соответствующую систему масс-спектрометров, чтобы приступить к следующему ОМЗ. Затем компьютер считывает сигнал с масс-спектрометров в конфигурации для выборки этого ОМЗ и т.д. пока 256 сканирований ОМЗ не будет суммировано. Протекает около 100 микросекунд между каждым опробованным ОМЗ. For each OMZ, after selecting the optimal signal shaper, collecting data, adding them as a whole for this OMZ and loading the results and the memory, the
Множество масс-спектрометров используется для опробования диапазона ОМЗ, представляющих интерес при нефтяной или газовой разведке. Предпочтительно по существу все или по крайней мере предпочтительные диапазоны, как 2-60, 2-120, 2-180, 2-240, 2-300 и тому подобное, сканируются множество раз, когда проба летучих компонентов освобождена из каждой пробы породы. Many mass spectrometers are used to test the OMZ range of interest in oil or gas exploration. Preferably, substantially all or at least preferred ranges, such as 2-60, 2-120, 2-180, 2-240, 2-300 and the like, are scanned multiple times when a sample of volatile components is released from each rock sample.
Для каждой пробы породы суммированные данные из первого множества сканирований представляют анализ фоновых газов в системе (см. 130 фиг. 7). Эти газы вытекают в результате излома водных минералов, а также освобождения летучих компонентов, адсорбированных на породах, равно как остаточных газов, остающихся от прежних проб. Все пробы пород, а также автоматический пробоотборник и остальная часть вакуумной системы содействуют фону системы. For each rock sample, the summarized data from the first set of scans represent an analysis of the background gases in the system (see 130 of Fig. 7). These gases result from the fracture of aqueous minerals, as well as the release of volatile components adsorbed on the rocks, as well as residual gases remaining from previous samples. All rock samples, as well as the automatic sampler and the rest of the vacuum system, contribute to the background of the system.
После того, как фон охарактеризован, компьютер посылает сигнал и управляет соответствующим воздушным поршнем один или больше раз для вталкивания соответствующей стальной вставки, тем самым нанося удар по пробе (время протекания показано на фиг. 7 стрелкой 134). 256 новых сканирований ОМЗ 2-300 инициируются каждый раз, когда проба породы подвергается удару или когда проба породы крошится много раз. Большинство текучих включений в пробе ломается/разрушается в результате этого процесса и высвобождает свои газы в вакуумную систему. Сумма второго и последующего множеств из 256 сканирований представляет анализ газов текучих включений плюс фон, как показано под позицией 136 на фиг. 7. After the background is characterized, the computer sends a signal and controls the corresponding air piston one or more times to push the corresponding steel insert, thereby striking the sample (the flow time is shown in Fig. 7 by arrow 134). 256 new scans of OMZ 2-300 are initiated each time a rock sample is impacted or when a rock sample crumbles many times. Most fluid inclusions in the sample break / break as a result of this process and release their gases into the vacuum system. The sum of the second and subsequent sets of 256 scans represents an analysis of fluid inclusions plus a background, as shown under 136 in FIG. 7.
Обратимся теперь к фиг. 8, на ней показана стадия редакции (сокращения) предварительных данных, на которой часть 132 фонового газа, охарактеризованная непосредственно перед нанесением удара на каждую пробу породы, вычитывается из данных 136 на основе ОМЗ за ОМЗ в отношении каждой пробы летучих компонентов совокупных текучих включений плюс фон. Этот способ эффективен для дискриминации газов включений от газов невключений, так что конечная запись летучих компонентов представляет газы включений. Turning now to FIG. 8, it shows the stage of editing (reduction) of preliminary data, in which a portion of 132 background gas, characterized immediately before striking each rock sample, is subtracted from
Это газовый анализ, здесь нет несущей текучей среды. Анализы каждой пробы занимают около 25 секунд. Короткий период времени, например девяносто секунд, может допускаться между пробами для системы, чтобы откачать (выпустить) как можно больше освобожденных газов включений, насколько это практически возможно. Многие вещества, которые являются жидкими при комнатной температуре и давлениях, являются газами при сверхвысоком вакууме и 150oC, как например вода и углеводороды бензинового ряда. Однако углеводороды с очень длинной цепью остаются жидкими даже при названных условиях и поэтому типично не анализируются.This is a gas analysis, there is no carrier fluid. Analysis of each sample takes about 25 seconds. A short period of time, for example ninety seconds, may be allowed between samples for the system to pump out (release) as many released inclusion gases as possible. Many substances that are liquid at room temperature and pressure are gases at ultrahigh vacuum and 150 o C, such as water and gasoline hydrocarbons. However, very long chain hydrocarbons remain liquid even under these conditions and therefore are not typically analyzed.
Масс-спектрометрия. Mass spectrometry.
Данные с композиции, используемые для стратиграфического картографирования подземной структуры, предпочтительно являются результатом масс-спектрографических анализов содержаний летучих компонентов текучих включений, освобожденных в массе из проб породы. Устройство и способы для быстрого и эффективного получения проб совокупных летучих компонентов описаны выше. Data from the composition used for stratigraphic mapping of the subterranean structure is preferably the result of mass spectrographic analyzes of the contents of the volatile components of fluid inclusions liberated in bulk from rock samples. A device and methods for quickly and efficiently obtaining samples of cumulative volatile components are described above.
В масс-спектрометре молекулы в каждой объемной пробе ионизируются, ускоряются, разделяются по ОМЗ и измеряются. Ионизация обычно сопровождается частичной фрагментацией молекул, что является характеристичным для специфических молекул и рабочих условий. Хотя фрагментация усложняет интерпретацию, данный фрагмент молекулярного веса может происходить от разных молекул, она также дает возможность различать изомеры и дает информацию о молекулярной структуре. Выход может быть разных форм ОМЗ в зависимости от записей относительных составов масс-спектрограмм и тому подобное. In a mass spectrometer, molecules in each bulk sample are ionized, accelerated, separated by OMZ and measured. Ionization is usually accompanied by partial fragmentation of molecules, which is characteristic of specific molecules and operating conditions. Although fragmentation complicates the interpretation, this fragment of molecular weight can come from different molecules, it also makes it possible to distinguish between isomers and provides information about the molecular structure. The output may be of different forms of OMZ depending on the records of the relative compositions of the mass spectrograms and the like.
Хотя предпочитается масс-спектрометрия, другие способы, например хроматографический (ГХ) и газовая хроматография/масс-спектрометрия (ГХ/МС), могут использоваться для анализа. Although mass spectrometry is preferred, other methods, such as chromatographic (GC) and gas chromatography / mass spectrometry (GC / MS), can be used for analysis.
По сравнению с МС анализы с помощью ГХ и ГХ/МС относительно медленные, требующие час на одну пробу. МС-анализы занимают лишь 24 секунды на пробу с 90-секундой откачкой между пробами. Стратиграфически и статистически большие группы данных необходимы при использовании текучих включений, чтобы помочь в определении тонких мест-ловушек, имеющих бассейны углеводородов, и картографировать пути и барьеры миграфии углеводородов. Compared to MS, GC and GC / MS analyzes are relatively slow, requiring an hour per sample. MS analyzes take only 24 seconds per sample with 90 second pumping time between samples. Stratigraphically and statistically large groups of data are needed when using fluid inclusions to help identify thin trap sites that have hydrocarbon pools and map the paths and barriers of hydrocarbon migration.
Масс-спектрометрия анализирует многие газы, которые не анализируют ГХ и ГХ/МС. В частности, диагностика газов поверхностных обнаженных палеозон, таких как O2, N2, Ar, Ne и Xe, не анализируются указанными другими способами. Эта информация также может быть критической в подземной корреляции и реконструкциях подземных историй. К другим газам, типично не анализируемым способами ГХ и ГХ/МС, относятся CO2 и H2, два наиболее распространенных газа в текучих включениях. Аммиак, сульфат, HCl (возможный индикатор солености), метан и другие легкие углеводороды, и H2S обычно не анализируются. В некоторых залегающих бассейнах единственными опознавательными компонентами являются метан, CO2 и H2S, H2S является полезным индикатором дефектов напора в некоторых бассейнах и маркером стратиграфической корреляции в других.Mass spectrometry analyzes many gases that do not analyze GC and GC / MS. In particular, the diagnostics of surface nude paleozone gases, such as O 2 , N 2 , Ar, Ne, and Xe, are not analyzed by these other methods. This information may also be critical in underground correlation and reconstructions of underground histories. Other gases that are not typically analyzed by GC and GC / MS are CO 2 and H 2 , the two most common gases in fluid inclusions. Ammonia, sulfate, HCl (a possible indicator of salinity), methane and other light hydrocarbons, and H 2 S are usually not analyzed. In some overlying basins, the only identifying components are methane, CO 2 and H 2 S, and H 2 S is a useful indicator of pressure defects in some basins and a marker of stratigraphic correlation in others.
Водные включения могут содержать водорастворимые углеводороды, которые могут быть индикаторами близости нефти. Эти включения не стали бы рассматриваться, если бы исследования текучих включений были ограничены пробами, имеющими большие включения распространенной нефти. Water inclusions may contain water-soluble hydrocarbons, which can be indicators of the proximity of oil. These inclusions would not be considered if fluid inclusion studies were limited to samples having large inclusions of common oil.
МС также отличает газы невключений от газов включений. Такая дискриминация невозможна с помощью ГХ или ГХ/МС. Пробы текучих включений, анализируемые с помощью других названных способов, должны быть фактически абсолютно чистыми, чтобы избежать анализа загрязняющих веществ, требующих значительно большей подготовки пробы. MS also distinguishes non-inclusion gases from inclusion gases. Such discrimination is not possible using GC or GC / MS. Samples of fluid inclusions analyzed using the other named methods should be virtually absolutely clean in order to avoid the analysis of pollutants requiring significantly more sample preparation.
Одна причина, почему прежние усилия в отношении текучих включений были безуспешны в отношении создания значительной и выгодной разведки недр, состоит в том, что эти усилия были часто основаны на способах, таких как ГХ/МС и флуоресцентная микроскопия с помощью лазера-УФ, которые применимы только к небольшому числу проб и полезны только в отношении проб, которые имеют большие и изобильные нефтяные включения. Все пробы содержат текучие включения, которые могут быть анализированы путем использования масс-спектрометра, и стратиграфические анализы масс-спектра текучих включений обеспечивают полезную информацию независимо от присутствия изобильных нефтяных включений. One reason why previous fluid inclusion efforts were unsuccessful in creating significant and profitable subsurface exploration is because these efforts were often based on methods such as GC / MS and UV-laser fluorescence microscopy that are applicable only to a small number of samples and useful only for samples that have large and abundant oil inclusions. All samples contain fluid inclusions that can be analyzed using a mass spectrometer, and stratigraphic analyzes of the mass spectrum of fluid inclusions provide useful information regardless of the presence of abundant oil inclusions.
Масс-величины некоторых фрагментов, встречающихся в анализе текучих включений, и молекулы источника приведены ниже. The mass values of some of the fragments found in the analysis of fluid inclusions and the source molecule are given below.
Сигнатуры ОМЗ газы неорганические газово-жидких включений см. ниже. Signatures OMZ inorganic gases, gas-liquid inclusions, see below.
Неорганические газы Сигнатура ОМЗ
H 2
He 4
H2O 18
CO2 22,44
Ar 40
N2 28,14
NH3 17
CO 28
H2S 34
O2 32
SO (1-3) 48
COS 60
CS2 76
Ne 20, 22
HCl 35, 36, 37, 38
Xe 129, 130, 131, 132, 133, 134
Сигнатуры массы органические газы газово-жидких включений см. ниже.Inorganic gases OMZ signature
He 4
H 2 O 18
CO 2 22.44
N 2 28.14
H 2 S 34
O 2 32
SO (1-3) 48
CS 2 76
The mass signatures of the organic gases of gas-liquid inclusions, see below.
Органические газы Сигнатура массы
Метан 15
Этан 30
Пропан 44
Бутан 58
Бензол 78
Толуол 91
Ксилен 105
Тритерпены 191
Стераны 217
Масс-спектры в отношении более высоких масс органических соединений становятся очень сложными со многими перекрывающимися пиками масс-спектров, делая затруднительным и невозможным опознавание одних соединений с уверенностью. Однако классы органических соединений пользуются сообща общими фрагментами.Organic gases Mass signature
Bhutan 58
Benzene 78
Xylene 105
Triterpenes 191
Strany 217
Mass spectra for higher masses of organic compounds become very complex with many overlapping peaks of mass spectra, making it difficult and impossible to identify certain compounds with certainty. However, classes of organic compounds share common fragments.
Сигнатуры ОМЗ органические соединения более высокой массы см. ниже. Signatures OMZ organic compounds of higher mass, see below.
Органические газы Сигнатура ОМЗ
Парафины 57
Нафтены 55
Ароматические 77
Толуол 91
Алкилированные нафтены 97
Дополнительно к этим пикам (максимам) эти семейства углеводородов имеют тенденцию реагировать на каждые 14 массовых чисел в силу повторения CH2 в органических полимерах.Organic gases OMZ signature
Naphthenes 55
Scented 77
Alkylated Naphthenes 97
In addition to these peaks (maxima), these hydrocarbon families tend to respond to every 14 mass numbers due to the repetition of CH 2 in organic polymers.
Сигнатуры ОМЗ органические соединения более высокой массы с повторяющимся CH2 см. ниже.Signatures OMZ organic compounds of higher mass with a repeating CH 2 see below.
Органические газы Сигнатуры ОМЗ
Парафины 57, 71, 85, 99, 113, 127 и т.д.Organic Gases OMZ Signatures
Нафтены 55, 69, 83, 97, 111, 125 и т.д. Naphthenes 55, 69, 83, 97, 111, 125, etc.
В случае органических соединений с более высокой массой количественные анализы индивидуальных соединений не так важны, как идентификация характеристичных районов или зон состава текучих включений (получение "отпечатков пальцев" районов), используя данные о составе текучих включений. Такая идентификация районов под землей требует множества проб из соответствующего множества местоположений в земле для характеристики каждого района. После того, как класс включений дал свои отпечатки пальцев, его распределение в земле может быть картографировано. In the case of organic compounds with a higher mass, quantitative analyzes of individual compounds are not as important as the identification of characteristic regions or zones of composition of fluid inclusions (obtaining fingerprints of regions) using data on the composition of fluid inclusions. Such identification of areas below ground requires multiple samples from the corresponding multiple locations in the earth to characterize each area. After the inclusion class has given its fingerprints, its distribution in the ground can be mapped.
Обратимся теперь к фиг. 9, на ней показаны результаты анализа пробы после того, как фон автоматического пробоотборника удален. На фиг. 10 показан масс-спектр совокупной пробы, состоящий из множества пиков с разными пиками ОМЗ. Это не только результат наличия большого числа соединений во включениях, но также потому, что соединения распадаются или "трескаются" во время ионизации путем электронной бомбардировки в масс-спектрометре. Например, молекулярный вес воды, H2O, составляет 18. Однако вода имеет свой характеристичный образец растрескивания, приводящий к участию масс 17 (OH), 16 (O) и 2 (H2). CO2 главные участия 28 (CO), 16 (O) и 12 (C), а также 22 (CO2++). Метан, CH4, имеет молекулярный вес 16, и основной пик метана находится на 16, но вода и CO2 также имеют главное участие 16 по кислороду. Поэтому трудно определить содержание метана непосредственно из массы 16, особенно в ситуации с небольшим количеством метана в присутствии больших количеств H2О или CO2. Однако метан также имеет пик при 15 (CH3), который свободен от влияния кислорода. Хотя более высокие алканы также имеют свое участие при 15, их участие в отношении этого пика незначительное, так что 15 считается чистым, т.е. свободным от помех, метано-пиком.Turning now to FIG. 9, it shows the results of the analysis of the sample after the background of the automatic sampler is removed. In FIG. 10 shows the mass spectrum of the total sample, consisting of many peaks with different peaks of OMZ. This is not only the result of the presence of a large number of compounds in the inclusions, but also because the compounds decay or “crack” during ionization by electron bombardment in a mass spectrometer. For example, the molecular weight of water, H 2 O, is 18. However, water has its own characteristic cracking pattern, leading to the participation of masses 17 (OH), 16 (O) and 2 (H 2 ). CO 2 main participation are 28 (CO), 16 (O) and 12 (C), as well as 22 (CO 2 ++ ). Methane, CH 4 , has a molecular weight of 16, and the main peak of methane is at 16, but water and CO 2 also have a major participation of 16 in oxygen. Therefore, it is difficult to determine the methane content directly from
На фиг. 9 также показано появление повторения пиков примерно при 14 ОМЗ как единиц интервалов. Такие повторяющиеся пики не наблюдаются на линейном изображении на фиг. 10, но являются полезными для исследования подземных формаций (см. пример 1 ниже). In FIG. Figure 9 also shows the appearance of peak repetition at approximately 14 OMZ as unit intervals. Such repeated peaks are not observed in the linear image in FIG. 10, but are useful for exploring underground formations (see example 1 below).
Фиг. 9, как сказано, является логарифмическим изображением распространенности ОМЗ в пробе совокупных текучих компонентов, вытекающей из суммирования множества (256) сканирований ОМЗ 2-300 для каждой пробы. Логарифмическая запись и множественное сканирование каждой пробы облегчают идентифицирование распространенности следов элементов и соединений, полезных согласно изобретению для включения в картографирование подземных фракций. FIG. 9, as said, is a logarithmic image of the prevalence of OMZ in a sample of cumulative fluid components resulting from the summation of a plurality of (256) OMZ scans of 2-300 for each sample. Logarithmic recording and multiple scanning of each sample facilitate identification of the prevalence of trace elements and compounds useful according to the invention for inclusion in the mapping of underground fractions.
Это может быть показано со ссылкой на фиг. 10, на которой приведены данные фигуры 9, изображенные с использованием линейного масштаба. На фиг. 10 показано, что ОМЗ при 16 (представляет кислород), 17 (представляет аммиак NH3), 18 (представляет H2O), 14, 28 (представляет N2), 22, 44 (представляет CO2) являются наиболее распространенными неорганическими летучими компонентами в осадочных текучих включениях. Пик метана при ОМЗ 15 и другие небольшие пики углеводородов можно видеть на изображении. Следует отметить, что согласно изобретению полезно использовать нелинейный, например, логарифмический масштаб данных ОМЗ для усиления характеристик ОМЗ у молекулярных органических и неорганических летучих компонентов относительно более преобладающих компонентов в текучих включениях.This can be shown with reference to FIG. 10, which shows the data of FIG. 9, depicted using a linear scale. In FIG. 10 shows that OMZ at 16 (represents oxygen), 17 (represents ammonia NH 3 ), 18 (represents H 2 O), 14, 28 (represents N 2 ), 22, 44 (represents CO 2 ) are the most common inorganic volatiles components in sedimentary fluid inclusions. The methane peak at
Согласно дальнейшему отличительному признаку изобретения данные о составе, вытекающие из анализа летучих компонентов совокупных текучих включений, изображаются как функция глубины вдоль буровой скважины в земле. Так как данные о составе представляют гетерогенные текучие включения, ОМЗ может быть выбрано представляющим конкретные соединения, представляющие интерес, и изображено относительно другого ОМЗ. Такие изображения могут именоваться как изображения каротажа состава текучих включений. According to a further feature of the invention, composition data resulting from an analysis of the volatile components of the cumulative fluid inclusions are depicted as a function of depth along a borehole in the ground. Since the composition data are heterogeneous fluid inclusions, OMZ can be selected as representing specific compounds of interest and depicted relative to another OMZ. Such images may be referred to as fluid inclusion composition logs.
При сравнении одного или больше типов молекул с одним или больше других типов молекул, таких как A с B, предпочтительно определять отношение A/(A+B). Это обеспечивает полуколичественную оценку от скважины к скважине. А является нормализованной относительно B. Любая A или B может представлять одно или больше ОМЗ. When comparing one or more types of molecules with one or more other types of molecules, such as A with B, it is preferable to determine the ratio A / (A + B). This provides a semi-quantitative assessment from well to well. A is normalized to B. Any A or B may represent one or more OMZ.
Разные изображения полезны для разных целей, как описано более подробно ниже. Вообще двойные изображения, в которых одно ОМЗ или группа ОМЗ сравнивается с другим ОМЗ или группой ОМЗ, являются полезными для изображений каротажа текучих включений. Такие двойные изображения полезны как изображающие относительную распространенность одного или больше соединений относительно одного или больше других соединений. Обращаясь к фиг. 1, путем измерения и интегрирования изменения давления во время освобождения летучих компонентов, например, используя манометр P, измерение абсолютной распространенности разных ОМЗ также можно получить, используя закон идеального газа. Different images are useful for different purposes, as described in more detail below. In general, double images in which one OMZ or OMZ group is compared with another OMZ or OMZ group are useful for images of fluid inclusions. Such double images are useful as depicting the relative abundance of one or more compounds relative to one or more other compounds. Turning to FIG. 1, by measuring and integrating the pressure change during the release of volatile components, for example, using a pressure gauge P, the measurement of the absolute prevalence of different OMZ can also be obtained using the ideal gas law.
В таблице 2 приведены некоторые полезные двойные изображения, однако много других выборок изображеинй относительных или абсолютных распространенностей элементов и соединений в текучих включениях может использоваться согласно изобретению. Использование картографирования как примера также приведено в таблице 2, однако все измерения могут использоваться как маркеры химических уединений в соответствующих случаях. Table 2 shows some useful binary images, however, many other samples of images of the relative or absolute abundances of elements and compounds in fluid inclusions can be used according to the invention. The use of mapping as an example is also shown in table 2, however, all measurements can be used as markers of chemical isolation in appropriate cases.
Обратимся теперь к фиг. 12. Она здесь приводится для иллюстрации двойного изображения каротажа по глубине. Turning now to FIG. 12. It is provided here to illustrate a double depth logging image.
На фиг. 12 показано изменение в массе 15 (метан) относительно суммы масс 15 и 44 (метан плюс CO2), как функция местонахождения вдоль буровой скважины. Ссылка на таблицу 2 выше будет указывать, что такое отношение говорит об изменении распространенности метана, особенно распространенности метана относительно CO2, наиболее преобладающего неорганического газа в текучих включениях.In FIG. 12 shows the change in mass 15 (methane) relative to the sum of
Другая полезная форма изображения тройкой график, на котором три ОМЗ или группы ОМЗ в отношении множества проб текучих включений изображаются относительно друг друга. Полезные тройные изображения приведены ниже, однако может быть выбрано много других форм согласно изображению. Another useful triple image is a graph in which three OMZ or OMZ groups with respect to a plurality of fluid inclusion samples are depicted relative to each other. Useful triple images are shown below, however, many other shapes can be selected according to the image.
Тройные графики масса/масса/масса. Triple weight / mass / mass graphs.
Масса/масса/масса Соединение/соединение/соединение
12/28/44 /N2/CO2
91/97/15 Толуол/алкилирован.нафтан/метан
34/44/15 H2S/CO2/метан
Обратимся теперь к фиг. 11, на ней показано тройное изображение масса/масса/масса проб совокупных текучих включений вдоль буровой скважины. Тройные графики полезны, в частности, для распознавания химических компонентов или "отпечатков пальцев", так как они легко распознаются визуально. Сторона 180 представляет отношение ОМЗ, представляющего парафины, к ОМЗ, представляющему толуол/парафин/ /парафин плюс толуол/; сторона 182 представляет отношение ОМЗ, представляющего метан, к ОМЗ, представляющему метан плюс толуол; и сторона 184 представляет отношение ОМЗ, представляющего метан, к ОМЗ, представляющему метан плюс парафины.Mass / Mass / Mass Compound / Compound / Compound
12/28/44 / N 2 / CO 2
91/97/15 Toluene / alkylated naphthan / methane
34/44/15 H 2 S / CO 2 / methane
Turning now to FIG. 11, it shows a triple image of the mass / mass / mass of samples of cumulative fluid inclusions along the borehole. Triple charts are useful, in particular, for recognizing chemical components or “fingerprints”, as they are easily recognizable visually.
Каждый из символов 186, 188 представляет пробу на глубине вдоль буровой скважины местоположения компонентов метана, парафина, толуола относительно распространенности в изображении на тройном графике. Each of the
Символы 186 показывают объединения в группы, показанные пунктирными линиями 190, имеющие характеристичные определяемые диапазоны на тройном графике, тогда как символы 188 представляют объединения в группы, имеющие характеристичные определяемые диапазоны на тройном графике, показанные пунктирными линиями 192.
Группа 188 отличается своим диапазоном на тройном графике от группы 192. Группа 188 связана с более глубокой формацией, смежной с буровой скважиной, уровни которой исследуются, и группа 192 связана с более мелкими уровнями. Таким образом группы 188 и 192 представляют районы характеристичных включений разных химических составов под землей и указывают на разные геологические истории в отношении двух районов. Group 188 differs in its triple range from
После того, как такие группы идентифицированы на основе множества проб летучих компонентов из множества местоположений в одной или больше скважин в районе, группы могут быть картографированы по распространению в земле, например, как функция протяженности по глубине или площади, или того и другого одновременно. Кроме того, соответствующие группы могут быть идентифицированы в других скважинах в районе и используются как индикаторы химических компонентов от скважины к скважине по площади. Это именуется здесь как картографирование протяженности зон под землей, причем каждая зона имеет характеристичный состав включения и каждая зона основана на множестве проб летучих компонентов из множества местоположений. Once such groups have been identified based on multiple samples of volatile components from multiple locations in one or more wells in the area, the groups can be mapped for distribution in the ground, for example, as a function of extent over depth or area, or both at the same time. In addition, the respective groups can be identified in other wells in the area and are used as indicators of chemical components from well to well by area. This is referred to herein as mapping the extent of the zones below ground, with each zone having a characteristic inclusion composition and each zone based on multiple samples of volatile components from multiple locations.
Зоны, имеющие характеристичные составы текучих включений, могут быть идентифицированы, используя разные изображения при изменении состава включения как функцию местоположения в земле. Такие зоны могут быть идентифицированы путем использования двойного, тройного или иного графиков, показывающих изменение в составе включения из множества проб текучих включений, взятых из множества местоположений в земле. Zones having characteristic compositions of fluid inclusions can be identified using different images when changing the composition of the inclusion as a function of location in the ground. Such zones can be identified by using double, triple or other graphs showing the change in the composition of the inclusion from a variety of samples of fluid inclusions taken from multiple locations in the earth.
В двойном графике каждая зона может быть распознана путем рассмотрения интервалов глубины в подземной формации, отличающейся относительной распространенностью или недостатком распространенности одного или больше элементов или соединений, представляющих интерес. Последовательность таких зон, как функция глубины, также важна и полезна в сопряженных районах от скважины к скважине поперек поля или бассейна. Например, если характеристичный образец чередующихся районов как распространенность или отсутствие распространенности соединения происходит поперек поля, это указывает о совместно используемой последовательностью геологической истории поперек поля. Альтернативно, если часть образца записи повторяется от скважины к скважине, а другая часть не повторяется, это указывает, что имеет место совместное использование истории до или после некоторого геологического события, как сброс, что может часто идентифицироваться и использоваться при разведке нефти и газа. Наконец, если ни одна часть образца записи не является общей с двумя или больше скважинами, это указывает на разные истории формаций. In a double plot, each zone can be recognized by considering depth intervals in the subterranean formation characterized by the relative prevalence or lack of prevalence of one or more elements or compounds of interest. The sequence of zones, such as a function of depth, is also important and useful in the mating regions from well to well across the field or basin. For example, if a characteristic pattern of alternating areas such as the prevalence or lack of prevalence of a compound occurs across the field, this indicates a shared sequence of geological history across the field. Alternatively, if part of the recording sample is repeated from well to well and the other part is not repeated, this indicates that there is a shared history before or after some geological event, such as a discharge, which can often be identified and used in oil and gas exploration. Finally, if no part of the recording sample is shared with two or more wells, this indicates different formation histories.
Картографирование по включениям подземных формаций показывает, что разные части одной геологической формации часто имеют районы включений очень разных составов, которые полезны для разведки нефти и газа (см. пример VI ниже). Кроме того, картографирование состава включения может показать общие образцы поперек разных формаций, например миграции углеводородов. Поэтому картографирование текучих (газово-жидких) включений под землей обеспечивает очень важную информацию для разведки нефти и газа, которая не обеспечивается традиционной стратиграфической информацией, указывающей, какие районы в формации или поперек формаций совместно участвовали в событиях в геологической истории. Mapping on inclusions of underground formations shows that different parts of the same geological formation often have regions of inclusions of very different compositions that are useful for oil and gas exploration (see Example VI below). In addition, mapping the composition of the inclusion can show common patterns across different formations, such as hydrocarbon migration. Therefore, the mapping of fluid (gas-liquid) inclusions underground provides very important information for oil and gas exploration, which is not provided by traditional stratigraphic information indicating which areas in the formation or across formations jointly participated in events in geological history.
После идентифицирования районов характеристичных текучих включений под землей такие районы могут использоваться как стратиграфические временные маркеры разных текучих окружающих сред. Такие временные маркеры могут делить поперек геологическую формацию в одном и том же или разных исторических периодах (возрастах). Once areas of characteristic fluid inclusions underground have been identified, such areas can be used as stratigraphic temporary markers of different fluid environments. Such temporary markers can divide across the geological formation in the same or different historical periods (ages).
Три отличительных признака изобретения показаны в примерах I-IV ниже, представляющих анализы в одной скважине с использованием изобретения. Three distinguishing features of the invention are shown in Examples I-IV below, representing single well assays using the invention.
Для обобщения примеров I-IV анализы текучих включений в буровых шламах из одной скважины указывают зоны углеводородной миграции, говорят о наличии перемычки, ограничивают отсчет времени углеводородной миграции, образуют два горизонта стратиграфических временных маркеров, полезных в локальном масштабе, и иллюстрируют два горизонта широко встречающихся стратиграфических текучих включений, которые могут быть полезны в международном масштабе. To summarize Examples I-IV, analyzes of fluid inclusions in drill cuttings from one well indicate hydrocarbon migration zones, indicate the presence of a bridge, limit the timing of hydrocarbon migration, form two horizons of stratigraphic time markers that are useful on a local scale, and illustrate two horizons of widely occurring stratigraphic fluid inclusions that may be useful internationally.
Примеры I-IV представляют результат анализа в соответствии с изобретением 90 проб бурового шлама в течение 3,5 часов. Examples I-IV present the result of an analysis in accordance with the invention of 90 samples of drill cuttings within 3.5 hours.
Пример I перемычки и зоны миграции углеводородов. Example I jumpers and hydrocarbon migration zones.
Взаимодействие текучей среды и породы, которое представляет наибольший интерес для разведки нефти и газа, это миграция углеводорода. На фиг. 12 приведен пример типичного каротажа текучего включения, показывающий глубину по отношению к некоторому аспекту состава текучего включения, в данном случае распространенность метана, особенно метана к CO2, т.е. метан/(метан+CO2). Это отношение умножается на 100 и поэтому графически изображается как процентная величина. Самая высокая возможная величина по оси X на графике этого примера будет 100 и самая низкая 0. Этот график содержит много информации о миграции углеводородов в породах, пробуренных скважиной. Метан и двуокись углерода являются двумя наиболее распространенными газами под землей. При этом метан является наиболее восстановленным соединением, а CO2 наиболее окисленным соединением. По сравнению с водой CO2 является следующим наиболее распространенным соединением включений под землей, но легче анализируется. Поэтому отношение CH4 к CO2 дает относительное предположение о распространенности метана под землей, что может также использоваться для сравнения разных скважин в зоне.The interaction of the fluid and the rock that is of most interest for oil and gas exploration is hydrocarbon migration. In FIG. 12 is an example of a typical fluid inclusion log showing depth with respect to some aspect of the composition of the fluid inclusion, in this case, the prevalence of methane, especially methane to CO 2 , i.e. methane / (methane + CO 2 ). This ratio is multiplied by 100 and is therefore plotted as a percentage. The highest possible value along the X axis in the graph of this example will be 100 and the lowest 0. This graph contains a lot of information about the migration of hydrocarbons in the rocks drilled by the well. Methane and carbon dioxide are the two most common gases underground. Moreover, methane is the most reduced compound, and CO 2 the most oxidized compound. Compared to water, CO 2 is the next most common compound of inclusions underground, but easier to analyze. Therefore, the ratio of CH 4 to CO 2 gives a relative assumption about the prevalence of methane underground, which can also be used to compare different wells in the zone.
Очень высокие величины метана по отношению к CO2 обнаружены на высоте от 14500 до 17000 футов, как обозначено под цифровой позицией 150. Присутствие метана и других углеводородов во включениях в этой секции породы указывает, что фаза текучих углеводородов мигрировала в эти породы, часть которых была захвачена как текучие включения. Как обозначено под цифровой позицией 152, между 13000 и 14500 футов находится зона с очень незначительным содержанием метана. Недостаточность углеводородных включений в секции породы 152, сразу перекрывающая зону 150, говорит о том, что зона 152 является перемычкой. Эта интерпретация, основанная на данных включений, подкрепляется фактом, что только газовое присутствие оказалось в этой скважине и произошло в зоне 150, имеющей богатые метаном включения, говорит о захватывании углеводородов зоной 152. Газовые присутствия, конечно, свидетельствуют о текучих средах пористой системы, а не о текучих средах включений. Промежуточная величина метана/(метан+CO2) наблюдается между 3000 и 13000 футами, обозначенными под цифровой позицией 154. Содержание метана в зоне 156 от поверхности земли и до примерно 3000 футов очень низкое.Very high methane values with respect to CO 2 were found at altitudes from 14,500 to 17,000 feet, as indicated by
Промежуточное содержание метана включений в зоне 154 между 3000 и 13000 футов говорит о миграции углеводородов в эти глубины, а также в зону 150 между 15000 и 17000 фут. Недостаточность значительного количества метана в зоне 156 между поверхностью земли и 3000 футами говорит, что углеводороды не мигрировали через эту зону. Разрыв на уровне 3000 футов между зонам 154 и 156 соответствует кембрийскому-предкембрийскому стратиграфическому несогласию. Песчаники обнаружены с обеих сторон этого стратиграфического несогласия и нет петрофизического доказательства, что эта поверхность является перемычкой. Взятые вместе эти данные говорят, что углеводородная миграция, по крайней мере, через зону 154 примерно между 3000 и 13000 футов произошла до осаждения кембрийских песков в зоне 156. The intermediate methane content of inclusions in
Обратимся теперь к фиг. 13, на ней показан масс-спектр летучих компонентов совокупных включений на глубине 16000 фут. в скважине, показанной на фиг. 12. Углеводороды, которые наблюдаются, по крайней мере, далеки от бензинового ряда. Так как газы включений подвергаются тем же тепловым напряжениям, действующим в открытой пористой системе, наблюдаются углеводороды не бензинового ряда, говоря об отсутствии теплового крекинга, и данные на фиг. 13 указывают, что породы в зоне 150 не достигали катагенетических или разрушающих температур. Следует отметить, что эта интерпретация была бы затруднена или невозможна, используя такое изображение, как на фиг. 10. Turning now to FIG. 13, it shows a mass spectrum of volatile components of cumulative inclusions at a depth of 16,000 feet. in the well shown in FIG. 12. Hydrocarbons that are observed are at least far from the gasoline range. Since inclusion gases are subjected to the same thermal stresses acting in an open porous system, non-gasoline hydrocarbons are observed, indicating the absence of thermal cracking, and the data in FIG. 13 indicate that the rocks in
Пример II субаэральные обнаженные зоны. Example II subaerial nude zones.
Палеоверхние зоны и поэтому палеообнаженные зоны могут быть быстро идентифицированы, используя автоматические анализы летучих компонентов текучих включений в соответствии с изобретением. Седименты верхней зоны включают в себя все седименты выше горизонта воды во время образования минералов. Поры в седиментах в верхней зоне заняты смесью атмосферного воздуха и воды. The paleo-upper zones and therefore pale-exposed zones can be quickly identified using automatic analyzes of the volatile components of fluid inclusions in accordance with the invention. Sediments of the upper zone include all sediments above the water horizon during the formation of minerals. The pores in the sediment in the upper zone are occupied by a mixture of atmospheric air and water.
Палеоверхние зоны обычно распознаются посредством комбинации петрологии и химической стратиографии стабильных изотопов. Карбонаты, которые образуют верхние зоны, имеют характеристичные цементы, именуемые "мениск" и "подвеска". Петрографическая идентификация этих цементов является положительным доказательством палеоверхней среды. Paleo-upper zones are usually recognized through a combination of petrology and chemical stratiography of stable isotopes. The carbonates that form the upper zones have characteristic cements called “meniscus” and “suspension”. The petrographic identification of these cements is positive evidence of a paleo-upper environment.
Верхние зоны также имеют характеристично легкие сигнатуры изотопного углерода. Изотопно легкий углерод, обнаруженный в верхней зоне, происходит из гниющей растительности. Эти данные используются для определения палеоверхних зон. Хотя эти способы могут быть определенными, они являются значительное время потребляющими и включают в себя подготовку значительной пробы. The upper zones also have characteristic light isotopic carbon signatures. The isotopically light carbon found in the upper zone comes from rotting vegetation. These data are used to determine the paleo-upper zones. Although these methods may be specific, they are time consuming and include the preparation of a significant sample.
Цементы, которые образуются вокруг и между минералами в верхней зоне, захватывают переменные количества воздуха и воды в текучие включения. Петрографическая идентификация включений, имеющих переменные количества воздуха и воды, может поэтому также использоваться для идентификации палеоверхних зон. Однако этот способ также потребляет очень много времени и требует подготовки значительного образца пробы. Cements that form around and between minerals in the upper zone capture variable amounts of air and water into fluid inclusions. The petrographic identification of inclusions having variable amounts of air and water can therefore also be used to identify pale-upper zones. However, this method also consumes a lot of time and requires the preparation of a significant sample of the sample.
Быстрый способ идентификации палеоверхних зон представлен автоматическими анализами летучих компонентов в текучих включениях согласно изобретению. A quick way to identify the paleo-upper zones is represented by automatic analyzes of volatile components in fluid inclusions according to the invention.
Включения, которые образуют верхние вмещающие породы, захватывают небольшие количества воздуха. Характеристичным газом в воздухе, который не встречается в подземной среде, является молекулярный кислород, аргон, ксенон и тому подобное, т. е. O2, Ar, Xe. Система автоматический пробоотборник/масс-спектрометр согласно изобретению быстро идентифицирует эти пробы, которые содержат эти молекулы во включениях. Верхние зоны, которые были идентифицированы таким образом, т.е. на основании присутствия кислорода, аргона или ксенона в текучих включениях, были подтверждены петрографическими и изотопными исследованиями.The inclusions that form the upper enclosing rocks capture small amounts of air. A characteristic gas in the air that is not found in the underground environment is molecular oxygen, argon, xenon, and the like, i.e., O 2 , Ar, Xe. The automatic sampler / mass spectrometer system of the invention quickly identifies these samples that contain these molecules in the inclusions. The upper zones that have been identified in this way, i.e. based on the presence of oxygen, argon or xenon in fluid inclusions, were confirmed by petrographic and isotopic studies.
Документирование палеоверхних зон является важным при разведке нефти и газа, поскольку это документирует палеообнаженные зоны. Региональное изучение палеообнажений может дать делимитацию (разграничение) палеобереговых линий, а также палеотопографию, так как горизонты воды следуют топографии. Знание палеотопографии может использоваться для разведки бассейнов углеводородов вдоль несогласных напластований. Далее палеообнаженные зоны часто являются либо зонами увеличения пористости, либо зонами разрушения пористости. Зоны увеличения пористости являются потенциальными бассейнами, а зоны разрушения пористости являются потенциальными перемычками. Поэтому способ быстрого и легкого идентифицирования палеообнаженных зон под землей предоставляет большое преимущество разведчикам нефти и газа. Documentation of the paleo-upper zones is important in the exploration of oil and gas, as it documents paleo-exposed zones. A regional study of paleo-outcrops can give delimitation (delimitation) of the coastal lines, as well as paleotopography, since the water horizons follow the topography. The knowledge of paleotopography can be used for exploration of hydrocarbon pools along dissenting beds. Further, pale-exposed zones are often either zones of increasing porosity or zones of destruction of porosity. Zones of increasing porosity are potential pools, and zones of destruction of porosity are potential bridges. Therefore, the method for quick and easy identification of paleo-exposed zones underground provides a great advantage to oil and gas scouts.
Обратимся теперь к фиг. 14, на ней показано изменение содержания аргона в массовом отношении включений 40/41+40 как функция глубины. Аргон имеет массу 40 и иногда маскируется благодаря наличию смежных углеводородных фрагментов. Поэтому один из этих фрагментов, такой как отношение 41 фрагмента ОМЗ, выбирается для сравнения для удаления в некоторой степени эффектов углеводородов из реагирования аргона при 40. Следует отметить присутствие двух положительных аномалий: зоны 158 между 13000 и 15000 футами и зоны 160 между 8500 и 9500 футами. Эти зоны также показывают высокую распространенность азота и молекулярного кислорода (каротаж не показан). Молекулярный кислород является газом, обнаруживаемым только на поверхности земли, и как таковой является прямым индикатором субаэрального обнажения. Азот является наиболее распространенным атмосферным газом и аргон является диагностическим меченым атмосферным газом. Содержания растворенных аргона, азота и кислорода в поверхностных водах очень низкие особенно по сравнению с атмосферными содержаниями. Эти две обогащенные аргоном зоны включений поэтому считаются индикаторами палеосубаэральных обнаженных поверхностей. Нижняя обнаженная зона 158 соответствует углеводородной перемычке (зона 152), показанной на фиг. 12. Поэтому эта поверхность показана как изолирующая обнаженную зону. Зона 160 обогащенных аргоном включений на глубине около 9000 футов имеет содержание метана, которое незначительно отличается от стратиграфически более высоких и более низких предкемберийских песков (см. фиг. 12). Эта зона показана как неизолирующая обнаженную зону. Turning now to FIG. 14, it shows the change in argon content in the mass ratio of
Независимое подтверждение, которое было получено, указывает, что зоны 158 и 160 являются субаэральными обнаженными поверхностями. Нижняя зона 158 состоит из красного мелкозернистого песчаника с преобладанием в нем грязевых отложений. Красный цвет этого песчаника говорит об окисленной природе, согласующейся с обнаженной зоной. Мелкозернистая природа этого песчаника также согласуется с гипотезой изолирования. Керн из верхней зоны 160 исследовался и описывался как золовая последовательность, которая по определению является субаэральной обнаженной зоной. Если эти обнаженные зоны в поперечном направлении протяженные, тогда сигнатура их включений образует стратиграфический временной маркер в бассейне. Independent confirmation that has been obtained indicates that
Пример III стратиграфический маркер кембрийского/предкембрийского и согласного напластования. Example III is a stratigraphic marker of Cambrian / Pre-Cambrian and consonant bedding.
Обратимся теперь к фиг. 15, на ней показано изменение в содержании азота по отношению к CO2 в скважине. Разрыв или переход между двумя зонами обозначен под цифровой позицией 162 на глубине около 3000 футов в кембрийском-предкембрийском несогласном напластовании. Предкембрийские породы в зоне ниже разрыва 162 обогащены азотом по сравнению с кембрийскими породами выше разрыва 164. Это поведение обнаруживается повторно в палеозойных-предкембрийских несогласных напластованиях. На фиг. 16 показан тот же образец в другой скважине под цифровой позицией 164.Turning now to FIG. 15, it shows a change in nitrogen content with respect to CO 2 in the well. A gap or transition between the two zones is indicated at 162 at a depth of about 3,000 feet in the Cambrian-Pre-Cambrian dissenting formation. Pre-Cambrian rocks in the zone below
Анализы газово-жидких включений в буровых шламах указывают на палеозойско-предкембрийское несогласное напластование на основе содержания азота: предкембрийские седименты имеют обогащенные азотом включения, а палеозойские включения обеднены азотом и поэтому образуют предкембрийский стратиграфический маркер. Без ограничения изобретения этот гипотетический образец должен быть вызван взрывом жизни в начале плеозоя. Скопление чрезвычайно больших количеств боимассы привело к удалению азота из атмосферы и, следовательно, к снижению растворенного азота в водах, захваченных в текучие включения. Это может быть мировым стратиграфическим горизонтом. Analysis of gas-liquid inclusions in drill cuttings indicates a Paleozoic-Precambrian unconformable bedding based on nitrogen content: Precambrian sediments have nitrogen-rich inclusions, and Paleozoic inclusions are nitrogen-depleted and therefore form a Precambrian stratigraphic marker. Without limiting the invention, this hypothetical sample should be caused by an explosion of life at the beginning of the pleozoic. The accumulation of extremely large amounts of boimass led to the removal of nitrogen from the atmosphere and, consequently, to a decrease in dissolved nitrogen in the waters trapped in fluid inclusions. This could be a global stratigraphic horizon.
Пример IV предкембрийский стратиграфический маркер гелий. Example IV Pre-Cambrian stratigraphic marker helium.
На фиг. 17 показано изменение содержания гелия включений в скважине. Измерение гелия под землей достигается путем использования отношения 4/4+2. Гелий и дейтерий оба содействуют пику при 4, но только водород содействует пику при 2. Распространенность дейтерия изменяется с распространенностью водорода. Поэтому отношение 4/4+2 может использоваться для устранения в некоторой степени эффекта дейтерия на пик при 4. Следует отметить, что содержание гелия увеличивается очень быстро в зоне 166 ниже 13000 футов. Аналогичные изменения происходят в скважинах, которые испытывались в отношении верхнего предкембрийского напластования в других скважинах мира. Содержание гелия такой величины не наблюдалось в анализах более молодых пород. В более молодых породах, которые имеют гелий в некоторых включениях, такие стратиграфически толстые обогащенные гелием секции не наблюдались. Подробные петрографические анализы песчаников из скважины не показывают заметных петрографических изменений, близких к резкому увеличению содержания гелия. Красные песчаники, имеющие гематитовый цемент, располагаются выше и ниже этого гелиевого перехода. Поэтому этот гелиевый маркер является предкембрийским стратиграфическим временным маркером. In FIG. 17 shows the change in the helium content of inclusions in the well. Helium measurement underground is achieved by using the 4/4 + 2 ratio. Helium and deuterium both contribute to a peak at 4, but only hydrogen contributes to a peak at 2. The prevalence of deuterium varies with the prevalence of hydrogen. Therefore, the 4/4 + 2 ratio can be used to eliminate to some extent the effect of deuterium on the peak at 4. It should be noted that the helium content increases very rapidly in the 166 zone below 13,000 feet. Similar changes are occurring in the wells that were tested in relation to the upper Pre-Cambrian formation in other wells of the world. Helium content of this magnitude was not observed in analyzes of younger breeds. In younger rocks that have helium in some inclusions, such stratigraphically thick helium-enriched sections were not observed. Detailed petrographic analyzes of sandstones from the well do not show noticeable petrographic changes close to a sharp increase in helium content. Red sandstones with hematite cement are located above and below this helium transition. Therefore, this helium marker is a precambrian stratigraphic temporary marker.
Без ограничения изобретения это изменение в содержании гелия текучих включений предполагается как результат изменения состояний окисления земной атмосферы. Богатые гелием включения предположительно образуются в осадочных породах, осевших в то время, когда земная атмосфера была достаточно восстановлена, так что валентное состояние урана было таким, чтобы сделать его относительно нерастворимым в воде. При этих условиях уран должен бы был оседать как россыпь опорных пород. Уран, измененный первоначальным седиментом, мог образовать гелий с течением времени в результате радиоактивного распада. Этот гелий мог быть захвачен, когда текучие включения были однажды освобождены, или если были захвачены небольшие количества урана как твердотельные включения, гелий мог бы быть захвачен тем же включением. При более окисляющих атмосферных условиях уран мог бы растворяться в воде и не оседал бы как россыпь опорных пород. Поэтому богатые гелием включения не предполагаются. Without limiting the invention, this change in the helium content of fluid inclusions is contemplated as a result of a change in the oxidation states of the earth's atmosphere. Helium-rich inclusions are thought to form in sedimentary rocks that settled at a time when the earth's atmosphere was sufficiently restored, so that the valence state of uranium was such as to make it relatively insoluble in water. Under these conditions, uranium would have to settle as a scattering of supporting rocks. Uranium, altered by the initial sediment, could form helium over time as a result of radioactive decay. This helium could be captured when fluid inclusions were once released, or if small amounts of uranium were captured as solid inclusions, helium could be captured by the same inclusion. Under more oxidizing atmospheric conditions, uranium could dissolve in water and would not settle like a scattering of supporting rocks. Therefore, helium-rich inclusions are not expected.
Пример V идентификация ловушки и миграции. Example V trap identification and migration.
Этот пример иллюстрирует использование стратиграфии газово-жидких включений для идентификации захватывающих и незахватывающих ловушек (здесь "ловушка" это полость в формации для скопления нефти и газа, обусловленная наличием сброса прим. переводчика). This example illustrates the use of stratigraphy of gas-liquid inclusions to identify trapping and non-trapping traps (here, a “trap” is a cavity in a formation for oil and gas accumulation due to the presence of a discharge of a comment by a translator).
Обратимся теперь к фиг. 18, на ней показана скважина 350 для испытания простой ловушки. Как показано, скважина имеет поперечные ловушки A и B (изображены стрелками 352, показывающими относительное движение разных пород 354), опуская нефть, захваченную в резервуарах R, доходящую до ловушки A. Неизвестно, является ли ловушка A захватывающей ловушкой. Turning now to FIG. 18, there is shown a well 350 for testing a simple trap. As shown, the well has transverse traps A and B (shown by
Обратимся теперь к фиг. 21, на ней показано изображение каротажа 356 распространенности парафинов в текучих включениях как функции глубины смежной буровой скважины 350. Изобретение каротажа сглажено и обобщено для упрощения. Turning now to FIG. 21, it shows an image of a
Между ловушками A и B кривая 356 показывает, что имеется зона относительно высокого содержания парафинов. Возврат к низким величинам парафинов над ловушкой A указывает, что ловушка A является захватывающей ловушкой. Возврат к низким величинам парафинов ниже ловушки B указывает, что ловушка B может быть траекторией миграции, по которой нефть мигрировала в ловушки R. Between traps A and B,
Пример VI трудноразличимые стратиграфические ловушки. Example VI is difficult to distinguish stratigraphic traps.
Этот пример показывает, что стратиграфия газово-жидких включений может использоваться для определения местоположения трудноразличимых стратиграфических ловушек в формации. Фиг. 20 представляет собой контурную карту структуры топографической верхней части производительной формации. В районе находятся производительные скважины NN 3, 4 и 5. Тройные графики, показывающие изменения в составах текучих включений в разных скважинах и вокруг месторождения на фиг. 20, показаны на фиг. 22. Эти тройные графики показывают относительные изменения масс 15 (метан), 44 (CO2) и 41 (нефтяной фрагмент). Интенсивность массы 41 умножается на коэффициент 10 перед построением графика. Следует отметить, что все производительные скважины N 3, N 4, N 5 в месторождении показывают очень похожие образцы составов текучих включений. Безрезультатная по падению скважина N 6 показывает составы текучих включений, также очень сходных с теми, которые имеются в месторождении. Скважины N 1, N 2 по восстанию барьера до линии 238 миграции углеводородов имеют составы включений, четко отличающиеся от составов включений производительных скважин N 3, N 4, N 5 в месторождении, но похожи друг на друга. Одна из этих двух скважин давала воду до нефти.This example shows that stratigraphy of gas-liquid inclusions can be used to locate hard-to-see stratigraphic traps in a formation. FIG. 20 is a contour map of the structure of the topographic top of the production formation.
Месторождение могло быть обнаружено путем использования анализов текучих включений трех безрезультатных скважин, упомянутых выше. Сходство данных о включениях в скважинах N 1 и N 2 не создает уверенности в продолжении разведки недр в них. Однако заметное различие в составе включений в месторождении между двумя скважинами и скважиной N 6 показывает некоторый тип подземного химического уединения, говоря о возможности ловушки, что указывает на различие между этими типами скважин. В отличие от скважины N 6 разведка скважин N 1 и N 2 привела к открытию месторождения. The field could be discovered by using fluid inclusion analyzes of the three inconclusive wells mentioned above. The similarity of data on inclusions in
Обратимся теперь к фиг. 21, на ней показано процентное отношение CO2 к CO2 плюс метан во включениях в скважинах с N 1 по N 6. Скважины N 1 и N 2 похожи друг на друга, но отличаются от скважин N 3, N 4, N 5, которые полусхожи, и от скважины N 6. Если в течение времени, предшествующего открытию месторождения, скважины N 1, N 2 и N 6 были пробурены и признаны непроизводительными (как показано пунктиром на фиг. 21), анализ текучих включений согласно изобретению показал, что потенциальная ловушка существовала как отличие между этими скважинами на основании контрастирующих содержаний CO2 во включениях. Последующие бурения скважин N 2 и N 6 привело к открытию месторождения в скважине N 2.Turning now to FIG. 21, it shows the percentage of CO 2 to CO 2 plus methane in inclusions in
На фиг. 23 показаны тройные графики фигуры 22, изображенные относительно карты 15а формации. In FIG. 23 shows triple plots of FIG. 22 depicted relative to a formation map 15a.
Пример VII стратиграфия текучих (газово-жидких) включений. Example VII stratigraphy of fluid (gas-liquid) inclusions.
Тридцать завершенных скважин было проанализировано в зоне. Повторяющаяся стратиграфия текучих включений, т.е. разные зоны, имеющие характеристичные составы текучих включений, были видны во многих из этих скважин. Например, путем рассмотрения изменения парафинов относительно метана зоны с низким парафиновым содержанием оказались мелкие и глубокие, а зона с преобладающими парафинами оказалась на промежуточных глубинах. Богатая парафином зона была толщиной несколько тысяч футов. Пористые пески располагались вообще в, над и под этими зонами, богатыми парафинами. Таким образом, богатые парафинами зоны не совпадали с нормальной стратиграфией от скважины к скважине. Верхние части и нижние части этих богатых парафинами зон были обычно ограничены сбросами. В скважинах, имеющих признаки нефти, зоны нефтяных включений оказались расположенными на тысячи футов ниже самого глубокого сообщенного признака нефти. Thirty completed wells were analyzed in the zone. Repeated stratigraphy of fluid inclusions, i.e. different zones having characteristic compositions of fluid inclusions were visible in many of these wells. For example, by considering the change in paraffins relative to methane, the zones with low paraffin content turned out to be shallow and deep, while the zone with the predominant paraffins appeared at intermediate depths. The paraffin-rich zone was several thousand feet thick. Porous sands were generally located in, above and below these zones, rich in paraffins. Thus, paraffin-rich zones did not coincide with normal stratigraphy from well to well. The upper parts and lower parts of these paraffin-rich zones were usually limited by discharges. In wells with signs of oil, the zones of oil inclusion were located thousands of feet below the deepest reported sign of oil.
Сходство этих образцов включений в целом от скважины к скважине говорит об общем генетическом процессе. Нижняя часть этих зон определена как метка траектории миграции базальных углеводородов в этой скважине и верхняя часть
как метка барьера для миграции углеводородов. Предполагается, что вертикальная миграция может происходить внутри этих зон.The similarity of these samples of inclusions in general from well to well indicates a general genetic process. The lower part of these zones is defined as the marker of the basal hydrocarbon migration path in this well and the upper part
as a barrier label for hydrocarbon migration. It is assumed that vertical migration can occur within these zones.
Предварительные данные показывают, что траектория базальной миграции становится мельче и на восток и на запад от месторождения. Эти данные говорят, что системы специфических сбросов породы могут быть основными путями в месторождении. Траектория базальной миграции может использоваться для прогнозирования максимальной производительной глубины в зоне. Preliminary data show that the trajectory of basal migration becomes smaller both east and west of the field. These data suggest that specific rock discharge systems may be the main paths in the field. The basal migration trajectory can be used to predict the maximum productive depth in the zone.
Пример VIII определение направления скоплений нефти путем измерения диффундированных ароматических углеводородов в текучих включениях. Example VIII determination of the direction of accumulations of oil by measuring diffused aromatic hydrocarbons in fluid inclusions.
Все различные отличительные признаки изобретения касаются по крайней мере частично стратиграфического картографирования подземных формаций, используя данные о составе летучих компонентов совокупных текучих включений. Гетерогенные смеси газов, как было показано, являются модным инструментом для картографирования и интерпретации подземной формации, инструментом, который дает возможность картографировать химические сосредоточения независимо от знания геологической структуры под землей, который значительно содействует интерпретации геологической структуры. All of the various distinguishing features of the invention relate to at least partially stratigraphic mapping of subterranean formations using data on the composition of volatile components of cumulative fluid inclusions. Heterogeneous gas mixtures have been shown to be a fashionable tool for mapping and interpreting an underground formation, a tool that allows you to map chemical concentrations regardless of knowledge of the geological structure underground, which greatly facilitates the interpretation of the geological structure.
Ароматические углеводороды известны способностью диффундировать наружу из нефтяных скоплений, образующих градиент относительно содержания. Текучие включения образованы на имеющемся базисе. Это говорит о том, что измерение ароматических углеводородов в текучих включениях может использоваться для идентификации направления скопления нефти. Aromatic hydrocarbons are known for their ability to diffuse outward from oil accumulations forming a gradient with respect to the content. Fluid inclusions are formed on an available basis. This suggests that the measurement of aromatic hydrocarbons in fluid inclusions can be used to identify the direction of accumulation of oil.
В отношении анализа известного скопления нефти с использованием изобретения определялись отношения толуола к толуолу плюс CO2 (представляет распространенность толуола). Результирующие данные показывают увеличение отношения толуол//толуол плюс CO2/ в направлении скопления нефти.With respect to the analysis of a known oil accumulation using the invention, the ratios of toluene to toluene plus CO 2 were determined (representing the prevalence of toluene). The resulting data show an increase in the ratio of toluene // toluene plus CO 2 / in the direction of the accumulation of oil.
Этот пример показывает полезность изобретения для идентификации направления скоплений нефти. This example shows the usefulness of the invention for identifying the direction of oil accumulations.
Пример IX детектирование ловушки и бассейна на основании составов газово-жидких включений. Example IX detection of a trap and a pool based on the composition of gas-liquid inclusions.
Этот пример показывает использование зон составов газово-жидких включений для картографирования конкретных месторождений. This example shows the use of gas-liquid inclusion composition zones for mapping specific fields.
Данные о составе газово-жидких включений, полученные из проб кернов и бурового шлама из пяти скважин в зоне, использовались для картографирования месторождения в соответствии с настоящим изобретением. Data on the composition of gas-liquid inclusions obtained from core samples and drill cuttings from five wells in the zone were used to map the field in accordance with the present invention.
Подробное измерение кернов (одна проба на фут) из производительных и непроизводительных напорных пластов дают возможность графопостроения данных о составах газово-жидких включений, где изменения литологии и пористости хорошо известны. Обратимся к фиг. 24, на ней показан тройной график согласно изобретению CO2/CH4/H2S, показывающий образцы характеристичных составов в пористых песчаниках, сланцах и непористых песчаниках.A detailed measurement of core samples (one sample per foot) from productive and non-productive pressure reservoirs makes it possible to graph the data on the composition of gas-liquid inclusions, where changes in lithology and porosity are well known. Turning to FIG. 24, there is shown a ternary graph according to the invention of CO 2 / CH 4 / H 2 S showing samples of characteristic compositions in porous sandstones, shales and non-porous sandstones.
На фиг. 25 показан тройной график CO2/CH4/H2S, показывающий характеристичные составы включений в производительных и непроизводительных напорах. Эти данные указывают на адекватное химическое сосредоточение текучих включений в отношении использования анализа текучих включений в этом месторождении для различения этих геологических признаков.In FIG. 25 is a triple graph of CO 2 / CH 4 / H 2 S showing characteristic compositions of inclusions in productive and non-productive pressures. These data indicate an adequate chemical concentration of fluid inclusions in relation to the use of fluid inclusion analysis in this field to distinguish between these geological features.
Обратимся теперь к фиг. 26, на ней показано изображение каротажа согласно изобретению H2S (нормализованный относительно CO2) как функции глубины. Зоны с высоким содержанием H2S 270, 272, 274 обнаружены в надвиговых пропластках с хорошими признаками или производительными газовыми бассейнами. Графики H2S не дают отличия между экономическими и неэкономическими газовыми скоплениями в этом месторождении.Turning now to FIG. 26, it shows a log image according to the invention of H 2 S (normalized to CO 2 ) as a function of depth. Areas with a high content of H 2 S 270, 272, 274 were found in thrust beds with good features or productive gas pools. H 2 S graphs do not distinguish between economic and non-economic gas accumulations in this field.
Обратимся теперь к фиг. 27, на ней показано изменение в отношении CO2/CO2 плюс CH4 в скважине. Аномалии CO2 в 276, 278, 280, 284 являются отрицательными и в интервалах песчаников, содержащих пористые зоны. Путем идентифицирования по подъему пористых зон идентифицированы новые зоны для проведения испытаний. Это показывает использование изобретения для определения местонахождения зон пористости.Turning now to FIG. 27, it shows the change in the ratio of CO 2 / CO 2 plus CH 4 in the well. Anomalies of CO 2 in 276, 278, 280, 284 are negative in the intervals of sandstones containing porous zones. By identifying by raising the porous zones, new zones were identified for testing. This shows the use of the invention to locate porosity zones.
Обратимся теперь к фиг. 28, на ней показаны изменения в отношении гелий //гелий плюс водород/. Положительные гелиевые аномалии в 286, 288, 290, 292 и 294 обнаружены путем сравнения с сейсмическими данными, которые оказываются в зонах ловушек бассейнов. Это показывает использование изобретения для содействия идентификации зон напоров. Turning now to FIG. 28, it shows changes in the ratio of helium // helium plus hydrogen /. Positive helium anomalies in 286, 288, 290, 292, and 294 were detected by comparison with seismic data that appear in the zones of basin traps. This shows the use of the invention to facilitate the identification of pressure zones.
Положительные гелиевые аномалии, происходящие в зонах ловушек бассейнов, происходят независимо от того, производительные или нет ловушки месторождений. Positive helium anomalies occurring in the zones of the basin traps occur regardless of whether the field traps are productive or not.
Этот пример показывает, что в отношении этого месторождения аномалии сероводорода происходят в производительных пропластках, аномалии углекислого газа происходят в пористых песчаниках и аномалии гелия происходят в солях взбросов. This example shows that in relation to this deposit, anomalies of hydrogen sulfide occur in productive layers, anomalies of carbon dioxide occur in porous sandstones and anomalies of helium occur in overburden salts.
Эти характеристичные сигнатуры текучих включений могут использоваться для картографирования этих зон в других скважинах в месторождении и могут быть обобщены в отношении других месторождений. These characteristic fluid inclusion signatures can be used to map these zones in other wells in the field and can be generalized to other fields.
Пример X картографирование структурных особенностей на основании данных о составе газово-жидких включений. Example X mapping structural features based on data on the composition of gas-liquid inclusions.
Этот пример показывает использование зон составов газово-жидких включений для идентифицирования структурных особенностей в месторождении. This example shows the use of gas-liquid inclusion composition zones to identify structural features in a field.
Семь скважин в зоне исследования были выбраны для анализа и тройные графики разных элементов выполнены для отличия друг от друга восходящей платформы, нисходящего лагунного известняка и пористой породы (заполненной газом или водой). Seven wells in the study area were selected for analysis and triple plots of different elements were made to distinguish from each other the ascending platform, descending lagoon limestone and porous rock (filled with gas or water).
Текучие включения в породах восходящей платформы имеют относительно высокие насыщения метана. Fluid inclusions in the rocks of the ascending platform have relatively high methane saturations.
Текучие включения в наполненных битумом наклонных фациях могут легко различаться по обогащению толуолом и сероводородом. Fluid inclusions in inclined facies filled with bitumen can easily be distinguished by enrichment with toluene and hydrogen sulfide.
Текучие включения в лагунных известняках богаты углекислым газом и бедны метаном. Fluid inclusions in lagoon limestones are rich in carbon dioxide and poor in methane.
Текучие включения в кальците поздней стадии бедны метаном и богаты сероводородом или HCl плюс (больше соли). Fluid inclusions in late stage calcite are poor in methane and rich in hydrogen sulfide or HCl plus (more salt).
Используя эти характеристические составы, месторождение может быть картографировано как функция идентифицированных зон. Using these characteristic compositions, the field can be mapped as a function of the identified zones.
В ходе реализации изобретения в его разных аспектах были решены многие проблемы. During the implementation of the invention in its various aspects, many problems were solved.
Система была разработана для индивидуального дробления и анализа содержания включений множества проб. Дробление проб проводится в непрерывно поддерживаемом вакууме для ускорения обработки и обеспечения, чтобы вновь освобожденные летучие компоненты поглощались как можно меньше поверхностями, образовавшимися при дроблении. Разработано средство для удерживания множества проб изолированными друг от друга во время крошения каждой из них отдельно под вакуумом. Для эффективности система разработана для использования меньшего числа средств дробления для крошения проб, чем количество проб, и также средство для перемещения проб в положения для крошения. Система выполнена прочной достаточно для повторных использований. Освобожденные летучие компоненты быстро передаются на анализирующее средство для получения адекватной записи большинства всех элементов и соединений, присутствующих для картографирования зон химических включений подземной формации. Сами аналитические приборы были разработаны для детектирования низких количеств следов элементов и соединений, присутствующих в текучих включениях, которые, как показано выше, предлагают многие преимущества разведчикам нефти и газа. Большие количества результирующих данных о составе загружаются в память в форме с возможностью поиска. Результирующие данные, представляющие гетерогенные смеси элементов и соединений, освобожденных из многочисленных включений в каждой пробе, обрабатываются и интерпретируются, а разные изображения по глубине и аэральному местонахождению были образованы для содействия интерпретации и использованию данных. The system was developed for individual crushing and analysis of the content of inclusions of multiple samples. The crushing of samples is carried out in a continuously maintained vacuum to speed up processing and to ensure that newly released volatile components are absorbed as little as possible by the surfaces formed during crushing. A tool has been developed for holding multiple samples isolated from each other during crumbling of each of them separately under vacuum. For efficiency, the system is designed to use fewer crushing means for crumbling samples than the number of samples, and also a means for moving samples to crumbling positions. The system is robust enough for reuse. Released volatile components are quickly transferred to the analyzer to obtain an adequate record of most of the elements and compounds present for mapping the zones of chemical inclusions of the underground formation. The analytical instruments themselves were designed to detect low trace amounts of elements and compounds present in fluid inclusions, which, as shown above, offer many advantages to oil and gas scouts. Large amounts of resulting composition data are loaded into memory in a searchable form. The resulting data, representing heterogeneous mixtures of elements and compounds liberated from numerous inclusions in each sample, are processed and interpreted, and different images in depth and aerial location were formed to facilitate the interpretation and use of the data.
Использование изобретения в его разных аспектах дает возможность проводить анализ и интерпретацию составов текучих включений в трех измерениях в формации земли, т.е. в вертикальном и горизонтальном направлениях. Стратиграфия газово-жидких включений седиментационных формаций была сопряжена с трудностями получения адекватных данных в отношении многочисленных микроскопических (типично менее 10 микрон) присутствующих текучих включений, которые ранее не пытались серьезно решить или рассмотреть другие разработчики. The use of the invention in its various aspects makes it possible to analyze and interpret the compositions of fluid inclusions in three dimensions in the earth formation, i.e. in vertical and horizontal directions. The stratigraphy of gas-liquid inclusions of sedimentation formations was associated with difficulties in obtaining adequate data regarding the numerous microscopic (typically less than 10 microns) fluid inclusions present that other developers had not tried to seriously solve or consider.
Использование картографирования химических составов газово-жидких включений подземных формаций обеспечивает картографирование путей миграции нефти/газа, установление временных ограничений в отношении миграции нефти/газа, демонстрирование многих эпизодов миграции нефти и газа, местоположение перемычек (барьеров), местоположение ловушек, демонстрирование миграции текучих сред вдоль ловушек, местоположение несогласий, местоположение палеообнаженных поверхностей (палеоверхние зоны), прогнозирование теплового обнажения (созревание и катогенез углеводородов) и создание горизонтов времени (стратиграфические временные маркеры) в разных осадочных породах. Многие другие преимущества могут быть получены. The use of mapping chemical compositions of gas-liquid inclusions of underground formations provides mapping of oil / gas migration paths, setting time limits for oil / gas migration, demonstrating many episodes of oil and gas migration, location of jumpers (barriers), location of traps, demonstrating fluid migration along traps, the location of disagreements, the location of pale exposed surfaces (pale upper zones), prediction of thermal exposure (maturation katogenez hydrocarbons) and creation time horizons (stratigraphic time markers) in various sediments. Many other benefits can be gained.
Стратиграфия текучих включений согласно изобретению является быстродействующим способом, основанным на анализе сотен или тысяч проб в день состава летучих компонентов текучих включений. Эта скорость и легкость получения данных делают возможным этот тип исследований. Fluid inclusion stratigraphy according to the invention is a high-speed method based on the analysis of hundreds or thousands of samples per day of the composition of volatile components of fluid inclusions. This speed and ease of data acquisition makes this type of research possible.
Изобретение описано в виде предпочтительных вариантов реализации и специфических применений, но оно этим не ограничивается, а ограничивается только прилагаемой здесь формулой изобретения и охватывает весь диапазон эквивалентных технических решений, допускаемых законом. The invention is described in the form of preferred embodiments and specific applications, but it is not limited to this, but is limited only by the claims appended here and covers the entire range of equivalent technical solutions allowed by law.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US39834289A | 1989-08-24 | 1989-08-24 | |
| US39834389A | 1989-08-24 | 1989-08-24 | |
| US39834189A | 1989-08-24 | 1989-08-24 | |
| US398,342 | 1989-08-24 | ||
| US398,341 | 1989-08-24 | ||
| US398,343 | 1989-08-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2090912C1 true RU2090912C1 (en) | 1997-09-20 |
Family
ID=27410299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4831022 RU2090912C1 (en) | 1989-08-24 | 1990-08-23 | Process of geochemical search for accumulations of crude oil and gas and analyzer of composition of sample volatile components |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EG (1) | EG18962A (en) |
| RU (1) | RU2090912C1 (en) |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2175050C2 (en) * | 1998-06-01 | 2001-10-20 | Предприятие "Надымгазпром" | Method determining nature on interstring gas manifestations at stage of drilling and laying up of gas wells of multipool deposit by geochemical processes |
| RU2176407C1 (en) * | 2000-09-06 | 2001-11-27 | Государственное федеральное унитарное предприятие "Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья" | Process of direct geochemical search for hydrocarbon pools |
| RU2177631C1 (en) * | 2000-07-21 | 2001-12-27 | Закрытое акционерное общество научно-исследовательский центр "Югранефтегаз" | Process of search for oil and gas fields |
| RU2185620C1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-07-20 | Государственное унитарное предприятие Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства | Method identifying sources of oil contamination |
| RU2188440C1 (en) * | 2001-10-04 | 2002-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Южное научно-производственное предприятие по геолого-геофизическим исследованиям на шельфе "Южморгеошельф" | Procedure of geochemical survey of water area and gear for its implementation |
| RU2190098C1 (en) * | 2001-08-30 | 2002-09-27 | Гордадзе Гурам Николаевич | Method of revealing oil deposit |
| RU2193219C1 (en) * | 2001-07-20 | 2002-11-20 | Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых | Method of geochemical search for oil and gas deposit |
| RU2210793C2 (en) * | 2001-08-21 | 2003-08-20 | ЗАО Научно-исследовательский центр "Югранефтегаз" | Method of search for oil and gas deposits in shelf zones and marsh-ridden territories |
| RU2239209C1 (en) * | 2003-12-19 | 2004-10-27 | Шулейкин Владимир Николаевич | Method for detection of sections of abnormal leakage of volatile gases to surface |
| RU2247836C2 (en) * | 2003-02-25 | 2005-03-10 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" (ОАО "Уралкалий") | Method for determining gas yield level of salt beds |
| RU2249687C2 (en) * | 2001-10-29 | 2005-04-10 | Акционерное общество закрытого типа "Нефтегазэкспертиза" | Device for detecting composition of rock during well drilling |
| RU2284556C1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-09-27 | Венер Рафаэлевич Раянов | Geochemical method of analysis of oil content in structures revealed by seismic prospecting |
| RU2359290C1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-06-20 | Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Forecast method of hydrocarbon accumulation |
| RU2418948C1 (en) * | 2009-10-07 | 2011-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фация" | Procedure for geological examination of wells |
| RU2449324C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-27 | Закрытое акционерное общество "Актуальная геология" | Method for predicting hydrocarbon deposits |
| RU2461709C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-09-20 | Загит Раифович Рабартдинов | Method for determination of rates of two jointly operated oil formations |
| WO2013052159A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Schlumberger Canada Limited | Fast mud gas logging using tandem mass spectroscopy |
| RU2494251C1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-09-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Сибирский Научно-Исследовательский Институт Геологии, Геофизики И Минерального Сырья" | Method for determining nature of inter-string gas shows of wells of multiformation oil-and-gas condensate deposits |
| WO2014055810A1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Schlumberger Canada Limited | Hydrocarbon saturation from total organic carbon logs derived from inelastic and capture nuclear spectroscopy |
| RU2649222C1 (en) * | 2014-05-07 | 2018-03-30 | Ингрейн, Инк. | Method and system for geochemical characterization with space resolution |
| RU2667174C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-09-17 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Method of geochemical monitoring of development of shallow reservoirs of super viscous oils |
| RU2675415C1 (en) * | 2017-10-17 | 2018-12-19 | Валерий Викторович Орлов | Geochemical method for detecting hydrocarbon deposits |
| CN111721827A (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-29 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for distinguishing new ancient and frimbrial strata |
| CN114660269A (en) * | 2022-03-23 | 2022-06-24 | 中国海洋石油集团有限公司 | Recovery method for dynamic natural gas accumulation process of ancient buried hill |
-
1990
- 1990-08-22 EG EG49890A patent/EG18962A/en active
- 1990-08-23 RU SU4831022 patent/RU2090912C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1249617, кл. G 01 V 9/00, 1986. 2. Калюжный В.А. Основы учения о минералообразующих флюидах. - Киев, Наукова Думка, 1982, с. 83, 88-89, 92, 93. * |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2175050C2 (en) * | 1998-06-01 | 2001-10-20 | Предприятие "Надымгазпром" | Method determining nature on interstring gas manifestations at stage of drilling and laying up of gas wells of multipool deposit by geochemical processes |
| RU2177631C1 (en) * | 2000-07-21 | 2001-12-27 | Закрытое акционерное общество научно-исследовательский центр "Югранефтегаз" | Process of search for oil and gas fields |
| RU2176407C1 (en) * | 2000-09-06 | 2001-11-27 | Государственное федеральное унитарное предприятие "Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья" | Process of direct geochemical search for hydrocarbon pools |
| RU2185620C1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-07-20 | Государственное унитарное предприятие Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства | Method identifying sources of oil contamination |
| RU2193219C1 (en) * | 2001-07-20 | 2002-11-20 | Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых | Method of geochemical search for oil and gas deposit |
| RU2210793C2 (en) * | 2001-08-21 | 2003-08-20 | ЗАО Научно-исследовательский центр "Югранефтегаз" | Method of search for oil and gas deposits in shelf zones and marsh-ridden territories |
| RU2190098C1 (en) * | 2001-08-30 | 2002-09-27 | Гордадзе Гурам Николаевич | Method of revealing oil deposit |
| RU2188440C1 (en) * | 2001-10-04 | 2002-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Южное научно-производственное предприятие по геолого-геофизическим исследованиям на шельфе "Южморгеошельф" | Procedure of geochemical survey of water area and gear for its implementation |
| RU2249687C2 (en) * | 2001-10-29 | 2005-04-10 | Акционерное общество закрытого типа "Нефтегазэкспертиза" | Device for detecting composition of rock during well drilling |
| RU2247836C2 (en) * | 2003-02-25 | 2005-03-10 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" (ОАО "Уралкалий") | Method for determining gas yield level of salt beds |
| RU2239209C1 (en) * | 2003-12-19 | 2004-10-27 | Шулейкин Владимир Николаевич | Method for detection of sections of abnormal leakage of volatile gases to surface |
| RU2284556C1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-09-27 | Венер Рафаэлевич Раянов | Geochemical method of analysis of oil content in structures revealed by seismic prospecting |
| RU2359290C1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-06-20 | Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Forecast method of hydrocarbon accumulation |
| RU2418948C1 (en) * | 2009-10-07 | 2011-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фация" | Procedure for geological examination of wells |
| RU2449324C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-27 | Закрытое акционерное общество "Актуальная геология" | Method for predicting hydrocarbon deposits |
| RU2461709C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-09-20 | Загит Раифович Рабартдинов | Method for determination of rates of two jointly operated oil formations |
| WO2013052159A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Schlumberger Canada Limited | Fast mud gas logging using tandem mass spectroscopy |
| US8536524B2 (en) | 2011-10-06 | 2013-09-17 | Schlumberger Technology Corporation | Fast mud gas logging using tandem mass spectroscopy |
| RU2494251C1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-09-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Сибирский Научно-Исследовательский Институт Геологии, Геофизики И Минерального Сырья" | Method for determining nature of inter-string gas shows of wells of multiformation oil-and-gas condensate deposits |
| WO2014055810A1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Schlumberger Canada Limited | Hydrocarbon saturation from total organic carbon logs derived from inelastic and capture nuclear spectroscopy |
| US9851468B2 (en) | 2012-10-04 | 2017-12-26 | Schlumberger Technology Corporation | Hydrocarbon saturation from total organic carbon logs derived from inelastic and capture nuclear spectroscopy |
| RU2649222C1 (en) * | 2014-05-07 | 2018-03-30 | Ингрейн, Инк. | Method and system for geochemical characterization with space resolution |
| RU2675415C1 (en) * | 2017-10-17 | 2018-12-19 | Валерий Викторович Орлов | Geochemical method for detecting hydrocarbon deposits |
| RU2667174C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-09-17 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Method of geochemical monitoring of development of shallow reservoirs of super viscous oils |
| CN111721827A (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-29 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for distinguishing new ancient and frimbrial strata |
| CN114660269A (en) * | 2022-03-23 | 2022-06-24 | 中国海洋石油集团有限公司 | Recovery method for dynamic natural gas accumulation process of ancient buried hill |
| CN114660269B (en) * | 2022-03-23 | 2023-09-19 | 中国海洋石油集团有限公司 | Method for recovering natural gas dynamic hiding process of ancient buried hill |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EG18962A (en) | 1994-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2090912C1 (en) | Process of geochemical search for accumulations of crude oil and gas and analyzer of composition of sample volatile components | |
| US5328849A (en) | Inclusion composition mapping of earth's subsurface using collective fluid inclusion volatile compositions | |
| US5286651A (en) | Determining collective fluid inclusion volatiles compositions for inclusion composition mapping of earth's subsurface | |
| US5416024A (en) | Obtaining collective fluid inclusion volatiles for inclusion composition mapping of earth's subsurface | |
| EP0414564B1 (en) | Apparatus and method for use in the analysis of fluid inclusions | |
| US5241859A (en) | Finding and evaluating rock specimens having classes of fluid inclusions for oil and gas exploration | |
| US6670605B1 (en) | Method and apparatus for the down-hole characterization of formation fluids | |
| CA2569358C (en) | Downhole measurement of formation characteristics while drilling | |
| US7153688B2 (en) | Rock assay for predicting oil or gas in target reservoirs | |
| US20060117841A1 (en) | Novel well logging method for the determination of catalytic activity | |
| Hoering et al. | A search for molecular fossils in the kerogen of Precambrian sedimentary rocks | |
| US7435597B2 (en) | Assays for zero-valent transition metals in sedimentary rocks using carbon monoxide with application to oil and gas exploration | |
| US3847549A (en) | Method of geochemical exploration | |
| Zhou et al. | Decipher hydrocarbon generation and accumulation based on fluid inclusion and chronology: A case study from the Upper Paleozoic buried-hills in Huanghua Depression, Bohai Bay Basin | |
| Jenkins | Geochemical correlation of source rocks and crude oils from the Cooper and Eromanga Basins | |
| GB2256885A (en) | Method of exploring for oil | |
| US20050250209A1 (en) | Determining metal content of source rock during well logging | |
| Szatkowski et al. | Identifying the source of migrating gases in surface casing vents and soils using stable Carbon Isotopes, Golden Lake Pool, West-central Saskatchewan | |
| Xuejing | Local and regional surface geochemical exploration for oil and gas | |
| Zhao et al. | Total scanning fluorescence characteristics and implications of shale oil in the Lucaogou Formation, Jimsar Sag, Junggar Basin, NW China | |
| Graf et al. | Trace-element studies, Santa Rita, New Mexico | |
| Sechman et al. | Light hydrocarbons in soil gas above prospective oil‐and gas‐bearing structures: Pomeranian Synclinorium, NW Poland | |
| Mani et al. | Organic properties and hydrocarbon generation potential of shales from few sedimentary basins of India | |
| Schiener et al. | Surface geochemical exploration for hydrocarbons in offshore areas—principles, methods and results | |
| Pommer et al. | Biochemical And Stratigraphic Controls on Pore‐System Evolution, Phosphoria Rock Complex (Permian), Rocky Mountain Region, USA |