一種探井試油測試前原油黏度的預測方法
2023-06-02 16:30:56 2
專利名稱：一種探井試油測試前原油黏度的預測方法
技術領域：
本發明涉及ー種原油黏度的預測方法，具體涉及對探井試油試採測試前原油黏度的預測方法。
背景技術：
試油測試是油氣勘探的關鍵環節之一，是評價油氣層、了解地下情況的最直接手段，可為油氣勘探開發提供可靠的地質資料。原油黏度是試油測試方案、勘探產能評價、油田開發方案設計、經濟有效開發的關鍵參數之一，故在試油測試前預測原油黏度尤其是稠油黏度一直是關注的問題。
有文獻報導利用薄層色譜和色譜質譜技術及芳烴化合物預測生物降解原油黏度，參見趙紅靜、尹凡舉、張敏等「利用芳烴化合物預測生物降解原油的黏度」(沉積學報，2002);利用生物標誌化合物等地化資料預測原油黏度，參見趙紅靜、張春明、梅博文等「利用地化參數預測稠油油藏開採難度」(石油學報，2004);利用高溫氣相色譜技術及C4tl+ (%)高分子量烴類化合物預測油藏剩餘油黏度，參見張居和、馮子輝、方偉等「油藏剩餘油黏度的測試方法」(中國發明專利200810056582. X)，等等。上述這些預測原油及稠油黏度的方法，一般採用ー種、幾種或ー類化合物與原油及稠油黏度建立相關性來預測其黏度，在油氣勘探開發的科學研究和生產中發揮了重要作用。
發明內容
本發明的目的是提供ー種利用全ニ維氣相色譜技術(GCXGC-FID)預測原油黏度的方法，本發明利用全ニ維氣相色譜技術(GCXGC-FID)的族組成及分離檢測特性，將原油或油砂中原油直接進樣檢測獲得鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴族組分及含量，利用這些族組分與原油黏度的多元相關性，建立原油黏度預測圖版及方法。本發明提供的探井試油測試前原油黏度的預測方法，包含以下步驟
1)採集原油和油砂樣品，原油樣品取自油井井口或測試樣品等，原油樣品按中國國家標準GB265-88《石油產品運動黏度測定法和動カ黏度計算法》獲得原油黏度，油砂樣品取自探井巖心，油砂樣品採用機械物理方法提取有機質樣品及獲得油砂中原油；
2)將步驟I)得到的原油和油砂中原油，加入等體積的ニ硫化碳(色譜純)溶劑，得到原油或油砂中原油溶液；
3)對步驟2)得到的溶液進行全ニ維氣相色譜分析，獲得原油和油砂中原油的全ニ維氣相色譜分析數據；
4)將步驟3)得到的全ニ維氣相色譜分析數據，利用全ニ維氣相色譜-飛行時間質譜分析軟體及方法，結合全ニ維氣相色譜的族組分分離特性等，對全ニ維氣相色譜分析數據進行鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴的族組分定性；
5)利用步驟4)得到的族組分定性結果，計算獲得原油和油砂中原油鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴組分的定量結果及含量；6)利用步驟5)得到的原油族組分含量，確定原油黏度與其鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴組分含量的相關性、多元相關權重係數及原油黏度指數；
7)利用步驟6)得到的原油黏度指數，確定原油黏度與原油黏度指數的相關性即建立原油黏度預測圖版及關係式；
8)利用步驟5)得到的油砂中原油族組分含量和步驟6)得到的原油黏度指數，計算油砂中原油黏度指數；
9)將步驟8)得到的油砂中原油黏度指數，代入步驟7)得到的原油黏度預測圖版及關係式，計算獲得預測原油黏度。本發明所具有的有益效果原油是ー種複雜的、多組分的均質混合物，主要的組成是烴類(鏈烷烴、環烷烴、芳烴)，還有非烴組分(含硫、含氧、含氮化合物等)以及膠質和浙青質等，原油的物理化學性質及黏度、密度等是由原油的化學組成(鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非 烴等組分及含量)決定的，原油黏度的大小是鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴等族組成「多因素」共同作用的結果，因此，利用全ニ維氣相色譜技術(GCXGC-FID)的族組成及分離檢測特性，將原油或油砂中原油直接進樣檢測獲得鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴組分及含量，利用這些族組分與原油黏度的多元相關性，建立原油黏度預測圖版及方法。本發明避免了其它方法一般採用ー種、幾種或ー類化合物預測原油黏度，以及原油樣品經前處理不能保證其原始性及可能帶來的誤差及汙染；全ニ維氣相色譜比ー維氣相色譜或色譜-質譜技術的柱容量大、解析度和靈敏度高、定性和定量可靠性大大增強，保證了原油黏度預測的準確性，極大地豐富了原油及沉積有機質地球化學信息，對於油藏地球化學研究及勘探開發具有重要意義。
圖I為原油黏度與鏈烷烴相關性 圖2為原油黏度與環烷烴相關性 圖3為原油黏度與芳烴相關性 圖4為原油黏度與非烴相關性 圖5為原油黏度與原油黏度指數相關性 圖6為原油全ニ維氣相色譜族組分定性示意圖。
具體實施例方式本發明主要提出了探井試油測試前預測原油黏度的全ニ維氣相色譜方法，主要是依據全ニ維氣相色譜柱容量大、解析度和靈敏度高、族組分條帶等分離特性、定性和定量可靠性大大增強，將原油或油砂中原油樣品全ニ維氣相色譜分析獲得的鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴組成，利用多元線性回歸分析獲得原油黏度指數，建立原油黏度與原油黏度指數圖版及關係式，計算預測原油黏度。本實施方式原油和油砂採集及全ニ維氣相色譜分析方法是按下述步驟完成的
I)採集原油和油砂樣品，原油樣品取自油井井口或測試樣品，原油樣品按中國國家標
準GB265-88《石油產品運動黏度測定法和動カ黏度計算法》獲得原油黏度，油砂樣品取自探井巖心，採用機械物理方法提取有機質樣品及獲得油砂中原油；2)將步驟I)得到的原油和油砂中原油，加入等體積的ニ硫化碳(色譜純)溶劑，得到原油或油砂中原油溶液；
3)將步驟2)得到的溶液進行全ニ維氣相色譜分析，獲得原油和油砂中原油的全ニ維氣相色譜分析數據；其中全ニ維氣相色譜分析條件為美國LECO公司全ニ維氣相色譜(GCXGC-FID)，配有Agilent7890氣相色譜儀及氫火焰離子化檢測器(FID)和四噴ロ雙級熱調製器，控制及數據處理為Chroma TOF軟體；一維色譜柱為DB-Petro :50m X O. 2mmX0. 5Mm，初溫 80°C，恆 O. 2 min,以 2°C /min 升溫速率升到 300°C，恆溫 30 min ;ニ維色譜柱為 DB_17ht: 2mX O. ImmX O. Ιμπι，初溫 85°C，恆 O. 2 min,以 2°C /min升溫速率升到310°C，恆溫30 min ;進樣ロ溫度300°C，分流進樣模式；檢測器FID溫度320°C，檢測器補充氣體為高純氦氣；調製器溫度比一維爐溫高30°C ;調製周期為10s，其中熱吹時間為2. 5s ;載氣為高純氦氣，柱流量為I. 8ml/min ;燃氣為氫氣，流量為45ml/min ；助燃氣為空氣，流量為450ml/min ；
4)將步驟3)得到的全ニ維氣相色譜分析數據，利用全ニ維氣相色譜-飛行時間質譜分析軟體及方法，結合全ニ維氣相色譜的正交分離、族分離、瓦片效應分離特性及譜圖，最下 方一條帶是極性最弱的鏈烷烴，上方依次是環烷烴、芳烴系列(單環、雙環、三環芳烴、四環芳烴等)、非烴和生物標誌物系列(圖6)，進行鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴的組分定性；
5)將步驟4)得到的組分定性結果和步驟3)得到的分析數據，分別計算得到族組分鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴的峰面積之和與總峰面積，利用各族組分峰面積除以總峰面積，得到原油或油砂中原油族組分的鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴的相對百分含量及定量結果；
6)將步驟5)得到的原油族組分相對百分含量和步驟I)得到的原油黏度，導入軟體(採用Microsoft office Excel 2007軟體,公共軟體)進行相關性和多元線性回歸分析,得到原油族組分鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴與原油黏度的相關性和多元相關係數；
7)將步驟6)得到的多元相關係數分別與其鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴含量的乘積之和，得到原油黏度指數；
8)將步驟7)得到的原油黏度指數和步驟I)得到的原油黏度，導入軟體(採用Microsoft office Excel 2007軟體,公共軟體)進行相關性分析,得到原油黏度指數與原油黏度的關係式即建立油砂原油黏度預測圖版及公式；
9)將步驟8)得到的油砂中原油黏度指數，代入步驟7)得到的原油黏度預測圖版及關係式，計算獲得預測原油黏度。以下以松遼盆地西部斜坡、龍虎泡、齊家古龍地區的原油和探井油砂為例說明本發明方法的實施過程。I、地質背景與實驗樣品
松遼盆地西部斜坡是松遼盆地的重要勘探領域，由西部超覆帶和泰康隆起帶兩個ニ級構造單元組成，為東傾的單斜構造，東鄰由龍虎泡階地、齊家古龍凹陷、大慶長垣等ニ級構造單元組成的中央凹陷區。在幾十年的西部斜坡區勘探中發現了新店、白音諾勒、阿拉新、_■站、江橋、富拉爾基等油氣田，以薩爾圖和聞臺子油層為主要儲集層和勘探目標，勘探發現的油氣資源主要是稠油及原油和天然氣。據馮子輝(2003)等有關研究表明，西部斜坡區油氣主要來源於東部的齊家古龍凹陷的青山ロ組和嫩江組烴源巖，故在松遼盆地西部斜坡、龍虎泡、齊家古龍地區採集原油及稠油樣品53件(表I)，為薩爾圖(S)、葡萄花(P)、高臺子(G)、扶餘(F)、楊大城子(Y)油層原油；採集西部斜坡探井江77、江84井的油砂樣品16件(表2)，油層為薩爾圖(S)和高臺子(G)。2、實驗結果及討論
採用步驟I)的方法採集原油和油砂樣品、提取油砂中原油樣品，並獲得原油黏度數據(表I);採用步驟2)到步驟5)的方法對樣品分別進行全ニ維氣相色譜檢測、定性、定量，獲得鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴組分含量分析數據(表I)。採用步驟6)到步驟9)的方法進行以下實驗研究。原油黏度及全ニ維氣相色譜分析數據表I
權利要求
1.ー種探井試油測試前原油黏度的預測方法，包含以下步驟 1)採集原油和油砂樣品，原油樣品取自油井井口或測試樣品，原油樣品按中國國家標準獲得原油黏度，油砂樣品取自探井巖心，油砂樣品採用機械物理方法提取有機質樣品及獲得油砂中原油； 2)將步驟I)得到的原油和油砂中原油，加入適量的ニ硫化碳溶劑，得到原油或油砂中原油溶液； 3)對步驟2)得到的溶液進行全ニ維氣相色譜分析，獲得原油和油砂中原油的全ニ維氣相色譜分析數據； 4)將步驟3)得到的全ニ維氣相色譜分析數據，利用全ニ維氣相色譜-飛行時間質譜分析軟體及方法，結合全ニ維氣相色譜的族分離、正交分離、瓦片效應分離特性，對全ニ維氣相色譜分析數據進行鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴的族組分定性； 5)利用步驟4)得到的族組分定性結果，計算獲得原油和油砂中原油鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴組分的含量及定量結果； 6)利用步驟5)得到的原油族組分含量，確定原油黏度與其鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴組分含量的相關性、多元相關權重係數及原油黏度指數； 7)利用步驟6)得到的原油黏度指數，確定原油黏度與原油黏度指數的相關性即建立原油黏度預測圖版及關係式； 8)利用步驟5)得到的油砂中原油族組分含量和步驟6)得到的原油黏度指數，計算油砂中原油黏度指數； 9)將步驟8)得到的油砂中原油黏度指數，代入步驟7)得到的原油黏度預測圖版及關係式，計算獲得預測原油黏度。
2.根據權利要求I所述的探井試油測試前原油黏度的預測方法，其特徵在於，步驟6)得到的多元相關權重係數及原油黏度指數，是利用原油黏度與原油中鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴的多元線性回歸分析獲得的。
3.根據權利要求I所述的探井試油測試前原油黏度的預測方法，其特徵在於，步驟7)得到的原油黏度預測圖版及公式是利用原油黏度與原油黏度指數的相關性分析獲得的。
4.根據權利要求I所述的探井試油測試前原油黏度的預測方法，其特徵在於，步驟8)得到的油砂中原油黏度指數是步驟5)得到的油砂中原油族組分含量代入步驟6)得到的原油黏度指數公式獲得的。
5.根據權利要求I所述的探井試油測試前原油黏度的預測方法，其特徵在於，步驟9)得到的預測原油黏度是步驟8)得到的油砂中原油黏度指數，代入步驟7)得到的預測原油黏度公式獲得的。
6.根據權利要求I所述探井試油測試前原油黏度的預測方法，其特徵在於，步驟6)及步驟7)所述相關性及多元線性回歸分析採用Microsoft office Excel 2007軟體。
全文摘要
一種探井試油測試前原油黏度的預測方法，該方法利用全二維氣相色譜技術直接進原油或油砂中原油獲得分析數據，採用全二維氣相色譜-飛行時間質譜分析軟體及方法和全二維氣相色譜分離特性定性，定量獲得原油鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴的族組成含量；利用原油黏度與其鏈烷烴、環烷烴、芳烴、非烴的族組成含量的多元相關性分析，獲得多元相關權重係數及原油黏度指數；利用原油黏度指數與原油黏度的相關性建立原油黏度預測圖版及關係式，計算獲得預測原油黏度。本發明預測原油黏度的準確度高，為試油測試方案、勘探產能評價、油藏非均質性研究及描述提供了可靠依據，將為油田開發方案設計、經濟有效開發提供一種關鍵參數，應用前景廣闊。
文檔編號G01N11/00GK102692363SQ201210160058
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者馮子輝, 張居和, 張慧鳳, 張琨, 方偉, 曾花森, 李景坤, 霍秋立 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責任公司