[发明专利]用于从储层收集并且保存芯层样品的方法和装置

说明书

本文提供了一种从储层收集和保存芯层样品的方法和装置。在一些实施方案中，提供了一种方法，包括使用岩石和流体采样工具从储层获得芯层样品并将芯层样品放置在填充有无氢流体的容器中，使得一部分无氢流体被芯层样品置换，并且芯层样品被浸没在无氢流体中。该方法还包括将气体转移到容器中以占据容器中的空间并通过容器端部上的盖密封容器。本文还提供了分析从储层收集到的芯层样品的方法以及岩石和流体采样工具。

技术领域

本公开的实施方案总体上涉及由地质岩层获得并分析芯层样品。更具体地说，本公开涉及用于在收集的芯层样品中保存原始孔隙流体和岩石性质，并能够对这些样品进行有效的成像的方法和系统。

背景技术

可在岩石中钻井以获取储存在含烃地质岩层中的流体。这样的地质岩层可以被称为“储层”。存在多种技术用于确定这种储层中烃的存在及其储量。在一些情况下，可以在井的井眼中的井底收集岩石和流体的样品(称为“芯层样品”)并将其收回到地面以用于进一步分析。可以对芯层样品进行分析以量化储层中烃(例如，石油和天然气)的量和价值。芯层样品的分析也可能决定所确定的石油和天然气的生产速度并有助于确定提取石油和天然气的技术并最大限度地从储层中采收。

然而，从储层获得未改变的芯层样品可能是具有挑战性的并且可能影响样品的准确分析以及随后的储层中的烃的定量。从储层获得芯层样品的现有技术可能会对样品中的岩石和流体施加压力，并导致岩石性质、流体性质或这两者发生变化。此外，通过现有技术获得的芯层样品可能具有不同于天然流体组成的流体组成，对于具有相对低渗透性的岩石的芯层样品尤其是如此。此外，对于如致密页岩气和致密页岩油之类的烃类而言，可能难以获得原始气体，并且来自此储层的芯层样品可能含有挥发性液体和随着样品在收回到地面时减压而膨胀的高度可压缩的气体，将进一步影响芯层样品的分析。

发明内容

本公开的实施方案总体上涉及用于收集一个或多个芯层样品并分析一个或多个芯层样品的方法和系统。在一些实施方案中，提供了这样一种方法，其包括使用插入到井眼的井底的岩石和流体采样工具，从储层获取一个或多个芯层样品，所述井眼从地面延伸至储层。该岩石和流体采样工具包括填充有无氢流体的容器。该方法还包括将该一个或多个芯层样品放置在该容器中，使得一部分无氢流体被一个或多个芯层样品置换，并且该一个或多个芯层样品被浸没在该无氢流体中。该容器还包括未被一个或多个芯层样品和无氢流体占据的空间。该方法还包括将气体转移到容器中以填充未占据的空间并通过容器端部上的盖密封容器。

在一些实施方案中，通过盖密封容器产生在一定压力值下的加压容器。在一些实施方案中，压力值基本上等于储层的压力。在一些实施方案中，该方法包括从井眼的井底将具有密封容器的岩石和流体采样工具收回到地面。在一些实施方案中，该方法包括使用中子成像、X射线成像和核磁共振成像中的至少一种使加压容器中的一个或多个芯层样品中的至少一个成像。在一些实施方案中，使用岩石和流体采样工具从储层获得一个或多个芯层样品包括使用旋转取心装置从井眼的侧壁获得一个或多个芯层样品。

在一些实施方案中，无氢流体是氟碳类流体。在一些实施方案中，气体包含氮气。在一些实施方案中，容器包括共晶金属组件。在一些实施方案中，该方法包括将岩石和流体采样工具插入井眼中。在一些实施方案中，该方法包括在将岩石和流体采样工具插入井眼之前，将无氢流体添加到容器中。在一些实施方案中，使用插入井眼中的岩石和流体采样工具从储层获得一个或多个芯层样品包括在井眼中的第一深度处获得第一芯层样品以及在井眼中的第二深度处获得第二芯层样品。

在一些实施方案中，该方法包括去除一定量的气体、一定量的无氢流体或这两者。在一些实施方案中，该方法还包括将水溶液转移到容器中以替换去除量的气体、去除量的无氢流体或这两者。在一些实施方案中，该方法还包括使用中子成像和计算机断层(CT)成像中的至少一种对容器中的一个或多个芯层样品中的至少一个芯层样品进行成像。在一些实施方案中，该方法还包括确定进入至少一个芯层样品的水溶液的饱和度。