[发明专利]检测烃储集层中的多模式示踪剂

说明书

本公开内容描述了用于检测烃储集层中的多模式示踪剂的方法和系统。一种方法包括：在储集层的第一位置处注入多模式示踪剂，其中所述多模式示踪剂与所述储集层中的地下流体混合；在所述储集层的第二位置处收集流体样品；和分析所述流体样品以检测在所述流体样品中所述多模式示踪剂的存在，其中所述多模式示踪剂包括负载有至少两种标记物的粒子，并且所述至少两种标记物中的每一种与不同的检测技术相关如荧光标记物、质谱标记物和表面增强的拉曼散射标记物。

优先权要求

本申请要求于2016年12月15日提交的美国临时专利申请号62/434,804和于2017年11月27日提交的美国专利申请号15/822,546的优先权，将它们以其整体通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及检测烃储集层(hydrocarbon reservoir)中的示踪剂。

背景

在烃储集层中，可以对地下流体流动模式进行分析以开发用于烃储集层的地质模型。该模型可以用于产生一个或多个可用于储集层资源管理的参数，包括例如井与井的连接性、流体分配、裂缝位置、波及体积(swept volume)和残余油饱和度。

概述

本公开内容描述了用于检测烃储集层中的示踪剂的方法和系统。一种方法包括：在储集层的第一位置处注入多模式示踪剂(multi-modal tracer)，其中所述多模式示踪剂与所述储集层中的地下流体混合；在所述储集层的第二位置处收集流体样品；和分析所述流体样品以检测在所述流体样品中所述多模式示踪剂的存在。此方面的其他实施方式包括相应的系统和装置。

前述和其他实施方式可以各自任选地单独或组合地包括以下特征中的一个或多个：

第一方面，可与通用实施方式组合，所述方法还包括基于所检测的多模式示踪剂的存在确定地下流体流动模式(流体流型，fluid-flow pattern)。

第二方面，可与前述方面中的任一个组合，其中多模式示踪剂包括负载有至少两种标记物(标签，taggant)的粒子，并且所述至少两种标记物中的每一种与不同的检测技术相关。

第三方面，可与前述方面中的任一个组合，其中多模式示踪剂包括纳米粒子。

第四方面，可与前述方面中的任一个组合，其中多模式示踪剂至少负载有荧光标记物和质谱标记物。

第五方面，可与前述方面中的任一个组合，其中分析流体样品包括：确定第一条形码分量(条形码成分，barcode component)，其中该第一条形码分量代表利用荧光检测技术产生的荧光信号；确定第二条形码分量，其中该第二条形码分量代表利用质谱检测技术产生的质谱信号；基于该第一和第二条形码分量产生条形码；和将所产生的条形码与多个条形码进行比较以检测所述多模式示踪剂的存在，该多个条形码中的每一个代表特定的多模式示踪剂。

第六方面，可与前述方面中的任一个组合，其中荧光检测技术包括上转换发光操作(upconversion luminescence operation)，并且荧光标记物包括上转换标记物。

第七方面，可与前述方面中的任一个组合，其中荧光检测技术包括时间门控(time-gated)荧光光谱技术，并且荧光标记物包括铠装(有鞘，sheathed)镧系元素发射体或持续性磷光体材料。

第八方面，可与前述方面中的任一个组合，其中荧光检测技术用于在利用质谱检测技术产生第二条形码分量之前产生第一条形码分量。

第九方面，可与前述方面中的任一个组合，其中将质谱标记物掺入在聚合物纳米粒子中。

第十方面，可与前述方面中的任一个组合，其中质谱检测技术包括气相色谱质谱操作(Gas Chromatography Mass Spectrometry operation)。