專利名稱：一種探井試油測試前原油黏度的預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種原油黏度的預(yù)測方法，具體涉及對探井試油試采測試前原油黏度的預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
試油測試是油氣勘探的關(guān)鍵環(huán)節(jié)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(fā)提供可靠的地質(zhì)資料。原油黏度是試油測試方案、勘探產(chǎn)能評價、油田開發(fā)方案設(shè)計、經(jīng)濟有效開發(fā)的關(guān)鍵參數(shù)之一，故在試油測試前預(yù)測原油黏度尤其是稠油黏度一直是關(guān)注的問題。
有文獻報道利用薄層色譜和色譜質(zhì)譜技術(shù)及芳烴化合物預(yù)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(yù)測生物降解原油的黏度”(沉積學報，2002);利用生物標志化合物等地化資料預(yù)測原油黏度，參見趙紅靜、張春明、梅博文等“利用地化參數(shù)預(yù)測稠油油藏開采難度”(石油學報，2004);利用高溫氣相色譜技術(shù)及C4tl+ (%)高分子量烴類化合物預(yù)測油藏剩余油黏度，參見張居和、馮子輝、方偉等“油藏剩余油黏度的測試方法”(中國發(fā)明專利200810056582. X)，等等。上述這些預(yù)測原油及稠油黏度的方法，一般采用ー種、幾種或ー類化合物與原油及稠油黏度建立相關(guān)性來預(yù)測其黏度，在油氣勘探開發(fā)的科學研究和生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種利用全ニ維氣相色譜技術(shù)(GCXGC-FID)預(yù)測原油黏度的方法，本發(fā)明利用全ニ維氣相色譜技術(shù)(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(huán)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(guān)性，建立原油黏度預(yù)測圖版及方法。本發(fā)明提供的探井試油測試前原油黏度的預(yù)測方法，包含以下步驟
1)采集原油和油砂樣品，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(chǎn)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，油砂樣品采用機械物理方法提取有機質(zhì)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(shù)據(jù)；
4)將步驟3)得到的全ニ維氣相色譜分析數(shù)據(jù)，利用全ニ維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜分析軟件及方法，結(jié)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(shù)據(jù)進行鏈烷烴、環(huán)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(jié)果，計算獲得原油和油砂中原油鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴、非烴組分的定量結(jié)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(huán)烷烴、芳烴、非烴組分含量的相關(guān)性、多元相關(guān)權(quán)重系數(shù)及原油黏度指數(shù)；
7)利用步驟6)得到的原油黏度指數(shù)，確定原油黏度與原油黏度指數(shù)的相關(guān)性即建立原油黏度預(yù)測圖版及關(guān)系式；
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(shù)，計算油砂中原油黏度指數(shù)；
9)將步驟8)得到的油砂中原油黏度指數(shù)，代入步驟7)得到的原油黏度預(yù)測圖版及關(guān)系式，計算獲得預(yù)測原油黏度。本發(fā)明所具有的有益效果原油是ー種復(fù)雜的、多組分的均質(zhì)混合物，主要的組成是烴類(鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴)，還有非烴組分(含硫、含氧、含氮化合物等)以及膠質(zhì)和浙青質(zhì)等，原油的物理化學性質(zhì)及黏度、密度等是由原油的化學組成(鏈烷烴、環(huán)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(huán)烷烴、芳烴、非烴等族組成“多因素”共同作用的結(jié)果，因此，利用全ニ維氣相色譜技術(shù)(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(huán)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(guān)性，建立原油黏度預(yù)測圖版及方法。本發(fā)明避免了其它方法一般采用ー種、幾種或ー類化合物預(yù)測原油黏度，以及原油樣品經(jīng)前處理不能保證其原始性及可能帶來的誤差及污染；全ニ維氣相色譜比ー維氣相色譜或色譜-質(zhì)譜技術(shù)的柱容量大、分辨率和靈敏度高、定性和定量可靠性大大增強，保證了原油黏度預(yù)測的準確性，極大地豐富了原油及沉積有機質(zhì)地球化學信息，對于油藏地球化學研究及勘探開發(fā)具有重要意義。


圖I為原油黏度與鏈烷烴相關(guān)性 圖2為原油黏度與環(huán)烷烴相關(guān)性 圖3為原油黏度與芳烴相關(guān)性 圖4為原油黏度與非烴相關(guān)性 圖5為原油黏度與原油黏度指數(shù)相關(guān)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(fā)明主要提出了探井試油測試前預(yù)測原油黏度的全ニ維氣相色譜方法，主要是依據(jù)全ニ維氣相色譜柱容量大、分辨率和靈敏度高、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(huán)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(shù)，建立原油黏度與原油黏度指數(shù)圖版及關(guān)系式，計算預(yù)測原油黏度。本實施方式原油和油砂采集及全ニ維氣相色譜分析方法是按下述步驟完成的
I)采集原油和油砂樣品，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(chǎn)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，采用機械物理方法提取有機質(zhì)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(shù)據(jù)；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(diào)制器，控制及數(shù)據(jù)處理為Chroma TOF軟件；一維色譜柱為DB-Petro :50m X O. 2mmX0. 5Mm，初溫 80°C，恒 O. 2 min,以 2°C /min 升溫速率升到 300°C，恒溫 30 min ;ニ維色譜柱為 DB_17ht: 2mX O. ImmX O. Ιμπι，初溫 85°C，恒 O. 2 min,以 2°C /min升溫速率升到310°C，恒溫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(diào)制器溫度比一維爐溫高30°C ;調(diào)制周期為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(shù)據(jù)，利用全ニ維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜分析軟件及方法，結(jié)合全ニ維氣相色譜的正交分離、族分離、瓦片效應(yīng)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(huán)烷烴、芳烴系列(單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)芳烴、四環(huán)芳烴等)、非烴和生物標志物系列(圖6)，進行鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴、非烴的組分定性；
5)將步驟4)得到的組分定性結(jié)果和步驟3)得到的分析數(shù)據(jù)，分別計算得到族組分鏈烷烴、環(huán)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(huán)烷烴、芳烴、非烴的相對百分含量及定量結(jié)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(dǎo)入軟件(采用Microsoft office Excel 2007軟件,公共軟件)進行相關(guān)性和多元線性回歸分析,得到原油族組分鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴、非烴與原油黏度的相關(guān)性和多元相關(guān)系數(shù)；
7)將步驟6)得到的多元相關(guān)系數(shù)分別與其鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴、非烴含量的乘積之和，得到原油黏度指數(shù)；
8)將步驟7)得到的原油黏度指數(shù)和步驟I)得到的原油黏度，導(dǎo)入軟件(采用Microsoft office Excel 2007軟件,公共軟件)進行相關(guān)性分析,得到原油黏度指數(shù)與原油黏度的關(guān)系式即建立油砂原油黏度預(yù)測圖版及公式；
9)將步驟8)得到的油砂中原油黏度指數(shù)，代入步驟7)得到的原油黏度預(yù)測圖版及關(guān)系式，計算獲得預(yù)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(qū)的原油和探井油砂為例說明本發(fā)明方法的實施過程。I、地質(zhì)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(lǐng)域，由西部超覆帶和泰康隆起帶兩個ニ級構(gòu)造單元組成，為東傾的單斜構(gòu)造，東鄰由龍虎泡階地、齊家古龍凹陷、大慶長垣等ニ級構(gòu)造單元組成的中央凹陷區(qū)。在幾十年的西部斜坡區(qū)勘探中發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)的油氣資源主要是稠油及原油和天然氣。據(jù)馮子輝(2003)等有關(guān)研究表明，西部斜坡區(qū)油氣主要來源于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(qū)采集原油及稠油樣品53件(表I)，為薩爾圖(S)、葡萄花(P)、高臺子(G)、扶余(F)、楊大城子(Y)油層原油；采集西部斜坡探井江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(jié)果及討論
采用步驟I)的方法采集原油和油砂樣品、提取油砂中原油樣品，并獲得原油黏度數(shù)據(jù)(表I);采用步驟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(huán)烷烴、芳烴、非烴組分含量分析數(shù)據(jù)(表I)。采用步驟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(shù)據(jù)表I
權(quán)利要求
1.ー種探井試油測試前原油黏度的預(yù)測方法，包含以下步驟 1)采集原油和油砂樣品，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，油砂樣品采用機械物理方法提取有機質(zhì)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(shù)據(jù)； 4)將步驟3)得到的全ニ維氣相色譜分析數(shù)據(jù)，利用全ニ維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜分析軟件及方法，結(jié)合全ニ維氣相色譜的族分離、正交分離、瓦片效應(yīng)分離特性，對全ニ維氣相色譜分析數(shù)據(jù)進行鏈烷烴、環(huán)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(jié)果，計算獲得原油和油砂中原油鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴、非烴組分的含量及定量結(jié)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(huán)烷烴、芳烴、非烴組分含量的相關(guān)性、多元相關(guān)權(quán)重系數(shù)及原油黏度指數(shù)； 7)利用步驟6)得到的原油黏度指數(shù)，確定原油黏度與原油黏度指數(shù)的相關(guān)性即建立原油黏度預(yù)測圖版及關(guān)系式； 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(shù)，計算油砂中原油黏度指數(shù)； 9)將步驟8)得到的油砂中原油黏度指數(shù)，代入步驟7)得到的原油黏度預(yù)測圖版及關(guān)系式，計算獲得預(yù)測原油黏度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探井試油測試前原油黏度的預(yù)測方法，其特征在于，步驟6)得到的多元相關(guān)權(quán)重系數(shù)及原油黏度指數(shù)，是利用原油黏度與原油中鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴、非烴的多元線性回歸分析獲得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探井試油測試前原油黏度的預(yù)測方法，其特征在于，步驟7)得到的原油黏度預(yù)測圖版及公式是利用原油黏度與原油黏度指數(shù)的相關(guān)性分析獲得的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探井試油測試前原油黏度的預(yù)測方法，其特征在于，步驟8)得到的油砂中原油黏度指數(shù)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(shù)公式獲得的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探井試油測試前原油黏度的預(yù)測方法，其特征在于，步驟9)得到的預(yù)測原油黏度是步驟8)得到的油砂中原油黏度指數(shù)，代入步驟7)得到的預(yù)測原油黏度公式獲得的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述探井試油測試前原油黏度的預(yù)測方法，其特征在于，步驟6)及步驟7)所述相關(guān)性及多元線性回歸分析采用Microsoft office Excel 2007軟件。
全文摘要
一種探井試油測試前原油黏度的預(yù)測方法，該方法利用全二維氣相色譜技術(shù)直接進原油或油砂中原油獲得分析數(shù)據(jù)，采用全二維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜分析軟件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(huán)烷烴、芳烴、非烴的族組成含量；利用原油黏度與其鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴、非烴的族組成含量的多元相關(guān)性分析，獲得多元相關(guān)權(quán)重系數(shù)及原油黏度指數(shù)；利用原油黏度指數(shù)與原油黏度的相關(guān)性建立原油黏度預(yù)測圖版及關(guān)系式，計算獲得預(yù)測原油黏度。本發(fā)明預(yù)測原油黏度的準確度高，為試油測試方案、勘探產(chǎn)能評價、油藏非均質(zhì)性研究及描述提供了可靠依據(jù)，將為油田開發(fā)方案設(shè)計、經(jīng)濟有效開發(fā)提供一種關(guān)鍵參數(shù)，應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)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