一种测定含油岩心/岩屑中油基泥浆污染程度的方法

技术领域

本发明属于石油化工分析检测技术领域，涉及一种测定含油岩心/岩屑中油基泥浆污染程度的方法。

背景技术

近年，油基泥浆钻井液的使用给勘探现场取心井段含油气性快速评价工作带来一定困扰，遭遇油基泥浆污染的岩心不能真实反映实际含油气信息。针对这一难题，实选不同钻探公司油基泥浆样品，开展抽提、全烃气相色谱、有机质碳同位素等实验分析，及时确定油基泥浆有机组成，并结合油基泥浆与正常原油混合配比实验，高效评估含油岩心/岩屑遭受油基泥浆污染程度，第一时间反馈给现场，为油田公司重点井含油气性快速评价工作提供实验支撑。

目前，国内外油气地球化学实验室含油岩心/岩屑样品测定油基泥浆污染程度过程中，如何测定因油基泥浆浸染而导致的含油岩心/岩屑真实含油情况已成为行业内急需解决的难题。含油岩心/岩屑真实含油数据信息可高度反映储层含油情况，含油气真实数据信息一直是业内人士关注的焦点。截至目前，国内外针对含油岩心/岩屑受污染程度测定，尚未有便捷的处理方式来解决，亟待高效的处理方法被应用和推广。

截止目前，为解决上述难题，行业内，主要处理方法是等待试油样品，对疑似受油基泥浆污染原油样品进行污染程度测定。采用定量称取疑似污染原油样品，用有机溶剂按一定比例稀释，然后对稀释的疑似污染原油样品进行气相色谱分析，选取特征色谱峰建立该特征峰含量与其峰面积响应值的定量曲线，计算原油中油基泥浆污染程度。此方法样品选取上，局限于原油，待试油样品送至岗位方可进行实验检测，对试油建议没有高效快速实验数据支撑；由于油基泥浆钻井液色谱基线鼓包现象明显，很难识别色谱峰，色谱峰面积积分存在一定误差，因而造成油基泥浆污染量计算不准确。方法单一，仅从色谱特征峰加以测定，缺乏更为精确的检测手段加以校正。因此，采用的现有的检测方法需要等待试油样品选取后，运用原油样品方可进行，大大降低了分析和工作效率，且测试结果精确度不高，油基泥浆污染量计算不准确的问题。

发明内容

针对现有技术中存在分析结果不准确和工作效率低，且测试结果精确度不高，油基泥浆污染量计算不准确的问题，本发明提供一种测定含油岩心/岩屑中油基泥浆污染程度的方法，通过建立不同钻探公司油基泥浆钻井液及不同区块正常原油色谱指纹库，将油基泥浆钻井液有机组成部分与正常原油进行不同体积配比，与岩心/岩屑抽提物进行全烃气相色谱、单体烃碳同位素对比分析，定性定量评价岩心/岩屑受污染程度，有效的提高了油基泥浆污染量计算准确性，压缩了测试分析时间；减少了花费成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种测定含油岩心/岩屑中油基泥浆污染程度的方法，包括，

S1，选取钻井液中的油基泥浆样品以及选取同区块的原油样品，将所述的油基泥浆和原油样品按照一定体积比混合，经恒温超声处理后，进行原油全烃气相色谱检测分析和单体烃碳同位素检测分析；

S2，通过原油全烃气相色谱检测分析定性分析全烃气相色谱谱图，评估油基泥浆污染程度；通过碳同位素检测分析定量分析碳同位素值占比，按油基泥浆与原油样品为端元，定量分析油基泥浆受污染百分比，从而建立不同钻井液的油基泥浆及不同区块的原油样品的色谱指纹库和单体烃碳同位素指纹库；

S3，将待检测的油基泥浆污染岩心/岩屑样品，进行全烃气相色谱检测分析和单体烃碳同位素检测分析后，将检测结果通过与所述的色谱指纹库和单体烃碳同位素指纹库的进行对比，定性定量分析评估含油岩心/岩屑中受油基泥浆的污染程度。

优选的，S1的具体过程为：选取钻井液油基泥浆样品，选取同区块原油样品，然后以油基泥浆与原油样品按照一定体积比混合，配制成不同比例的混合液，采用密闭玻璃制细胞瓶，每组实验均称取相同体积的混合液，放置在超声波仪器中，在一定温度条件下，水浴超声一段时间后，待混合液的样品充分混匀后，使用气相色谱仪进行原油全烃气相色谱分析，记录nC

优选的，S1中选取钻井液中的油基泥浆样品为20-60ml，以及选取同一区域的原油样品为20-60ml。

优选的，所述油基泥浆和原油样品的体积比分别为0:1、1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1和1:0。

优选的，所述超声处理的具体条件为通过对油基泥浆和原油样品的混合液进行超声波水浴超声，超声处理时间为10分钟～60分钟；水浴温度为30℃～60℃；

优选的，所述原油样品采用与油基泥浆样品同一开采区域中已经正常开采两年以上的油井中的原油。

优选的，S3中的具体过程为：将待检测的油基泥浆污染岩心/岩屑样品，用有机溶剂进行抽提处理，开展全烃气相色谱检测分析及单体烃碳同位素检测分析，与同区块油基泥浆与原油配比样品的色谱指纹库和单体烃碳同位素指纹库进行对比，确定油基泥浆污染对岩心/岩屑的比例；利用色谱基线抬升比例半定量计算油基泥浆污染对岩心/岩屑的污染程度，单体烃碳同位素值确定油基泥浆污染对岩心/岩屑的污染比例。

优选的，色谱基线抬升比例半定量计算油基泥浆污染对岩心/岩屑的污染程度的具体计算公式为：

其中：m为原油样品所占比例，n为油基泥浆所占比例，H为特征色谱峰基线抬升高度；H

优选的，单体烃碳同位素值确定油基泥浆对岩心/岩屑的污染比例的计算公式为：

其中，m为原油样品所占比例，n为油基泥浆所占比例，P

优选的，所述有机溶剂采用二氯甲烷。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供一种测定含油岩心/岩屑中油基泥浆污染程度的方法，通过建立不同钻探公司油基泥浆钻井液及不同区块正常原油色谱指纹库，将油基泥浆钻井液有机组成部分与正常原油进行不同体积配比，与岩心岩屑抽提物进行全烃气相色谱、单体烃碳同位素，定性定量评价岩心污染程度，有效的提高了油基泥浆污染量计算准确性，压缩了测试分析时间，减少了花费成本。

进一步，本发明通过对含油岩心/岩屑中油基泥浆污染程度测定对现场勘探和提质增效具有重要作用，高效定量测定含油岩心岩屑中油基泥浆污染程度，可快速恢复岩心岩屑含油信息，为储层含油性评价提供支撑，且节约成本减少不必要的实验耗材及无效的实验操作；

进一步，本发明测定含油岩心/岩屑中油基泥浆污染程度的方法，适用于岩心岩屑样品，可在第一时间给予试油建议，且计算方法简单，端元油与端元油基泥浆即可计算混合比例；

进一步，本发明建立地化色谱及单体烃碳同位素指纹库，方便查找和计算；且实验简单明了，避免无效样品检测分析造成的耗材和人员成本浪费。

附图说明

图1为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为0:1的气相色谱谱图；

图2为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为1:5的气相色谱谱图；

图3为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为1:4的气相色谱谱图；

图4为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为1:3的气相色谱谱图；

图5为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为1:2的气相色谱谱图；

图6为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为1:1的气相色谱谱图；

图7为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为2:1的气相色谱谱图；

图8为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为3:1的气相色谱谱图；

图9为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为4:1的气相色谱谱图；

图10为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为5:1的气相色谱谱图；

图11为实施例中油基泥浆与基础原油的混合比例为1:0的气相色谱谱图；

图12为实施例中浅灰色粉细砂岩样品的气相色谱图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

一种测定含油岩心/岩屑中油基泥浆污染程度的方法，包括，

S1，选取钻井液中的油基泥浆样品以及选取同区块的原油样品，将所述的油基泥浆和原油样品按照一定体积比混合，经超声处理后，进行原油全烃气相色谱检测分析和碳同位素检测分析；

S2，通过原油全烃气相色谱检测分析定性分析全烃气相色谱谱图，评估油基泥浆污染程度；通过碳同位素检测分析定量分析碳同位素值占比，按油基泥浆与原油样品为端元，定量分析油基泥浆受污染百分比，从而建立不同钻井液的油基泥浆及不同区块的原油样品的色谱指纹库和单体烃碳同位素指纹库；

S3，将待检测的油基泥浆污染岩心/岩屑样品，进行全烃气相色谱检测分析和碳同位素检测分析后，将检测结果通过与所述的色谱指纹库和单体烃碳同位素指纹库的进行对比，定性定量分析评估含油岩心/岩屑中受油基泥浆的污染程度。

S1的具体过程为：选取钻井液油基泥浆样品，选取同区块原油样品，然后以油基泥浆与原油样品按照一定体积比混合，配制成不同比例的混合液，采用密闭玻璃制细胞瓶，每组实验均称取相同体积的混合液，放置在超声波仪器中，在一定温度条件下，水浴超声一段时间后，待混合液的样品充分混匀后，使用气相色谱仪进行原油全烃气相色谱分析，记录nC

S1中选取钻井液中的油基泥浆样品为20-60ML，以及选取同一区域的原油样品为20-60ML。

所述油基泥浆和原油样品的体积比分别为0:1、1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1和1:0。

所述超声处理的具体条件为通过对油基泥浆和原油样品的混合液进行超声波水浴超声，超声处理时间为10分钟-60分钟；水浴温度为30℃-60℃；

所述原油样品采用与油基泥浆样品同一开采区域中已经正常开采两年以上的油井中的原油。

S3中的具体过程为：将待检测的油基泥浆污染岩心/岩屑样品，用有机溶剂进行抽提处理，开展全烃气相色谱检测分析及单体烃碳同位素检测分析，与同区块油基泥浆与原油配比样品的色谱指纹库和单体烃碳同位素指纹库进行对比，确定油基泥浆污染对岩心/岩屑的比例；利用色谱基线抬升比例半定量计算油基泥浆污染对岩心/岩屑的污染程度，单体烃碳同位素值确定油基泥浆污染对岩心/岩屑的污染比例。

色谱基线抬升比例半定量计算油基泥浆污染对岩心/岩屑的污染程度的具体计算公式为：

其中：m为原油样品所占比例，n为油基泥浆所占比例，H为特征色谱峰基线抬升高度；H

单体烃碳同位素值确定油基泥浆对岩心/岩屑的污染比例的计算公式为：

其中，m为原油样品所占比例，n为油基泥浆所占比例，P

所述有机溶剂采用二氯甲烷。MAT253同位素质谱仪用于单体烃碳同位素检测分析；安捷伦7890B气相质谱仪用于全烃气相色谱检测分析；

建立不同钻探公司油基泥浆钻井液及不同区块正常原油色谱指纹库，将油基泥浆钻井液有机组成部分与正常原油进行不同体积配比，与岩心岩屑抽提物进行全烃气相色谱、单体烃碳同位素，定性定量评价岩心岩屑污染程度；其工作原理为：由于油基泥浆主要有机成分为白油，有机组成上与正常原油具有相似相容性，运用正常原油与油基泥浆抽提物进行配比，测定相对比例，从而还原含油岩心真实含油气信息。

测定含油岩心岩屑油基泥浆污染程度技术广泛应用于油气勘探领域，是判断基础原油污染程度的重要科学手段。在国内各石油高校、科研院所及油田企业等均有相关实验室。本创新成果采用的含油岩心/岩屑抽提物全烃气相色谱、单体烃碳同位素综合配比实验技术，在受热条件下充分气化样品，测定其碳同位素，工艺简单，安全性较高，成本低廉，维护方便；经公开出版物查询，目前测定含油岩心岩屑油基泥浆污染程度方法上，尚无与本专利类似的成果报道，实验所使用的耗材成本低廉，计算方法简单，易于推广使用，应用市场前景非常广阔。

实施例1，

1.定性方法：选取钻井液油基泥浆样品50ml，选取同区块原油样品50ml，记A液：油基泥浆，B液：原油样品，然后以A液油基泥浆：B液基础原油样品体积比如下(S

S

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S

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共计11组实验，采用5毫升密闭玻璃制细胞瓶，每组实验均称取混合液2ml，放置在功率为1100W超声波仪器中，在水温50℃条件下，水浴超声20分钟，待样品充分混匀后，使用安捷伦7890B气相色谱仪，采用抽吸0.5μl样品量，开展11组同进样条件下，原油全烃气相色谱分析，记录油基泥浆中基础油的nC

提取岩心/岩屑样品中油基泥浆与原油混合物，在同样实验条件下，进行全烃气相色谱分析，记录nC

图1-图11为油基泥浆与基础原油不同混合比例色谱图；图12为浅灰色粉细砂岩样品的气相色谱图，储层流体含油性评价前，对选取的岩屑样品进行二氯甲烷抽提，全烃气相色谱分析，发现全烃气相色谱具有明显“鼓包”，说明岩屑受油基泥浆浸染严重。油基泥浆中有机质会造成储层含油性评价偏高，因此要准确评价该区储层含油性评价，需要去除油基泥浆的污染。

表1原油全烃气相色谱基线抬升高度定量评估油基泥浆污染程度统计表

如表1所示，受油基泥浆污染高102井抽提物全烃气相色谱C

表2原油单体烃碳同位素定量评估油基泥浆污染程度统计表

从表2原油单体烃碳同位素对比表中可以看出受油基泥浆污染的高102井中的单体烃碳同位素组成与高探1井正常原油明显不同，油基泥浆污染程度η为52.1％。

综合全烃气相色谱分析及单体烃碳同位素分析，综合测定高102井受油基泥浆污染程度为52.1％-52.4％。

本发明的创新成果与现有技术方法进行对比，本发明测定含油岩心/岩屑油基泥浆污染程度方法的优点主要体现在三个方面：一是抽提含油岩心/岩屑，不用等待试油样品，加快了分析进程；二是采用碳同位素测定，提升了测定精度；三是成本较低，易于推广使用。在含油岩心/岩屑样品出筒后即可进行，使得含油岩心/岩屑样品第一时间进行油基泥浆受污染程度测定。在岩心/岩屑样品出筒后及时使用有机溶剂将含油有机质提取出来，及时进行污染程度测定，还原岩心/岩屑真实含油情况。发明的测定方法及时高效，尤其是满足石油行业现场工作需求，适用范围更加的广泛。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。