[发明专利]甲烷碳同位素在线式录井方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田钻井液同位素检测技术，尤其是一种适用于钻井液气体中所有烃类组分的一种甲烷碳同位素在线式录井方法。

背景技术

目前，甲烷碳同位素分析数据在地层评价、油气评价和油源对比等多方面应用较为广泛。例如，用于甲烷碳同位素分析的方法主要采用落地式碳同位素质谱分析仪，一般在钻井现场气体进行取样封装，然后在后方实验室后再进行甲烷碳同位素分析。样品在取样、运输等过程中会受到很多干扰因素的影响，以至于数据分析的时效性比较差，最终的同位素分析数据较真实值有较大的差距，从而对研究结果造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种甲烷碳同位素在线式录井方法，克服现有技术中存在的缺陷，从而为同位素分析仪的便携化、小型化和在线化提供了可靠的技术支撑。

本发明目的是这样实现的：甲烷碳同位素在线式录井方法，包括钻井液、钻井液脱气器、气路管线、气体净化模块、压力控制模块、流量控制模块、载气发生模块、载气、流量控制器、甲烷碳同位素分析模块所组成。钻井液进入钻井液脱气器脱出钻井液气体，钻井液气体经气路管线输送到气体净化模块，气体净化模块、压力控制模块与流量控制模块是通过气体管线相连，载气发生器与流量控制器也是通过气体管线相连，钻井液气体在载气的作用下并分别在流量控制模块、流量控制器控制下经甲烷碳同位素分析模块分析出甲烷相对含量和甲烷碳同位素数据。根据分析时间将其数据与录井井深相结合，形成集时间、深度、甲烷相对含量、甲烷碳同位素比值于一体的分析数据。通过连续地测量钻井液气体的甲烷碳同位素比值从而实现在线检测甲烷碳同位素的变化。气体净化模块包括干燥管、过滤器。压力控制模块包括稳压阀、压力表。流量控制模块、流量控制器包括模拟阀、压力传感器、调制电路，流量控制模块控制载气H₂或者N₂的气体流量为30～50mL/min。载气发生模块包括H₂发生器或者N₂发生器，载气包括载气H₂或者N₂。甲烷碳同位素分析模块包括半导体激光器、激光控制器、凸透镜、谐振腔、光电检测器。

本发明的有益效果是：将钻井液气体脱气、气体输送、气体处理、气体甲烷碳同位素检测等功能融合在一起，同时将碳同位素分析结果与井深进行对应，形成完整的在线式碳同位素录井系统。提供了一种在线式、便携化的碳同位素分析方法，为现场快速油气评价提供了参考依据。

附图说明

图1为本发明的流程结构示意图。

图中，1为钻井液、2为钻井液脱气器、3为气路管线、4为气体净化模块、5为压力控制模块、6为流量控制模块、7为载气发生模块、8为载气、9为流量控制模块、10为甲烷碳同位素分析模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：如图所示，甲烷碳同位素在线式录井方法，包括钻井液(1)、钻井液脱气器(2)、气路管线(3)、气体净化模块(4)、压力控制模块(5)、流量控制模块(6)、载气发生模块(7)、载气(8)、流量控制模块(9)、甲烷碳同位素分析模块(10)所组成，钻井液(1)进入钻井液脱气器(2)脱出钻井液气体，钻井液气体经气路管线(3)输送到气体净化模块(4)，气体净化模块(4)、压力控制模块(5)与流量控制模块(6)是通过气体管线相连，载气发生器(7)与流量控制器(9)也是通过气体管线相连，钻井液气体在载气(8)的作用下并分别在流量控制模块(6)、流量控制器(9)控制下经甲烷碳同位素分析模块(10)分析出甲烷相对含量和甲烷碳同位素数据。根据分析时间将其数据与录井井深相结合，形成集时间、深度、甲烷相对含量、甲烷碳同位素比值于一体的分析数据。通过连续地测量钻井液气体的甲烷碳同位素比值从而实现在线检测甲烷碳同位素的变化。气体净化模块(4)包括干燥管、过滤器。气路管线(3)、将钻井液脱气器(2)脱出的气体输送到气体净化模块(4)进行干燥、净化、除杂质。气体净化模块(4)将气路管线(3)输送的气体输进行干燥、净化、除杂。压力控制模块(5)包括稳压阀、压力表。压力控制模块(5)控制从气体净化模块(4)净化后的气体的压力实现稳压。压力控制模块(5)控制从气体净化模块(4)净化后的气体的压力，流量控制模块(6)控制净化处理后的气体的流量。流量控制模块(6)、流量控制器(9)包括模拟阀、压力传感器、调制电路，流量控制模块(6)控制载气H₂或者N₂的气体流量为30～50mL/min。载气发生模块(7)包括H₂发生器或者N₂发生器，制备载气H₂或者N₂。甲烷碳同位素分析模块(10)包括半导体激光器、激光控制器、凸透镜、谐振腔、光电检测器。经过流量控制模块(6)控制后的钻井液气体在载气(8)的作用下，基于离轴积分腔输出光谱原理进行甲烷碳同位素分析，分析出甲烷相对含量和甲烷碳同位素数据。根据不同烃类组分对应的吸收光谱，这种方法理论上同样适用于钻井液气体中乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷等所有烃类组分的碳同位素在线监测。