确定岩芯样本的气体含量的制作方法
【专利说明】确定岩芯样本的气体含量
[0001]本发明涉及确定岩芯样本的气体含量的方法以及使用这种方法的设备。
[0002]已探明通常在深水位置(例如，在海床下面)的地层中的储层中具有气体水合物，尤其是甲烷水合物。在这些储层中非常低的温度以及非常高的压力下，气体水合物具有稳定的晶体形态。在温度增大和/或压力减小时，气体水合物变成气体状态，同时伴随有巨大的体积膨胀。
[0003]该体积膨胀可能是在碳氢化合物生产(尤其是近海深水碳氢化合物生产)中的重大的安全危害。通常，在这种操作中，可期望的是避免钻通包含气体水合物的任何储层。然而，包含气体水合物的储层通常不如传统油气储层远地位于海床之下。因此，为了可以避开包含气体水合物的任何储层，需要可靠的勘测和测量技术。
[0004]大量气体(通常是甲烧)作为水合物尤其储存在海相沉淀物(marine sediments)和寒冷区域(例如，北极)内。而且，气体水合物的相变特性变得更好理解。因此，气体水合物现在作为能源引起了人们的兴趣。因此，在勘探或勘测可能的气体水合物资源时，需要可靠并且划算的勘测技术。
[0005]因此，可以期望的是经济地开发水合物资源。这种资源通常位于深水或北极地区内。然而，找出并且评估浅层气体水合物沉积物(例如，甲烷水合物沉积物)可以是具有挑战性的。
[0006]例如，由于气体水合物的性质，所以间接地球物理方法(例如，电磁(EM)方法)或地震性方法并不可靠。
[0007]由于基线孔隙水含盐度的不确定性，所以根据水的淡化估测水合物含量可能并不可靠。
[0008]测量近海钻探期间获得的岩芯的实际水合物含量尤其具有挑战性，这是因为已知的技术可能并不可靠和/或昂贵。
[0009]众所周知的是在加压的岩芯筒中获得岩芯样本并将这些样本带到地表。加压的岩芯筒用于在原位压力和温度下储存岩芯样本，以便在岩芯样本被提升到地表时，阻止由于压力降低和/或温度升高而造成的水合物晶体(hydrate crystal)分解。然后，就可以在地表上分析样本。
[0010]然而，加压的岩芯筒昂贵并且不可靠。例如，总是不能以低于原位压力和/或高于原位温度获得岩芯样本，这可能造成记录的水合物含量与成功的岩芯样本之间具有系统性偏差。因此，直接测量的来自这种岩芯样本的岩芯数据可能并不可靠。此外，在到达地表时，气体水合物的分解甚至可以造成加压的岩芯筒发生故障。
[0011]此外，在地表上处理加压的容器时会出现明显的健康和安全问题。而且，在近海钻井平台或船舶上用于储存和/或处理加压的岩芯筒的空间有限，因此增大了潜在风险。
[0012]在WO 2011/082870中公开了一种可选择的方法。在该方法中，通过以下步骤确定包括甲烷水合物晶体的底部样本的甲烷含量:从深水区域中的底部沉淀物中获取岩芯样本；将岩芯样本储存在储存室中；将储存室提升到预定的水深处，在该水深处，岩芯中的任何甲烷水合物晶体分解成水和甲烷；并且测量由提升的岩芯样本释放的甲烷量。
[0013]本发明的第一方面提供了一种用于岩芯筒或岩芯筒组件的内岩芯筒，所述内岩芯筒具有一个或多个侧壁，一个或多个侧壁至少部分地限定细长的内部容积以用于使用时接收收集的岩芯样本，其中，所述侧壁或者每个侧壁适于提供从所述细长的内部容积到所述内岩芯筒外部的至少一个流体流动路径。
[0014]有利地，气体和/或液体可以通过由所述侧壁或者每个侧壁提供的流体流动路径从收集的岩芯样本逸出。
[0015]已知的内岩芯筒通常具有光滑连续的侧壁。因此，气体和/或液体从收集的岩芯样本逸出的路线只是通过细长的内部容积的顶部和/或底部。
[0016]通常，收集的岩芯样本可以包含气体水合物，例如，甲烷水合物、晶体。从收集的岩芯样本获得的气体和/或液体可以沿着所述流体流动路径或者沿着每个流体流动路径通过。因此，气体和/或液体需要不太远地通过收集的岩芯样本的主体，以从细长的内部容积逸出。有利地，这有助于降低细长的容积内的产生的压力。此外或者可替代地，这有助于减少气体和/或液体从给定的岩芯样本流出的时间长度。因此，可以更快速并且更容易地从给定的岩芯样本收集数据。此外或者可替代地，由于气体和/或液体可以不需要穿过大量收集的岩芯样本，更少的固体物质(例如，岩石或沉淀物的颗粒)可以被夹带到从收集的岩芯样本中流动的气体和/或液体。
[0017]所述流体流动路径或者每个流体流动路径可以包括一个或多个至少部分开放的通道。
[0018]在实施方式中，所述侧壁或者每个侧壁可以包括在向内方向或向外方向上(例如，径向向内或径向向外)突出的一个或多个构件，并且至少部分地限定所述流体路径或者每个流体流动路径的至少一部分。
[0019]在实施方式中，所述流体流动路径或者每个流体流动路径的至少一部分可以是开槽的，例如，可以是纵向开槽的或螺旋形开槽的。
[0020]所述侧壁或者每个侧壁可以包括一个或多个孔或穿孔。
[0021]所述流体流动路径或者每个流体流动路径可以包括通过所述侧壁或者每个侧壁的通道。例如，所述侧壁或者每个侧壁的至少一部分可以是多孔的和/或可以包含一个或多个内部通道(例如，内部通道的网络)。此外或可替代地，所述侧壁或者每个侧壁的至少一部分可以由气体能扩散通过的材料制成(例如，聚合物材料，例如高密度聚乙烯(HDPE))，从而提供所述流体流动路径或者每个流体流动路径的至少一部分。
[0022]在实施方式中，所述侧壁或者每个侧壁包括多个流体流动路径。例如，多个流体流动路径可以彼此均匀地隔开。此外或可替代地，多个流体流动路径中的一个或多个可以与其他流体流动路径分离和/或多个流体流动路径中的一个或多个可以与至少一个其他流体流动路径互连。
[0023]在实施方式中，所述流体流动路径或者每个流体流动路径可以允许液体和/或气体从细长的内部容积大致在侧边流动，然后，朝向内筒的端部大致纵向地流动。
[0024]在实施方式中，内筒可进一步包括第一物理分离装置，第一物理分离装置布置成防止、阻挡或阻止固体颗粒进入到所述流体流动路径或者每个流体流动路径中。
[0025]在实施方式中，所述第一物理分离装置可构造成使得固体颗粒或预定尺寸的沉淀物不能进入到所述流体流动路径或者每个流体流动路径中。例如，第一物理分离装置可构造成使得具有20mm或更大的最小尺寸(例如，1mm或更大、或7mm或更大)的固体颗粒或预定尺寸的沉淀物不能进入所述流体流动路径或者每个流体流动路径中。
[0026]所述第一物理分离装置可以包括挡板、所述流体流动路径或者每个流体流动路径的较窄入口、过滤器或筛中的一个或多个。过滤器或筛可以包括网眼(mesh)或薄膜。
[0027]由于所述流体流动路径或者每个流体流动路径不太可能因堵塞而限制或阻止液体和/或气体从收集的岩芯样本流动，所以本发明有利的是防止、阻挡或阻止固体颗粒(例如，岩石或沉淀物)进入到所述流体流动路径或者每个流体流动路径内。此外或者可替代地，位于内岩芯筒下游的设备可以不需要是复杂的和/或昂贵的和/或弹性的，这是因为本发明可以减少磨损和/或腐蚀。有利地，这种下游设备不需要经常维修、维护或更换。
[0028]在实施方式中，所述内筒可以具有管状的形式。所述内筒沿其长度可具有均匀的横截面。
[0029]在实施方式中，所述内筒可以是柱形的。
[0030]在实施方式中，所述内筒可以制造成整体的筒或管道。
[0031]在实施方式中，所述内筒可以包括多个筒部分，所述多个筒部分可以结合在一起以