JPH0750093B2 - Oil indication identification method - Google Patents
Oil indication identification methodInfo
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- JPH0750093B2 JPH0750093B2 JP2092991A JP9299190A JPH0750093B2 JP H0750093 B2 JPH0750093 B2 JP H0750093B2 JP 2092991 A JP2092991 A JP 2092991A JP 9299190 A JP9299190 A JP 9299190A JP H0750093 B2 JPH0750093 B2 JP H0750093B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石油坑井の掘削の際に行なう油徴識別方法に
関し、詳しくは蛍光検出器等を装着した液体クロマトグ
ラフィーを用いて循環泥水またはカッティングスを分析
し、その中に含まれるベンゼン、トルエン、キシレン類
(o−,m−,p−キシレン)などの原油に由来する軽質芳
香族炭化水素成分を定量することによって、油層の存在
を検知する油徴識別方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for identifying oil characteristics performed when an oil well is excavated, and more specifically, a circulating mud using liquid chromatography equipped with a fluorescence detector or the like. Alternatively, the presence of the oil layer is determined by analyzing the cuttings and quantifying the light aromatic hydrocarbon components derived from crude oil such as benzene, toluene, and xylenes (o-, m-, p-xylene) contained in the cuttings. The present invention relates to an oil characteristic identification method for detecting the.
石油・ガス坑井の掘削現場において、掘削の過程で油・
ガス層に到達したかどうかをいち早く正確に検知するこ
とは重要である。そのための方法として、従来、泥水か
ら放出されるいわゆるマッドガスを分析する方法とコア
やカッティングス(掘り屑)の蛍光反応を観察する方法
が用いられている。At the drilling site of oil and gas wells, oil and
It is important to quickly and accurately detect whether or not the gas layer has been reached. As a method therefor, conventionally, a method of analyzing so-called mud gas released from muddy water and a method of observing a fluorescent reaction of cores and cuttings (digging waste) have been used.
マッドガスは循環泥水を脱ガス装置に導入して得られる
ガスであり、これを分析することによって、種々の地下
の情報を知ることができる。もし、その中にメタン・エ
タン・プロパン・ブタン・ペンタン等の炭化水素ガスが
含まれていれば、炭化水素含有層の存在を示唆すること
になる。Mud gas is a gas obtained by introducing circulating mud into a degasser, and by analyzing this, various underground information can be known. If it contains hydrocarbon gas such as methane, ethane, propane, butane, pentane, etc., it indicates the existence of the hydrocarbon-containing layer.
マッドガス中の炭化水素を検知する方法として、熱線検
出器、熱伝導度差検出器、赤外線吸収検出器などによる
方法とガスクロマトグラフを用いる方法がある。たとえ
ば、熱線検出器は、炭化水素を含むマッドガスが流れる
と、熱線が燃焼触媒として働き、その温度が上昇するこ
とにより電気伝導度が変化するので、この変化の程度に
より炭化水素ガス濃度を検知することができる。熱線検
出器の場合は、手軽にしかも連続的に記録できるという
長所があるが、定量性に乏しいことや、ガスの性質を検
知できないなどの欠点があり、そのため最近はあまり用
いられていない。熱伝導度差検出器および赤外線吸収検
出器なども同様の欠点を有する。Methods for detecting hydrocarbons in the mud gas include a method using a heat ray detector, a thermal conductivity difference detector, an infrared absorption detector, and a method using a gas chromatograph. For example, in a heat ray detector, when a mud gas containing hydrocarbons flows, the heat rays act as a combustion catalyst, and the temperature rises, so that the electrical conductivity changes, so the hydrocarbon gas concentration is detected by the degree of this change. be able to. The heat ray detector has an advantage that it can be easily and continuously recorded, but has disadvantages such as poor quantitativeness and inability to detect the property of gas. Therefore, it has not been used much recently. Thermal conductivity difference detectors and infrared absorption detectors have similar drawbacks.
これに対して、ガスクロマトグラフ法は、比較的短時間
のサイクルで断続的に、マッドガス中の上記炭化水素ガ
ス成分のそれぞれの濃度を測定することができる。鉱末
に結びつく炭化水素含有層の検知には、メタンからペン
タンまたはヘキサンまでの炭化水素を同定することが重
要であるところから、ガスクロマトグラフ法は極めて有
効な方法であり、現在ではマッドガス分析法の主流とな
っている。On the other hand, the gas chromatographic method can intermittently measure the respective concentrations of the hydrocarbon gas components in the mud gas in a relatively short cycle. Gas chromatographic method is an extremely effective method because it is important to identify hydrocarbons from methane to pentane or hexane for the detection of hydrocarbon-containing layers associated with mine powder. It is the mainstream.
しかしながら、マッドガス中にメタンやエタンなどの軽
質炭化水素の存在が確認されても、それを直ちに油徴と
判断することはできない。原油だけでなく、天然ガスあ
るいは石炭が存在する場合も、これらの炭化水素が検知
されるからである。したがって、得られた分析値に基づ
いて過去のデータとの比較検討や解析が必要であり、原
油の存在を確認するためには他の地質情報と関連させて
総合的な判断が必要である。However, even if the presence of light hydrocarbons such as methane and ethane in the mud gas is confirmed, it cannot be immediately judged as an oil sign. This is because these hydrocarbons are detected not only in crude oil but also in the presence of natural gas or coal. Therefore, it is necessary to compare and analyze with the past data based on the obtained analysis value, and to confirm the existence of crude oil, it is necessary to make a comprehensive judgment in association with other geological information.
これに対して、蛍光反応法は地下に原油が存在するか否
かを直接検知する方法である。これはコアやカッティン
グスに紫外光を照射し、蛍光反応の程度と色調を肉眼で
観察することによって油徴を識別しようとする方法であ
る。もしこれらに原油に起因する油が付着していたり、
あるいは孔隙に残留していれば、それらに含まれる多環
芳香族化合物からの特有の蛍光反応が検知できるので、
より直接的な油徴識別法ということができる。そして蛍
光反応法の場合は使用する装置や測定操作も簡単である
ため、広く用いられている。On the other hand, the fluorescence reaction method is a method for directly detecting whether or not crude oil is present underground. This is a method of irradiating cores or cuttings with ultraviolet light and observing the degree and color tone of the fluorescent reaction with the naked eye to identify oil marks. If there is oil from crude oil on them,
Or if they remain in the pores, the unique fluorescent reaction from the polycyclic aromatic compounds contained in them can be detected,
It can be said that it is a more direct oil characteristic identification method. In the case of the fluorescence reaction method, it is widely used because the device used and the measurement operation are simple.
しかしながら、蛍光反応法の場合は、肉眼観察に頼って
いることから、観察者の経験と勘に多くを依存している
のが現状で、判定結果に個人差がある。また、ガス層に
付随するガスコンデンセートのように比較的軽質の油の
存在を検知することができないという欠点がある。さら
に、測定に当たっては、循環泥水による汚染にも十分な
注意が必要である。泥水には掘削中の様々な条件に対応
するため、界面活性剤を始めとする種々の薬品や軽油、
重油等の石油製品が用いられている。薬品の中には石油
を原料としたものがある。これらの泥水材料には本来、
油徴識別の妨げになるような物質が含まれていてはなら
ないはずであるが、最近、掘削条件の多様化に加えて、
経済的な事情もからんで、材料が重質化する傾向にあ
り、これらが原油と同様の蛍光反応を示すため、油徴と
誤認する事態がしばしば起こる。これを避けるため、測
定する前のカッティングスの洗浄法などに種々の工夫が
行なわれているが、充分とはいえない。However, in the case of the fluorescence reaction method, since it depends on the naked eye observation, it depends on the experience and intuition of the observer, and there are individual differences in the determination results. Further, there is a drawback that the presence of relatively light oil such as gas condensate associated with the gas layer cannot be detected. In addition, it is necessary to pay sufficient attention to contamination by circulating mud during measurement. For muddy water, various chemicals such as surfactants and light oil, in order to cope with various conditions during excavation,
Petroleum products such as heavy oil are used. Some chemicals are made from petroleum. Originally, these muddy water materials
It should not contain any substances that hinder oil identification, but recently, in addition to the diversification of drilling conditions,
Due to economic reasons, materials tend to become heavier, and they show the same fluorescent reaction as crude oil, so that they are often mistaken for oil. In order to avoid this, various measures have been taken in the method of cleaning the cuttings before the measurement, but it cannot be said to be sufficient.
最近、こうした油徴識別法の欠点を補うものとして、新
しい技術が発表されている。たとえば、(1)米国エク
スプロレーション・テクノロジーズ社のV.T.ジョーンズ
氏らは、循環泥水中に含まれているベンゼン、トルエン
を2次微分紫外吸光光度法により検出する方法を報告し
ている(アメリカ国アメリカ化学会発行、第194回アメ
リカ化学会ナショナルミーティング、ブック・オブ・ア
ブストラクツ、地球化学部門、有機地球化学シンポジウ
ム、19番目講演 1987年)。この方法は、ベンゼン、ト
ルエンが原油にのみ由来するものであるところから、前
述のガスクロマトグラフ法とは異なり、直接油徴を識別
する方法である。Recently, a new technology has been announced as a supplement to the drawbacks of the oil signature identification method. For example, (1) VT Jones et al. Of Exploration Technologies, Inc. of the United States have reported a method of detecting benzene and toluene contained in circulating mud water by a second derivative ultraviolet absorptiometry (US USA Published by The Chemistry Society, 194th American Chemical Society National Meeting, Book of Abstracts, Geochemistry Division, Organic Geochemistry Symposium, 19th Lecture 1987). This method differs from the above-mentioned gas chromatographic method in that benzene and toluene are derived only from crude oil, and thus is a method for directly identifying the oil characteristic.
また(2)米国コノコ社のH.デンビッキー氏らは、循環
泥水を300℃まで加熱してその中に含まれている炭化水
素をすべて蒸発させ、これをガスクロマトグラフにより
分析し、加熱時間と検出された炭化水素量の関係を示す
リリースカーブ図と、炭化水素のクロマトグラムのパタ
ーンから油種を推定することを試みている(アメリカ国
石油技術協会発行、エスピーイー(SPE)・フォーメー
ション・エバルエーション誌、第1巻331ページ、1986
年)。(2) H. Denbicky and colleagues from Conoco, Inc. of the United States heated circulating mud to 300 ° C to evaporate all the hydrocarbons contained in it, and analyzed it by gas chromatography to determine the heating time and detection. We are trying to estimate the oil type from the release curve diagram showing the relationship between the amount of hydrocarbons and the pattern of the hydrocarbon chromatogram (SPE) Formation Evolution, published by the American Petroleum Institute of Technology. Pp.331-331, 1986
Year).
さらに、(3)A.E.ワーシントン氏らは、泥水にイソオ
クタンを加え水蒸気蒸留を行なって、ガスクロマトグラ
フによってガソリン成分を、赤外吸光光度法によりベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族化合物をそれぞれ
定量する方法を提案している(アメリカ国特許第3,118,
299号明細書参照)。In addition, (3) AE Worthington et al., A method in which isooctane was added to muddy water and steam distillation was performed to quantify gasoline components by gas chromatography and aromatic compounds such as benzene, toluene, and xylene by infrared absorption spectrometry. (US Patent No. 3,118,
No. 299).
前記(1)の方法の場合は、ガスクロマトグラフ法と同
様にマッドガスを試料としており、泥水中の成分を直接
分析したものではない。また、装置的にも検出感度をあ
げるため、光路を長くするなど光学系も複雑で、また特
別の演算処理を必要とする。In the case of the method (1), the mud gas is used as the sample as in the gas chromatographic method, and the components in the mud water are not directly analyzed. In addition, since the detection sensitivity is increased in terms of the apparatus, the optical system is complicated, such as lengthening the optical path, and special arithmetic processing is required.
また前記(2)の方法の場合は、泥水を直接分析すると
いう点で(1)の方法と異なるが、1回の分析に1時間
以上を要するので、坑井元での分析には適した方法とは
言い難い。さらに前記(3)の方法の場合は、泥水を直
接測定対象としているものの、水蒸気蒸留という面倒な
前処理が必要であるので、やはり坑井元での分析には適
していない。The method (2) is different from the method (1) in that mud water is directly analyzed, but since one analysis takes 1 hour or more, it is a method suitable for analysis at a wellhead. It is hard to say. Further, in the case of the method (3), although the muddy water is directly measured, it is not suitable for the analysis at the wellhead since it requires a troublesome pretreatment such as steam distillation.
この発明は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の軽質芳
香族化合物が原油やコンデンセートには普遍的に含まれ
ているが、泥水材料には含まれていないという点に着目
し、石油坑井の掘削現場において、循環泥水またはカッ
ティングスを液体クロマトグラフィーにより分析して、
前記軽質芳香族化合物を検出することにより、油層の存
在を迅速に検知することができる油徴識別法を提供する
ことを目的とするものである。This invention focuses on the fact that light aromatic compounds such as benzene, toluene, and xylene are universally contained in crude oil and condensate, but not in mud materials, and the drilling site of oil wells In which the circulating mud or cuttings were analyzed by liquid chromatography,
It is an object of the present invention to provide an oil characteristic identifying method capable of rapidly detecting the presence of an oil layer by detecting the light aromatic compound.
前記の目的を達成するために、本発明の油徴識別法にお
いては、石油坑井の掘削現場において、循環泥水または
カッティングスを採取して液体クロマトグラフイーによ
り分析し、その中に含まれるベンゼン、トルエン、o−
キシレン、m−キシレン、p−キシレンの全部またはこ
れらのうちのいずれか1つまたは複数の成分を検出する
ことによって、原油またはガスコンデンセートの存在を
検知する。In order to achieve the above object, in the oil identification method of the present invention, at the drilling site of an oil well, circulating mud or cuttings are collected and analyzed by liquid chromatography, and the benzene contained therein is collected. , Toluene, o-
The presence of crude oil or gas condensate is detected by detecting all or one or more components of xylene, m-xylene, p-xylene.
また液体クロマトグラフィーの検出器として、蛍光検出
器を使用し、さらにまた、循環泥水の場合は、その採取
から液体クロマトグラフィーによる測定までの操作を自
動的に行なう。In addition, a fluorescence detector is used as a detector for liquid chromatography, and in the case of circulating mud, the operations from collection to measurement by liquid chromatography are automatically performed.
次に本発明について詳細に説明する。Next, the present invention will be described in detail.
液体クロマトグラフィーを行なうための装置としては、
市販されている通常の液体クロマトグラフィーを用いる
ことができる。これを第1図によって説明すると、溶離
液を送るためのポンプ2の吸液管9が溶離液タンク1に
接続され、そのポンプ2の送液管10は試料注入装置3の
試料入口に接続され、その試料注入装置3の試料供給口
は、恒温層5内に収容された分離カラム4の試料入口に
配管12を介して接続され、その分離カラム4の試料出口
は検出器6の試料入口に対し配管13を介して接続され、
かつ検出器6の廃液出口は配管14を介して廃液タンク8
に接続され、さらに検出器6に信号配線15を介してデー
タ処理装置7が接続され、また前記試料注入装置3の試
料入口に試料導入管11が接続されている。As an apparatus for performing liquid chromatography,
A commercially available normal liquid chromatography can be used. This will be explained with reference to FIG. 1. The liquid suction pipe 9 of the pump 2 for sending the eluent is connected to the eluent tank 1, and the liquid feed pipe 10 of the pump 2 is connected to the sample inlet of the sample injection device 3. The sample supply port of the sample injection device 3 is connected to the sample inlet of the separation column 4 housed in the constant temperature layer 5 via a pipe 12, and the sample outlet of the separation column 4 is connected to the sample inlet of the detector 6. It is connected via piping 13 to
In addition, the waste liquid outlet of the detector 6 is connected to the waste liquid tank 8 via the pipe 14.
Further, the data processing device 7 is connected to the detector 6 via the signal wiring 15, and the sample introduction pipe 11 is connected to the sample inlet of the sample injection device 3.
第1図に示す液体クロマトグラフの分離カラム4に循環
泥水を注入する場合は、循環泥水中の固形物を、ろ過ま
たは遠心分離によって除去したのち、その循環泥水を、
マイクロシリンジにより試料導入管11を経由して試料注
入装置3から分離カラム4に注入する。カッティングス
の場合は、溶離液と同組成の溶液を用いて抽出し、その
抽出液をマイクロシリンジにより循環泥水の場合と同様
にして、分離カラム4に注入する。When injecting the circulating mud into the separation column 4 of the liquid chromatograph shown in FIG. 1, the solid matter in the circulating mud is removed by filtration or centrifugation, and then the circulating mud is removed.
The sample is injected from the sample injection device 3 into the separation column 4 via the sample introduction pipe 11 by a microsyringe. In the case of cuttings, extraction is performed using a solution having the same composition as the eluent, and the extracted solution is injected into the separation column 4 by a microsyringe in the same manner as in the case of circulating mud.
試料注入装置3には切換用コックが設けられ、試料を注
入したのちは、溶離液が試料を分離カラム4の方へ押し
流せるように、前記コックを手動で操作して溶離液の流
路を切換える。The sample injection device 3 is provided with a switching cock, and after injecting the sample, the cock is manually operated so that the eluent can be flushed toward the separation column 4 so that the flow path of the eluent is changed. Switch.
なお、この他に、必要に応じて、カラムの劣化防止、分
析時間の短縮を図るため、目的の成分よりあとに流出し
てくる成分を逆流させるためのバックフラッシュ機能を
備えることもできる。In addition to this, in order to prevent deterioration of the column and shorten the analysis time, a backflush function for backflowing the component flowing out after the target component may be provided, if necessary.
分離カラム4の充填剤とその平均粒径、分離カラムの内
径および長さは、目的とする成分の分離の程度および分
析に要する時間などを勘案して決められる。すなわち、
ベンゼン、トルエン、キシレン類(以下これをBTXとい
う)が他の成分と完全に分離し、かつ分析時間ができる
だけ短いものを選ぶことが必要である。分離カラム4の
充填剤としては、通常の逆相系液体クロマトグラフィー
に用いられる化学結合型充填剤を用いることができる。
たとえば、球状シリカゲルの表面にオクタデシル器を化
学結合させたオクタデシルシラン、またはオクチル基を
化学結合させたオクチルシランなどが、本発明を実施す
るのに適している。これらの充填剤の平均粒径は、3〜
5μのものを用いることができる。分離カラムの内径お
よび長さは、たとえば、平均粒径5μの充填剤を用いる
時は、内径4.6mm、長さ15〜20cmのステンレス管、平均
粒径3μの充填剤の場合は内径4.6mm、長さ5〜10cmの
ステンレス管を用いればよい。The packing material of the separation column 4 and its average particle diameter, the inner diameter and the length of the separation column are determined in consideration of the degree of separation of the target component and the time required for analysis. That is,
It is necessary to select benzene, toluene, and xylenes (hereinafter referred to as BTX) that completely separate from other components and that the analysis time is as short as possible. As the packing material for the separation column 4, a chemical bond type packing material used in ordinary reverse phase liquid chromatography can be used.
For example, octadecylsilane in which an octadecyl unit is chemically bonded to the surface of spherical silica gel, or octylsilane in which an octyl group is chemically bonded is suitable for carrying out the present invention. The average particle size of these fillers is 3 to
It is possible to use the one having 5 μm. The inner diameter and the length of the separation column are, for example, 4.6 mm in inner diameter when a packing material having an average particle size of 5 μ is used and a stainless tube having a length of 15 to 20 cm, 4.6 mm in the case of a packing material having an average particle size of 3 μ, A stainless tube having a length of 5 to 10 cm may be used.
溶離液としては、メタノールあるいはアセトニトリルな
どの有機溶媒と水を95/5〜60/40、好ましくは85/15の体
積比に混合した溶液を用いる。As the eluent, a solution in which an organic solvent such as methanol or acetonitrile and water are mixed at a volume ratio of 95/5 to 60/40, preferably 85/15 is used.
前記検出器6としては、液体クロマトグラフィーに装着
できるもので、芳香族化合物、特に本発明の目的とする
BTXを検出できるものであれば、任意の検出器を使用す
ることができる。たとえば、紫外吸光検出器、示差屈折
率検出器、蛍光検出器など、通常市販されている液体ク
ロマトグラフ用検出器を用いることができるが、蛍光検
出器を用いることによって、本発明の効果が最大限に活
かされる。The detector 6 can be attached to a liquid chromatography, and is an aromatic compound, particularly the object of the present invention.
Any detector that can detect BTX can be used. For example, a commercially available detector for liquid chromatograph, such as an ultraviolet absorption detector, a differential refractive index detector, and a fluorescence detector, can be used, but by using the fluorescence detector, the effect of the present invention is maximized. Be utilized to the limit.
蛍光検出器は、少なくとも励起波長が240〜265nm、蛍光
波長が265〜300nmの範囲でそれぞれ任意に設定でき、か
つ励起波長と蛍光波長の差が最低4nmに設定できるもの
を用いるのが好ましい。また蛍光検出器の励起および蛍
光波長は、BTXの検出に適した値に設定すればよい。通
常BTXの検出には、たとえば、励起波長256nm、蛍光波長
278nmが用いられる。しかし、この場合は、BTX以外の単
環芳香族炭化水素も多く検出され、クロマトグラムが複
雑になり、分析時間も長くなる。ある程度の分離精度を
保ち、かつできるだけ測定時間を短くするため、本発明
者が鋭意研究の結果、蛍光検出器の波長を、励起波長26
5nm、蛍光波長269nmに設定するのが最も好ましいことを
見出した。As the fluorescence detector, it is preferable to use at least an excitation wavelength of 240 to 265 nm, a fluorescence wavelength of 265 to 300 nm, and a difference of at least 4 nm between the excitation wavelength and the fluorescence wavelength. The excitation and fluorescence wavelengths of the fluorescence detector may be set to values suitable for BTX detection. Usually, for detection of BTX, for example, excitation wavelength 256 nm, fluorescence wavelength
278 nm is used. However, in this case, many monocyclic aromatic hydrocarbons other than BTX are also detected, the chromatogram becomes complicated, and the analysis time becomes long. In order to maintain a certain degree of separation accuracy and to shorten the measurement time as much as possible, the inventors of the present invention have earnestly studied, and as a result, the wavelength of the fluorescence detector was set to the excitation wavelength 26
It has been found that it is most preferable to set the wavelength to 5 nm and the fluorescence wavelength to 269 nm.
すなわち、蛍光検出器の波長をこの条件に設定すること
により、循環泥水またはカッティングスあるいは原油に
多数含まれている複雑な化合物のうち、BTX等の目的と
する単環芳香族炭化水素の検出が、それ以外の波長で行
なったときに比べて選択的に行なわれ、したがって、ク
ロマトグラムが簡素化され、比較的短いサイクルで測定
することが可能となる。That is, by setting the wavelength of the fluorescence detector to this condition, it is possible to detect a target monocyclic aromatic hydrocarbon such as BTX among complicated compounds contained in a large number of circulating mud or cuttings or crude oil. , And is performed selectively as compared with the case of using other wavelengths, thus simplifying the chromatogram and enabling measurement in a relatively short cycle.
たとえば、平均粒径5μの充填剤を充填した、長さ15cm
の分離カラムを用いると、5〜10分程度で1回の分析を
終了することができる。通常、石油坑井の掘削速度は0.
1〜1m/分であるから、この場合、掘削深度0.5〜10m毎に
データを得ることができる。このようにして得られた各
深度ごとのBTX濃度に基づいてその変化図を作成し、こ
の図より油徴の有無を判断する。For example, a length of 15 cm filled with a filler with an average particle size of 5μ
When the separation column of 1 is used, one analysis can be completed in about 5 to 10 minutes. Normally, the drilling speed of oil wells is 0.
Since it is 1 to 1 m / min, in this case, data can be obtained at every excavation depth of 0.5 to 10 m. A change chart is created based on the BTX concentration for each depth obtained in this way, and the presence or absence of oily signs is determined from this chart.
次に分析操作の概要について説明する。Next, the outline of the analysis operation will be described.
1〜5ml、好ましくは3mlの循環泥水を坑井掘削現場から
採取し、10〜20ml容量のふたのできる適当な容器の中に
入れ、これを85/15の体積比で混合したメタノール・水
混合溶媒で3〜15ml、好ましくは10mlになるように希釈
する。カッティングスの場合は、1〜5g、好ましくは3g
を坑井掘削現場から採取し、循環泥水の場合と同様に、
ふたのできる容器に入れ、メタノール・水混合溶媒3〜
15ml、好ましくは10mlを加える。ふたをした後、数分
間、手または適当な装置で振りまぜ、循環泥水またはカ
ッティングス中の成分を抽出する。そのまま、あるいは
数分間静置して分離した上澄み液を注射器等で吸い上
げ、ろ紙またはガラスフィルター等を用いてろ過し、固
形分を除いて液体クロマトグラフの分離カラムへ注入す
る試料とする。分離カラムの詰りなどの悪影響を避ける
ため、ろ材の孔径を0.5μ以下にするのが好ましい。1-5 ml, preferably 3 ml of circulating mud was collected from the well drilling site and placed in an appropriate container with a 10-20 ml capacity lid, which was mixed at a volume ratio of 85/15 methanol / water mixture Dilute with solvent to 3 to 15 ml, preferably 10 ml. For cuttings, 1-5g, preferably 3g
Was taken from the well drilling site and, like the case of circulating mud,
Put in a container with a lid, and mix methanol / water 3 ~
Add 15 ml, preferably 10 ml. After lidding, shake for a few minutes by hand or with a suitable device to extract circulating mud or components in the cuttings. The supernatant liquid separated as it is or after standing for several minutes is sucked up with a syringe or the like, filtered using a filter paper or a glass filter, etc., and the solid content is removed to obtain a sample to be injected into a separation column of a liquid chromatograph. In order to avoid adverse effects such as clogging of the separation column, the pore size of the filter medium is preferably 0.5 μm or less.
ろ過の代わりに遠心分離法により固形分を除くこともで
きる。循環泥水の場合は、採取した試料をメタノール・
水混合溶媒で希釈することなく、その5〜15ml、好まし
くは10mlをそのまま遠心分離器にかけて固形分を分離す
ることもできる。Instead of filtration, the solid content can be removed by a centrifugation method. In case of circulating mud, collect the collected sample with methanol
Without diluting with a water-mixed solvent, 5 to 15 ml, preferably 10 ml, can be directly applied to a centrifuge to separate the solid content.
液体クロマトグラフにおいては、試料注入に先立ち、メ
タノールと水を95/5〜60/40、好ましくは85/15の体積比
で混合して調製した溶離液を、分離カラムに充填した充
填剤中に0.5〜3ml/分、好ましくは1〜1.5ml/分の流速
で流しておく。試料のろ液を10〜50μのマイクロシリ
ンジで吸い上げ、その一定量を液体クロマトグラフの分
割カラムへ注入する。注入量はマイクロシリンジの目盛
りで読んでもよいし、ループ(定量一定のステンレス
管)を用いて注入してもよい。In a liquid chromatograph, an eluent prepared by mixing methanol and water in a volume ratio of 95/5 to 60/40, preferably 85/15, is injected into a packing material packed in a separation column prior to sample injection. Flow at a flow rate of 0.5 to 3 ml / min, preferably 1 to 1.5 ml / min. The filtrate of the sample is sucked up by a microsyringe of 10 to 50 µ, and a fixed amount thereof is injected into a dividing column of a liquid chromatograph. The injection amount may be read on the scale of a microsyringe, or may be injected using a loop (a stainless tube having a fixed amount).
得られたクロマトグラフの目的成分のピーク面積をデー
タ処理装置によって求め、それらの値から、それぞれの
成分の泥水中の濃度を求める。The peak area of the target component of the obtained chromatograph is determined by a data processing device, and the concentration of each component in mud water is determined from these values.
そしてベンゼン、トルエン、キシレン類の検出および定
量を掘削深度に従って、一定間隔毎に行ない、それらの
濃度変化から地下に原油等が存在することを検知する。Benzene, toluene, and xylenes are detected and quantified at regular intervals according to the drilling depth, and the presence of crude oil and the like is detected from the changes in their concentrations.
以上の操作を1つの試料について前処理から分析まで手
動で行なってもよいし、いくつかの試料の前処理のみを
手動で行ない、分析はオートサンプラーを用いて自動的
に行なうこともできる。The above operation may be manually performed for one sample from pretreatment to analysis, or only some samples may be manually pretreated and the analysis may be automatically performed using an autosampler.
さらに、循環泥水の場合は試料採取から分析までの操作
を自動的に行なうこともできる。その場合は、第2図に
示すように、液体クロマトグラフの前に自動試料前処理
装置を接続する。Further, in the case of circulating mud, the operations from sampling to analysis can be automatically performed. In that case, as shown in FIG. 2, an automatic sample pretreatment device is connected before the liquid chromatograph.
第2図において、循環泥水は掘削現場16からポンプ17に
よって連続的に混合機18に送られる。一方、混合機18に
は希釈液タンク19に貯溜された希釈液がポンプ20によっ
て一定流量で供給されている。混合器18で希釈混合され
た循環泥水は、ろ過装置または遠心分離装置等の固形物
分離装置21に送られる。ここで固形物を分離されたろ液
または遠心分離液等の試料は、液体クロマトグラフィー
の試料注入装置3に送られる。試料注入装置3には、第
1図の場合と同様に、溶離液タンク1からポンプ2によ
って溶離液が送られる。溶離液は試料注入装置3から分
離カラム4に送られる。試料は必要に応じて試料注入装
置3から溶離液と共に分離カラム4へ送られる。試料の
分離カラム4への注入は測定時間に応じて、試料注入装
置3の切り換えコックをタイマー22等で自動的に切り換
えることによって行なう。なお、固形物分離装置21を出
た試料は、次の分析を行なうまでの間、廃液タンク23に
送られる。In FIG. 2, the circulating mud is continuously sent from the excavation site 16 to the mixer 18 by the pump 17. On the other hand, the diluting liquid stored in the diluting liquid tank 19 is supplied to the mixer 18 by the pump 20 at a constant flow rate. The circulating mud water diluted and mixed in the mixer 18 is sent to a solid matter separating device 21 such as a filtering device or a centrifugal separator. Here, the sample such as the filtrate or the centrifugally separated liquid from which the solid matter is separated is sent to the sample injection device 3 for liquid chromatography. As in the case of FIG. 1, the eluent is sent from the eluent tank 1 to the sample injection device 3 by the pump 2. The eluent is sent from the sample injection device 3 to the separation column 4. The sample is sent from the sample injection device 3 to the separation column 4 together with the eluent as required. The sample is injected into the separation column 4 by automatically switching the switching cock of the sample injection device 3 with the timer 22 or the like according to the measurement time. The sample exiting the solid separation device 21 is sent to the waste liquid tank 23 until the next analysis.
以下、実施例により本発明の内容をさらに詳しく説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。Hereinafter, the content of the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例 1 坑井掘削現場で採取した泥水3mlを約20ml容量の容器に
入れ、これにメタノール・水(体積混合比:85/15)を10
ml加え、数回振り混ぜて、その約3mlを0.45μのろ紙で
ろ過し、得られたろ液20μについて、第1図に示した
液体クロマトグラフィーにおける検出器6として蛍光検
出器を使用し、かつ、平均粒径5μのオクタデシルシラ
ンを径4.6mm、長さ20cmのステンレス管に充填した分離
カラムを用い、蛍光検出器の励起波長を265nm、蛍光波
長を269nmとして分析した。溶離液としては、メタノー
ル・水(体積混合比:85/15)を用い、1ml/分の流速で流
した。分析結果を第3図に示す。この分析結果による
と、トルエンやキシレン等の芳香族化合物が検出されて
いるので、油層の存在を知ることができる。Example 1 3 ml of mud water collected at a well drilling site was put in a container having a capacity of about 20 ml, and 10 ml of methanol / water (volume mixing ratio: 85/15) was added to the container.
ml, shaken several times, and filtered about 3 ml with 0.45μ filter paper. About 20μ of the obtained filtrate, a fluorescence detector was used as the detector 6 in the liquid chromatography shown in FIG. 1, and Using a separation column in which a stainless steel tube having a diameter of 4.6 mm and a length of 20 cm was filled with octadecylsilane having an average particle diameter of 5 μ, the excitation wavelength of the fluorescence detector was 265 nm and the fluorescence wavelength was 269 nm. Methanol / water (volume mixing ratio: 85/15) was used as an eluent, and was passed at a flow rate of 1 ml / min. The analysis results are shown in FIG. According to the result of this analysis, since the aromatic compounds such as toluene and xylene are detected, the existence of the oil layer can be known.
実施例 2 ある石油掘削坑井において、循環泥水中のトルエンおよ
びm−キシレン濃度を掘削深度2100〜2540mまで10mおき
に、実施例1と同様の条件で分析を行なった。その結果
を第4図I,IIに示す。Example 2 In an oil drilling well, analysis was performed under the same conditions as in Example 1 with the toluene and m-xylene concentrations in circulating mud water every 10 m up to a drilling depth of 2100 to 2540 m. The results are shown in FIGS.
循環泥水中のトルエンおよびm−キシレン濃度は、2210
mまで検出限界以下であったが、2220mより深い深度では
これらの化合物の濃度が増加していることがわかる。掘
削終了後に行なった電気検層ほかいくつかの物理的手段
による検層の結果に基づいて、第4図I,IIに示すように
2310〜2360(A層)、2372〜2407m(B層)、2418〜246
8(C層)および2481〜2502m(D層)の各地層が生産可
能な層として仕上げられた。この仕上げを行なう場合
は、例えば、多孔管を接続したケーシングパイプを坑井
内に挿入して、前記多孔管を採取層に位置させ、次にそ
の採取層の上部において坑井周壁とケーシングパイプと
の間にセメント等の硬化性材料を充填する。The concentration of toluene and m-xylene in the circulating mud was 2210.
Although it was below the detection limit up to m, it can be seen that the concentration of these compounds increased at a depth deeper than 2220 m. Based on the results of electrical logging and some other physical means after the completion of excavation, as shown in Fig. 4 I and II.
2310-2360 (A layer), 2372-2407m (B layer), 2418-246
Various layers of 8 (C layer) and 2481 to 2502 m (D layer) were finished as producible layers. When this finishing is performed, for example, a casing pipe to which a perforated pipe is connected is inserted into a well, the perforated pipe is positioned in the collection layer, and then the well peripheral wall and the casing pipe are located above the collection layer. Curable material such as cement is filled in between.
次に仕上げられたこれらの各層について生産テストを行
なった結果、いずれの層からもガスと共にコンデンセー
トの生産が確認された。第4図I,IIに示すように、2220
mよりも深い深度になると、トルエン、m−キシレンの
濃度が増加傾向を示しており、コンデンセートの存在と
対応している。As a result of performing a production test on each of these finished layers, production of condensate along with gas was confirmed from all the layers. As shown in Fig. 4 I and II, 2220
At depths deeper than m, the concentrations of toluene and m-xylene tend to increase, which corresponds to the presence of condensate.
比較例 実施例2と同じ坑井において、泥水から分離したマッド
ガスを従来のガスクロマトグラフ法により1〜5m間隔で
分析した。その結果得られたトータルマッドガス(ガス
クロマトグラフ法により分析されたガス状炭化水素の総
量。第4図においてはTMGと記載した)およびトータル
マッドガス中のメタンガスの濃度の変化を第4図III,IV
に示す。Comparative Example In the same well as in Example 2, the mud gas separated from the muddy water was analyzed by the conventional gas chromatographic method at intervals of 1 to 5 m. The resulting changes in the total mud gas (total amount of gaseous hydrocarbons analyzed by gas chromatography, indicated as TMG in Fig. 4) and the concentration of methane gas in the total mud gas are shown in Fig. 4 III, IV
Shown in.
トータルマッドガス(TMG)とメタンの変化図では、掘
削深度2210mまでに顕著なピークがいくつか認められて
いるが、トルエン、m−キシレンはこの深度まで全く検
出されていない。ことことから、この付近の地層にはメ
タンを主成分とするガスは含まれているが、コンデンセ
ートまたは原油は含まれていないことが予想される。In the change map of total mud gas (TMG) and methane, some remarkable peaks were recognized up to the excavation depth of 2210 m, but toluene and m-xylene were not detected at this depth at all. Therefore, it is expected that the stratum around this area contains methane-based gas, but does not contain condensate or crude oil.
これに対して、2220mより深い地層ではトータルマッド
ガス(TMG)およびメタンの変化図にピークが連続して
現われると共に、トルエンおよびm−キシレンの変化図
にもピークが認められるようになる。これは、これらの
地層にガスと共に、コンデンセートまたは原油が存在し
ている可能性を示している。On the other hand, in the stratum deeper than 2220 m, peaks appear continuously in the change map of total mud gas (TMG) and methane, and peaks are also observed in the change map of toluene and m-xylene. This indicates the possible presence of condensate or crude oil with gas in these formations.
このように、従来のガスクロマトグラフ法では掘削の過
程において、地層中にメタン等のガスの存在は知り得て
も、コンデンセートや原油が存在するか否かを知ること
は困難であるが、本発明の方法によればこれが可能であ
り、石油坑井の掘削において有益な情報が得られる。As described above, in the conventional gas chromatographic method, it is difficult to know whether or not condensate or crude oil exists in the formation, even if the existence of gas such as methane can be known in the process of excavation. This is possible with the method described in (1) and provides useful information in drilling oil wells.
本発明は前述のように構成されているので、以下に記載
するような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
石油坑井の掘削現場における循環泥水またはカッティン
グスを、比較的簡単な前処理を施したあと分析すること
によって、原油には普遍的に含まれているが、泥水材料
には含まれていないベンゼン、トルエン、キシレン類を
検出し、定量するので、従来の方法に比べて、より直接
的にかつ迅速に油層の存在を検知することができる。ま
た、蛍光反応法に比べて、結果の判定に個人差がなく、
かつ石油系泥水材料による汚染の心配もなく、明確な油
徴の検知が可能である。さらに、操作を自動化すること
により、マッドガスのガスクロマトグラフ測定法に代わ
る新しい泥水検層の一手法となりうるので、石油開発分
野に大きく貢献する。Circulating muddy water or cuttings at oil well drilling sites are analyzed after a relatively simple pretreatment and then analyzed for benzene, which is universally found in crude oil but not in mud materials. Since toluene, xylenes are detected and quantified, the presence of the oil layer can be detected more directly and more rapidly than in the conventional method. In addition, compared to the fluorescence reaction method, there is no individual difference in the determination of results,
Moreover, it is possible to detect a clear oil sign without concern about contamination by petroleum-based muddy water materials. Furthermore, by automating the operation, it can be a new mud logging method that replaces the gas chromatographic measurement method for mud gas, which greatly contributes to the petroleum development field.
第1図は液体クロマトグラフィーの構成を示す図、第2
図は自動試料前処理装置を備えている液体クロマトグラ
フィーの構成を示す図、第3図は循環泥水の液体クロマ
トグラムを示す図、第4図は坑井の掘削深度と循環泥水
中のトルエンおよびm−キシレンの濃度との関係を示す
図である。 図において、1は溶離液タンク、2はポンプ、3は試料
注入装置、4は分離カラム、5は恒温槽、6は検出器、
7はデータ処理装置、17はポンプ、18は混合器、19は希
釈液タンク、20は希釈液ポンプ、21は固形物分離装置、
22はタイマーである。FIG. 1 is a diagram showing the constitution of liquid chromatography, and FIG.
Figure shows the configuration of liquid chromatography equipped with an automatic sample pretreatment device, Figure 3 shows the liquid chromatogram of circulating mud water, and Figure 4 shows the drilling depth of wells and toluene in circulating mud water. It is a figure which shows the relationship with the density | concentration of m-xylene. In the figure, 1 is an eluent tank, 2 is a pump, 3 is a sample injection device, 4 is a separation column, 5 is a constant temperature bath, 6 is a detector,
7 is a data processor, 17 is a pump, 18 is a mixer, 19 is a diluent tank, 20 is a diluent pump, 21 is a solids separation device,
22 is a timer.
Claims (3)
たはカッティングスを採取して液体クロマトグラフイー
により分析し、その中に含まれるベンゼン、トルエン、
o−キシレン、m−キシレン、p−キシレンの全部また
はこれらのうちのいずれか1つまたは複数の成分を検出
することによって、原油またはガスコンデンセートの存
在を検知する油徴識別方法。1. At the drilling site of an oil well, circulating mud or cuttings is sampled and analyzed by liquid chromatography, and benzene, toluene,
A method for identifying oil characteristics, which detects the presence of crude oil or gas condensate by detecting all or one or more components of o-xylene, m-xylene, p-xylene.
蛍光検出器を用いる請求項1記載の油徴識別方法。2. A detector for liquid chromatography,
The oil characteristic identifying method according to claim 1, wherein a fluorescence detector is used.
ーによる測定までの操作を自動的に行なう請求項1また
は2記載の油徴識別方法。3. The oil characteristic identifying method according to claim 1, wherein the operations from the collection of the circulating mud to the measurement by liquid chromatography are automatically performed.
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