Способ разведки и система для обнаружения углеводородов

Способ разведки и система для обнаружения углеводородов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] По этой заявке испрашивается преимущество приоритета находящейся на национальной стадии международной заявки PCT/US2012/52542, поданной 27 августа 2012 года, по которой испрашивается преимущество приоритета предварительной заявки № 61/558822 на патент США, поданной 11 ноября 2011 года, под названием “Method for determining the presence and location of subsurface hydrocarbon accumulation and the origin of the associated hydrocarbons”, которая полностью включена в эту заявку путем ссылки. По этой заявке также испрашивается преимущество приоритета предварительной заявки № 61/595394 на патент США, поданной 6 февраля 2012 года, под названием “A method to determine the location, size and in situ condition in a hydrocarbon reservoir with ecology, geochemistry, and collections of biomarkers”, которая полностью включена в эту заявку путем ссылки. По этой заявке также испрашивается преимущество приоритета предварительной заявки № 61/616813 на патент США, поданной 28 марта 2012 года, под названием “Method for determining the presence and volume of a subsurface hydrocarbon accumulation”, которая полностью включена в эту заявку путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] В общем это изобретение относится к области разведки углеводородов. В частности, изобретением является способ обнаружения углеводородов (например, нефти и/или газа), который может включать в себя использование подводного аппарата (ПА), снабженного одним или несколькими измерительными компонентами.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Этот раздел предназначен для введения в различные аспекты данной области техники. Можно полагать, что это рассмотрение поможет усвоить основные положения для содействия лучшему пониманию конкретных аспектов раскрытых методологий и способов. В соответствии с этим должно быть понятно, что этот раздел следует читать в свете этого и необязательно как признание справедливости уровня техники.

[0004] Определять местоположения запасов углеводородов и получать доступ к ним становится все более трудно по мере глобального роста потребности в энергии. Обычно различные технологии используют для сбора данных измерений и затем моделирования местоположений потенциальных углеводородных залежей. Моделирование может включать в себя факторы, такие как (1) образование жидких и/или газообразных углеводородов в материнской породе и выбрасывание углеводородов из нее, (2) миграция углеводородов к залежи в коллекторной породе, (3) захват и герметизация для предотвращения значительной утечки углеводородов из коллектора. Сбор этих данных может быть полезным при моделировании потенциальных мест нахождения подземных углеводородных залежей.

[0005] В настоящее время сейсморазведка методом отраженных волн является основной технологией при идентификации углеводородных залежей. Эта технология успешно применяется при идентификации структур, которые могут содержать углеводородные залежи, и может также использоваться для получения изображений углеводородных флюидов в подземных залежах в качестве прямых индикаторов углеводородов (ПИУ). Однако эта технология может не обеспечивать требуемую точность, необходимую для получения точных оценок наличия и объемов подземных углеводородных залежей, вследствие плохого изображения геологической среды, особенно при повышении глубины, когда контрасты акустического импеданса, которые приводят к получению прямых индикаторов углеводородов, сильно ослабляются или отсутствуют. В дополнение к этому при таких дистанционных измерениях трудно определять наличие углеводородов и отличать их от других флюидов в геологической среде.

[0006] Современные геофизические несейсмические технологии обнаружения углеводородов, такие как способы потенциальных полей, аналогичных гравитационным или магнитным, или подобные, обеспечивают приближенный геологический контроль геологической среды путем измерения различных физических свойств пород, но не являются достаточно достоверными при идентификации углеводородных залежей. Этими способами можно получать указание относительно места в бассейне, на котором следует проводить сейсмические исследования, но ими не повышается существенно возможность подтверждения наличия участков просачивания углеводородов или подземных углеводородных залежей. Другие несейсмические технологии обнаружения углеводородов могут включать в себя геологические экстраполяции структурных и стратиграфических трендов, которые направляют к перспективным углеводородным залежам, но не позволяют непосредственно обнаруживать эти углеводородные залежи. Другие способы могут включать в себя мониторинг мест просачивания углеводородов в качестве индикатора подземных углеводородных залежей. Однако возможности этих способов также ограниченны. Например, получение изображения пятен на поверхности моря со спутника или воздушного судна и получение изображения с борта надводного судна многолучевым прибором с последующим целевым отбором керна падающим керноотборником являются основными способами разведки, используемыми для обнаружения потенциальных просачиваний углеводородов на морском дне в качестве индикаторов рабочей углеводородной системы в районах разведки. При несомненной ценности эти технологии имеют ограничения в части точности, конкретности, охвата и затрат.

[0007] В результате необходимы усовершенствованные способы разведки, к которым присоединены другие способы. Это объединение способов может позволить получить используемый до бурения способ, которым определяют наличие и местоположения участков просачивания термогенных углеводородов с морского дна. Кроме того, способ можно использовать для точного и экономически эффективного определения местоположений участков просачивания углеводородов в масштабе от бассейна к зоне нефтегазонакопления, в качестве способа повышения точности оценки бассейна и разведки богатых площадей.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Согласно одному варианту осуществления описан способ обнаружения углеводородов. Способ включает в себя выполнение дистанционных измерительных исследований места исследований, анализ данных дистанционных измерений из дистанционных измерительных исследований для определения целевого места, развертывание подводного аппарата в водной массе; навигацию подводного аппарата в акватории к целевому месту, получение данных измерений в водной массе на целевом месте, определение, присутствуют ли углеводороды на целевом месте, на основании данных измерений.

[0009] Согласно одному или нескольким вариантам осуществления в способе можно использовать определенные признаки, относящиеся к дистанционным измерениям. Например, выполнение дистанционных измерительных исследований может включать в себя создание спутникового изображения места исследований или навигацию воздушного судна для получения результатов воздушных исследований места исследований. Кроме того, дистанционные измерительные исследования могут включать в себя выполнение одних или нескольких из океанских акустических волноводных исследований, сейсмических исследований водяного столба, активных акустических измерительных исследований, построений изображений и спектроскопии пятен и атмосферных газовых султанов, пассивных акустических измерительных исследований, магнитных и гравиметрических исследований, оптических измерительных исследований и исследований по обнаружению тепловых аномалий. Кроме того, выполнение дистанционных измерительных исследований может включать в себя построение изображений места исследований одним или несколькими из многолучевого гидролокатора и придонного профилографа с использованием морского надводного судна или подводного аппарата.

[0010] Согласно одному или нескольким вариантам осуществления способ может включать в себя определенные непосредственные измерения. Например, способ может включать в себя определение концентрации одного или нескольких из термогенного метана, этана, пропана и бутана, других алканов, ароматических веществ или неуглеводородных газов (например, H₂S, N₂, CO₂) по данным измерений, выполнение процедуры отбора кернов падающим керноотборником и поршневой трубкой на основании данных измерений, получаемых в водной массе на целевом месте, измерение одной или нескольких из концентрации pH и степени окисления в водной массе и/или измерение магнитных аномалий многокомпонентными магнитометрами или гравитационных аномалий гравиметром. Кроме того, способ может включать в себя получение биологических и химических проб одних или нескольких из жидкостей, газов и осадков для определения глубины, типа, качества, объема и местоположения подземной углеводородной залежи по данным измерений и/или измерение молекулярных и изотопных сигнатур неуглеводородных газов в водной массе. В качестве другого примера способ может включать в себя составление одной или нескольких из химической карты и физической карты аномалий в водной массе для определения местоположений каналов просачивания углеводородов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Изложенные выше и другие преимущества настоящего раскрытия могут стать более понятными при рассмотрении нижеследующего подробного описания и чертежей не создающих ограничения примеров вариантов осуществления. На чертежах:

[0012] Фиг. 1 - вид сбоку в вертикальном разрезе морского дна;

[0013] Фиг. 2 - блок-схема последовательности действий при разведке углеводородов с использованием дистанционных измерений и подводного аппарата (аппаратов) согласно примеру варианта осуществления предложенных способов;

[0014] Фиг. 3 - блок-схема последовательности действий при разведке углеводородов с использованием дистанционных измерений и подводного аппарата (ПА) согласно другому примеру варианта осуществления предложенных способов;

[0015] Фиг. 4 - структурная схема автономного подводного аппарата согласно примеру варианта осуществления предложенных способов; и

[0016] Фиг. 5 - функциональная схема вычислительной системы, которую можно использовать для выполнения любого из способов, раскрытых в этой заявке.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0017] В следующем разделе, относящемся к подробному описанию, конкретные варианты осуществления настоящего раскрытия описываются применительно к предпочтительным вариантам осуществления. Однако в том смысле, что нижеследующее описание является специфическим для конкретного варианта осуществления или конкретного применения настоящего раскрытия, оно предназначено только для иллюстрации и представляет собой просто описание примеров вариантов осуществления. В соответствии с этим раскрытие не ограничено конкретными вариантами осуществления, описываемыми ниже, а точнее, оно включает в себя все варианты, модификации и эквиваленты, попадающие в рамки сущности и в объем прилагаемой формулы изобретения.

[0018] Различные термины, используемые в этой заявке, определяются ниже. Что касается терминов, используемых в формуле изобретения и не определенных ниже, то специалисты в данной области техники должны давать им более широкое определение по сравнению с определением, изложенным в по меньшей мере одной печатной публикации или выданном патенте.

[0019] Для начала, просачивание представляет собой естественную утечку газа и/или нефти. Углеводород (например, нефть) достигает поверхности земной коры вдоль трещин, разрывов, несогласий или плоскостей напластования, или выходит благодаря поверхностной эрозии в пористую породу. Наличие выхода нефти или газа на морском дне или поверхности моря показывает, что удовлетворяются три основных геологических условий, критичные для разведки на нефть. Во-первых, органические породы осаждены и законсервированы (наличие источника). Во-вторых, источник нагрет и созрел (например, зрелость источника). В-третьих, происходит вторичная миграция (например, миграция углеводородов с места нахождения источника) Хотя просачивание на поверхность термогенных углеводородов не гарантирует, что материальные подземные нефтяные и газовые залежи существуют, обнаружением просачиваний обеспечивается механизм снижения рисков разведки зоны нефтегазонакопления. То есть просачивание можно использовать для исключения неопределенности из моделирования геологической среды.

[0020] В настоящем раскрытии описывается расширение возможностей способов разведки, в которых объединены различные способы. Поскольку данные о залегании углеводородов обычно трудно получать в региональном масштабе и надлежащим образом оценивать в контексте объединенных углеводородных систем, возможность идентификации и определения характеристик просачиваний и термогенных углеводородов в водяном столбе обеспечивает значительное улучшение оценивания и достижение благоприятных возможностей. В результате предложенными технологиями предоставляется экономически эффективный способ точного определения на морском дне мест просачиваний углеводородов в масштабе от зоны нефтегазонакопления до бассейна (например, от 1000 до 100000 км²) в качестве способа получения точной оценки бассейна и богатых площадей для разведки. В этом способе исключаются традиционные недостатки разведки неисследованных углеводородов, которые связаны с невозможностью полного оценивания, понимания и соответствующим риском при разведке компонентов углеводородной системы.

[0021] Согласно одному или нескольким вариантам осуществления в способе используют сочетание спутниковых, воздушных, акустических и сейсмических технологий наряду с использованием подводных датчиков для определения характеристик и картирования углеводородов в морских условиях. Сочетанием геофизических технологий с использованием подводных датчиков обеспечивают получение более полных характеристик и картирование углеводородов в морских условиях в масштабе площадей разведки от зоны нефтегазонакопления до бассейна. Различные независимые технологии могут включать в себя дистанционные измерения (например, спутниковые и/или воздушные), построение сейсмических и акустических изображений (например, прежде всего с судна многолучевым гидролокатором, гидролокатором бокового обзора, придонным профилографом, которые также можно включать в автономный подводный аппарат для получения высококачественных изображений вблизи морского дна, но в более локальном объеме), выполнение магнитных и гравиметрических исследований (с корабля или воздушного судна, или более локально с автономного подводного аппарата), выполнение химических измерений (прежде всего масс-спектрометром и флуорометром в автономном подводном аппарате) и получение осадочных, биологических и химических проб (например, обычно кернов, отбираемых поршневой трубкой, но предпочтительно использовать подводный аппарат для получения проб осадков, жидкости (нефти, воды) и/или газов, инертных газов и изотопологов, и биологических жидкостей). В способе можно использовать воздушные суда и морские суда (например, корабли и/или подводные аппараты (например, подводные аппараты без экипажа, которые могут включать в себя дистанционно управляемые аппараты (ДУА) или автономные подводные аппараты (АПА)). При объединении в общем способе эти технологии могут позволить определять наличие и местоположения просачиваний термогенных углеводородов с морского дна.

[0022] Способы дистанционных измерений можно использовать прежде всего для определения местоположений участков просачивания углеводородов. Способы спутниковых и/или воздушных измерений используют для выявления углеводородных пятен, которые возникают на поверхности моря в результате естественных просачиваний углеводородов на морском дне, при этом они указывают на площади, подходящие для проведения дальнейших исследований с использованием дополнительных описанных способов. Построение сейсмических изображений с помощью отраженных волн широко используют в морских условиях для получения изображений структуры дна и эти изображения можно использовать для нахождения поровых флюидов в геологической среде, таких как газ, нефть или вода. Эти исследования выполняют на морских судах. Как указывается в работах по океанографии, вследствие небольших изменений объемной плотности и температуры в просачиваниях также возможно построение сейсмических изображений просачиваний в водяном столбе с помощью сейсмических волн, особенно вблизи морского дна (Holbrook W.S., Paramo P., Pearce S. and Schmitt R.W., 2003, “Thermohaline fine structure in an oceanographic front from seismic reflection profiling”, Science, v. 301, p.p. 821-824). Двумерные и трехмерные сейсмические данные с буксируемых кос могут содержать такую информацию, но ее не используют на практике. Сейсмические отклики могут включать в себя субгоризонтальные нарушения в различных естественных внутренних структурах вод океана, такие как термоклинные границы. Внутренние шумы на небольших глубинах и меньшее структурирование на больших глубинах могут ограничивать обнаруживаемые нарушения конкретными диапазонами, например от 400 м до 2000 м ниже поверхности моря. Из региональных двумерных сейсмических данных можно получать сведения о таких просачиваниях, которые могут включать в себя полезную информацию для оценивания потенциальных возможностей разведки углеводородов. На более низких частотах способами обратного акустического рассеяния, используемыми при морских рыбопромысловых исследованиях на участках 10-100 км, можно быстро определять местоположения макроскопических просачиваний на площадях бассейна больше 100000 км², если использовать океанический термоклин в качестве волновода (Makris N.C., Ratilal P., Symonds D.T., Jagannathan S., Lee S., Nero R.W., 2006, “Fish population and behavior revealed by instantaneous continental shelf-scale imaging”, Science, 311:660-663). Тем не менее тестируют полезное действие придонных султанов, в которых исключительно небольшие пузырьки могут указывать на просачивание углеводородов. Такие исследования, сами по себе или в сочетании с другими исследованиями, проводимыми с поверхности моря, могут быть эффективным инструментом оценивания бассейна.

[0023] Полезная аппаратура для построения изображений потенциальных просачиваний углеводородов включает в себя сочетание корабельного многолучевого гидролокатора (МГ) и придонного профилографа (ПП). Оптимальные частоты, используемые в этих способах, зависят от ожидаемой глубины воды в пределах площади исследований. Многолучевой гидролокатор используют для получения топографии, шероховатости и твердости морского дна, тогда как придонный профилограф дает информацию о геологической среде на небольших глубинах ниже морского дна. Отражающие поверхности морского дна (например, карбонатные известняки) могут быть связаны с современной активностью микроорганизмов, благодаря которой углеводороды метаболизируются, соответствующей просачиванию углеводородов. Точно так же, на топографических особенностях морского дна, таких как вогнутые понижения, разрывы и связанные с солью депрессии или положительные объекты, локализуются участки, подходящие для миграции углеводородов из геологической среды к поверхности морского дна, как участки просачиваний. Кроме того, данные многолучевого гидролокатора могут показывать контрасты плотности в водяном столбе, создаваемые пузырьками, выходящими из морского дна, и могут быть положительными индикаторами потенциальных просачиваний углеводородов. Всю эту информацию объединяют с любыми сейсмическими данными, описанными выше, чтобы получать объекты дополнительных исследований для подтверждения наличия углеводородов.

[0024] Кроме того, в другом способе исследований магнитные и гравиметрические исследования можно использовать, чтобы получать дополнительную информацию для обработки. Просачивания углеводородов могут изменять pH и степень окисления в восходящем потоке или вблизи него в геологической среде и поэтому могут образовываться магнитные минералы, такие как магнетит (Fe₃O₄) или грейгит (Fe₃S₄), при условии, что Fe присутствует в достаточном количестве и другие условия являются благоприятными. При этом процессе могут образовываться слабые магнитные аномалии, но их может быть очень трудно измерять на поверхности моря, кроме как при очень мелкой воде. На автономных подводных аппаратах можно использовать подводные многокомпонентные магнитометры, если они имеют необходимую чувствительность и точность. Обширные исследования можно выполнять при использовании воздушных судов и надводных морских судов, чтобы обнаруживать геологические нарушения, в которых вероятность возникновения путей миграции подземных углеводородов может быть большой, или же можно собирать данные в среде вблизи морского дна, чтобы обнаруживать отложение минералов или изменение, обусловленное просачиваниями углеводородов и взаимодействиями микроорганизмов (например, обычные микробные маты различных цветов), на этот раз при проведении исследований с использованием подходящего аппарата, такого как автономный подводный аппарат.

[0025] После того как потенциальные места просачивания обозначены с помощью описанных акустических и сейсмических приборов, можно использовать другой способ исследований, включающий в себя химические измерения. Обнаружением термогенных углеводородов, выходящих из мест просачивания на морском дне, на макромасштабном или микромасштабном уровне можно подтверждать наличие просачиваний углеводородов на этих местах. Измерения концентраций термогенного метана, этана, пропана, бутана и т.д. вблизи морского дна можно выполнять компактными высокочувствительными масс-спектрометрами и лазерными флуорометрами (применительно к ароматическим соединениям, обычно связанным с жидкими углеводородами), которые можно использовать в подводном аппарате, таком как автономный подводный аппарат.

[0026] Кроме того, в другом способе исследований подводный аппарат можно использовать для сбора дополнительных данных с участка просачивания. Подводный аппарат может включать в себя подводный аппарат без экипажа (например, автономный подводный аппарат (АПА), дистанционно управляемый аппарат (ДУА), подводный аппарат с экипажем и/или один несколько датчиков, которые буксируются позади морского судна. Подводные аппараты могут включать в себя один или несколько датчиков, выполненных с возможностью обнаружения химических или физических аномалий, которые являются признаками просачиваний углеводородов.

[0027] В дополнение к этому эти датчики в подводном аппарате, который может быть аппаратом без экипажа, можно использовать для картирования химических или физических аномалий вблизи участка просачивания, чтобы определять местоположение конкретного канала просачивания или место выхода. Место нахождения канала просачивания представляет собой удобное место отбора биологических и химических проб жидкостей, газов и осадков для дальнейшего повышения качества анализа. В частности, этот способ может включать в себя определение наличия и оценивание информации, такой как глубина, тип, качество, объем и местоположение подземной углеводородной залежи, по измеренным данным из подводного аппарата. В частности, предложенные способы включают в себя использование трех независимых технологий, геохимии скученных изотопов, геохимии инертных газов и микробиологии, которые объединяют с образованием последовательности действий для повышения успеха разведки углеводородов. Этими тремя способами можно получать информацию относительно глубины, вида флюида (нефти в противоположность газу) и качества, а также объема подземных углеводородных залежей, обнаруживаемых по результатам отбора и анализа проб с участков просачивания углеводородов (например, в море и/или на суше). То есть в способе можно объединять существующие и новые биологические и геохимические индикаторы для получения представления относительно идентификации потенциальной возможности. В дополнение к этому объединение этих биологических и геохимических индикаторов с геологическими/геофизическими контекстуальными сведениями дополнительно улучшает идентификацию потенциальной возможности углеводородов. Эти другие способы описаны в заявке № 61/595394 на патент США, заявке № 61/616813 на патент США и заявке № 61/558822 на патент США, каждая из которых полностью включена в эту заявку.

[0028] Согласно одному варианту осуществления предложенные способы включают в себя одну или несколько из геномики микроорганизмов, геохимии инертных газов и геохимии скученных изотопов углеводородных фаз. Эти способы можно использовать для определения и/или оценивания наличия и информации, такой как объем, глубина, тип, качество и местоположение подземной углеводородной залежи.

[0029] Геномику микроорганизмов можно использовать для получения информации относительно метаболических процессов в подземных микробных сообществах, связанных с микробами, отбираемыми с участков просачивания на морском дне. Информацией о геномике микроорганизмов обеспечивается признак наличия подземной залежи и обеспечивается оценка местоположения ее (например, глубины) на основании диапазонов биологических температур. Этот аспект основан на переносе микробов из глубоких мест на мелкие места обитания на участках просачивания углеводородов из подземных углеводородных залежей. Этот процесс можно объяснить, например, наличием термофилов (микробов, которые живут в высокотемпературных средах), «перемещенных» в арктические условия, где сырая нефть потенциально разлагается анаэробными микробами, и тем самым поддерживается связь с более глубоким углеводородным/осадочным источником. Различные участки просачивания углеводородов могут иметь разные микробиологические аномалии относительно нормальных морских условий, зависящие от условий подземного коллектора. Понимание метаболических процессов подземных сообществ микроорганизмов, связанных с микробами, пробы которых отбирают с участков просачивания на дне моря, делают возможным обнаружение подземной залежи и оценивание местоположения ее (глубины) на основании диапазонов биологических температур.

[0030] Например, один вариант осуществления может включать в себя способ идентификации углеводородной системы. В этом способе получают пробу из представляющего интерес района. Затем первое множество анализов используют для определения структуры сообщества из экологии пробы и второе множество анализов используют для определения функции сообщества из экологии пробы. Структуру сообщества и функцию сообщества используют для определения, согласуется ли экология пробы с характеристической экологией углеводородной системы. Когда экология пробы согласуется с характеристической экологией, пробу идентифицируют как часть углеводородной системы. Этот аспект также описан в заявке № 61/595394 на патент США, которая полностью включена в эту заявку.

[0031] Что касается геохимии инертных газов, то инертные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe) представляют собой консервативные элементы, которые обычно не принимают участия в химических реакциях. Концентрации инертных газов в нефти, газе и воде зависят от совместного влияния их растворимостей, которые являются функцией давления, температуры и состава флюида (ДТС), которые превалируют во время растворения или разделения, взаимодействия и смешения с другими флюидами, и прироста инертных газов в результате радиоактивного распада минералов земной коры. Если параметры ДТС для воды в контакте с подземной углеводородной скважиной можно оценить или измерить, размер углеводородной залежи можно оценить или вычислить на основании разделения растворимостей инертных газов между водой и углеводородами. Результаты незагрязненной атмосферными примесями пробы инертных газов с места просачивания углеводородов вместе с оцененными параметрами ДТС для воды обеспечивают возможность оценивания размера залежи (отношения углеводород/вода).

[0032] Например, один вариант осуществления может включать способ определения наличия, типа, качества и/или объема подземной углеводородной залежи на основании пробы, относящейся к ней. Исходную концентрацию атмосферных инертных газов, присутствующих в пластовой воде в контакте с подземной углеводородной залежью, измеряют или моделируют. Модельную исходную концентрацию модифицируют путем учета прироста радиогенных инертных газов в течение времени пребывания пластовой воды. Получают пробу, относящуюся к подземной углеводородной залежи. Измеряют концентрации и изотопные отношения инертных газов, присутствующих в пробе. Измеренные концентрации и изотопные отношения атмосферных инертных газов и радиогенных инертных газов, присутствующих в пробе, сравнивают с измеренными/модифицированными модельными концентрациями пластовой воды для множества процессов обмена. Определяют наличие источника углеводородов в пробе. Сигнатуру атмосферных инертных газов, измеренную в углеводородной фазе, сравнивают с измеренной/модифицированной модельной концентрацией атмосферных инертных газов в пластовой воде для множества процессов обмена. Определяют по меньшей мере одно из вида углеводородов в подземной залежи, качества углеводородов в подземной залежи, объемного отношения углеводород/вода в подземной залежи до выхода на поверхность и объема подземной залежи.

[0033] Согласно другому аспекту раскрыт способ определения наличия, типа, качества и объема подземной углеводородной залежи на основании анализа пробы, относящейся к ней. Пробу анализируют для определения геохимической сигнатуры пробы. Определяют исходную концентрацию атмосферных инертных газов, присутствующих в пластовой воде в контакте с подземной углеводородной залежью. Моделируют прирост радиогенных инертных газов, чтобы модифицировать исходную концентрацию для заданных времен пребывания пластовой воды. Определяют время пребывания пластовой воды. Определяют степень взаимодействия с углеводородной фазой. Определяют происхождение пробы. Определяют по меньшей мере одно из вида, качества и объемного отношения углеводород/вода, когда проба происходит из углеводородной залежи. На основании объемного отношения углеводород/вода определяют объем углеводородной залежи.

[0034] Согласно еще одному аспекту раскрыт способ определения наличия, типа, качества и объема подземной углеводородной залежи на основании пробы углеводородов, относящейся к ней. Определяют исходную концентрацию атмосферных инертных газов, присутствующих наряду с углеводородными видами. Диапазон ожидаемых концентраций атмосферных и радиогенных инертных газов, присутствующих в пробе, моделируют для диапазона времен пребывания и для различных степеней взаимодействия между пластовой водой и углеводородной фазой. Измеряют концентрации и изотопные отношения инертных газов, присутствующих в пробе. Измеренные концентрации инертных газов сравнивают с полученным моделированием диапазоном ожидаемых концентраций атмосферных и радиогенных инертных газов. При использовании сравнения определяют, выходят ли из подземной залежи углеводороды, присутствующие в пробе. На основании измеренных концентраций инертных газов и полученного моделированием диапазона ожидаемых концентраций атмосферных и радиогенных инертных газов оценивают вид и качество углеводородов в подземной залежи и объемное отношение углеводород/пластовая вода для подземной залежи. Оцененные вид и качество углеводородов в подземной залежи и объемное отношение углеводород/пластовая вода для подземной залежи объединяют с ограничениями данных метода отраженных волн, накладываемых на объем углеводородной залежи и объем воды, присутствующей в углеводородной залежи, в результате чего определяют объем углеводородов, присутствующих в подземной залежи.

[0035] Согласно еще одному аспекту раскрыта система для определения наличия, типа, качества и объема подземной углеводородной залежи на основании пробы углеводородов, относящейся к ней. Система включает в себя процессор и материальный машиночитаемый носитель данных, на котором сохраняются машиночитаемые инструкции для исполнения процессором. Машиночитаемые инструкции включают в себя код для определения ожидаемых концентраций инертных газов, присутствующих в пластовых водах, код для моделирования одного или нескольких процессов обмена и фракционирования при ожидаемых концентрациях инертных газов в пробе, код для измерения концентраций инертных газов, присутствующих в пробе, код для сравнения измеренных концентраций инертных газов с модельными концентрациями инертных газов в пластовых водах, код для определения с использованием результата указанного сравнения вида и качества углеводородов, присутствующих в геологической среде, и код для определения, присутствуют ли углеводороды в пробе, происходящей непосредственно из материнской породы, или углеводороды присутствуют в пробе, вышедшей из подземной залежи.

[0036] Согласно еще одному аспекту раскрыт компьютерный программный продукт, имеющий выполняемую компьютером логику, записанную на материальном машиночитаемом носителе, при этом компьютерный программный продукт содержит код для определения ожидаемых концентраций инертных газов, присутствующих в пластовых водах, код для моделирования одного или нескольких процессов обмена и фракционирования при ожидаемых концентрациях инертных газов, присутствующих в пробе углеводородов, взятой с участка просачивания углеводородов, код для измерения концентраций инертных газов, присутствующих в пробе углеводородов, код для сравнения измеренных концентраций инертных газов с модельными концентрациями инертных газов в пластовых водах, код для определения с использованием результата указанного сравнения вида и качества углеводородов, присутствующих в пробе углеводородов, и код для определения, присутствуют ли углеводороды в пробе, происходящей непосредственно из материнской породы, или углеводороды присутствуют в пробе, вышедшей из подземной залежи.

[0037] Согласно еще одному аспекту раскрыт способ добычи углеводородов, содержащий определение наличия, типа, качества и/или объема подземной углеводородной залежи на основании пробы, относящейся к ней, при этом определение включает в себя моделирование исходной концентрации атмосферных инертных газов, присутствующих в пластовой воде в контакте с подземной углеводородной залежью, модификацию модельной исходной концентрации путем учета прироста радиогенных инертных газов в течение времени пребывания пластовой воды, получение пробы углеводородов, измерение концентраций и изотопных отношений атмосферных, происходящих из мантии и радиогенных инертных газов, присутствующих в пробе углеводородов, сравнение измеренных концентраций и изотопных отношений атмосферных инертных газов и радиогенных инертных газов, присутствующих в пробе углеводородов, с модифицированными модельными концентрациями пластовой воды для множества процессов обмена, определение источника углеводородов, присутствующих в пробе углеводородов, сравнение сигнатуры атмосферных инертных газов, измеренных в углеводородной фазе, с модифицированной модельной концентрацией атмосферных инертных газов в пластовой воде для множества процессов обмена, определение по меньшей мере одного из вида углеводородов в подземной залежи, качества углеводородов в подземной залежи, объемного отношения углеводород/вода в подземной залежи до выхода на поверхность и объема подземной залежи; и добычу углеводородов при использовании по меньшей мере одного из определенных типа, качества, объемного отношения и объема подземной залежи. Этот аспект также описан в заявке № 61/616813 на патент США, которая полностью включена в эту заявку.

[0038] Углеводородное соединение содержит атомы углерода и водорода и присутствует в виде природного стабильного изотопа углерода (¹²С, ¹³С) или водорода (¹Н или ²Н, часто называемого дейтерием или D). ¹²С образует 98,93% углерода на земле, тогда как ¹³С образует оставшиеся 1,07%. Аналогичным образом, распространенность на земле изотопа ¹Н составляет 99,985%, тогда как распространенность ²Н составляет 0,015%. Изотопологи представляют собой соединения с одинаковой химиче