使用量子电子扫描器测量源岩势
阅读说明：本技术 使用量子电子扫描器测量源岩势 (Measuring source rock potential using quantum electronic scanner ) 是由 塞巴斯蒂安·丘陶克 于 2018-12-18 设计创作，主要内容包括：本公开描述了用于确定碳氢化合物储层的地下区域中的源岩势的方法及系统。一种方法,包括：从在第一地下位置处被附接到井身的原位电子自旋共振(ESR)扫描器接收ESR图像,其中,井身延伸到所述碳氢化合物储层的所述地下区域中；基于所述ESR图像确定所述第一地下位置中的源岩的自旋浓度水平；以及基于已确定的所述自旋浓度水平确定在所述第一地下位置处的源岩势。(The present disclosure describes methods and systems for determining a source rock potential in a subsurface region of a hydrocarbon reservoir. A method, comprising: receiving an Electron Spin Resonance (ESR) image from an ESR scanner attached to a well bore at a first subsurface location, wherein the well bore extends into the subsurface region of the hydrocarbon reservoir; determining a spin concentration level of a source rock in the first subterranean location based on the ESR image; and determining a source rock potential at the first subsurface location based on the determined spin concentration levels.)
优先权要求
本申请要求于2017年12月22日递交的美国专利申请No.15/852,324的优先权，其全部内容由此通过引用并入。
技术领域
本公开涉及使用量子电子扫描器来测量源岩势。
背景技术
在碳氢化合物生产工业中，源岩是指能够生成或已生成可移动量的碳氢化合物的岩石。源岩的势是指源岩可以产生的碳氢化合物的数量。如果一个区域具有含有用于生成和排出碳氢化合物的足够数量的有机物的源岩，则该区域可被识别为储层。在储层勘探和生产过程之前和期间对源岩势进行测量可以帮助确定储层的生产率、规划钻探和开采作业、以及维持储层的生命周期。
发明内容
本公开描述了用于使用量子电子扫描器来测量源岩势的方法及系统。一种方法，包括：从在第一地下位置处被附接到井身的原位电子自旋共振(ESR)扫描器接收ESR图像，其中，井身延伸到所述碳氢化合物储层的所述地下区域中；基于所述ESR图像确定所述第一地下位置中的源岩的自旋浓度水平；以及基于已确定的所述自旋浓度水平确定在所述第一地下位置处的源岩势(source rock potential)。
本公开的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和说明书中阐述。通过说明书、附图和权利要求书，所述主题的其他特征、方面和优点将变得明显。
附图说明
图1是示出根据实施方式的示例井系统的示意图。
图2是根据实施方式的被用于测量源岩势的示例原位电子自旋共振(ESR)扫描器的框图。
图3是示出根据实施方式的原位ESR扫描器的示例安装场景的示意图。
图4是示出根据实施方式的示例ESR测量结果的附图。
图5是示出根据实施方式的针对自旋浓度水平的示例ESR测量结果的附图。
图6示出根据实施方式的示例ESR图像。
图7A示出根据实施方式的采用透射配置的示例ESR测量。
图7B示出根据实施方式的采用反射配置的示例ESR测量。
图8是示出根据实施方式的用于提供与所描述的算法、方法、功能、处理、流程相关联的计算功能和如本公开中所描述的过程的示例计算机系统的框图。
各附图中相似的附图标记和标志指示相似的要素。
具体实施方式
本公开总体上描述了使用量子电子扫描器来测量源岩势的方法及系统。在一些实施方式中，可以使用被称为电子自旋共振(ESR)的光谱技术来测量源岩势。在一些情况下，ESR也被称为电子顺磁共振(EPR)。ESR是基于顺磁物质在有磁场时对微波照射的共振吸收的过程的。
原子中的电子具有固有的角动量。该角动量可以具有量化值并且可以被分配特定的量子数。顺磁原子具有一个或多个不成对的电子自旋，并且角动量J＝L+S不等于零，其中L是轨道角动量且S是自旋角动量。当顺磁样品被置于磁场中时，一个或多个不成对的电子将自己分布在低能态和高能态之间。
EPR光谱中所测量的能量差主要是由于样本中不成对的电子与由磁体产生的磁场的相互作用而产生的。该效应被称为塞曼效应。假设自旋量子数
E＝msgeuBB0 (1)
因此较低和较高状态之间的间隔是geuBB0。因此，能级的间隔与磁场的强度成比例。
塞曼效应消除了能级的简并。然而，其他相互作用(例如，不成对的电子所遇到的环境和磁场)可以改变能级。仅具有氢(H)、氧(O)、碳(C)和氮(N)原子的有机自由基将具有来自自旋轨道耦合的很小的贡献，产生的g因子非常接近于ge。另一方面，更大的元素(例如，金属)的g因子可能与ge显著不同。因此，可以将g因子的值作为分子的指纹，并且可以将EPR用于识别源岩中的成分。
自由基有助于促进干酪根中的键裂解以产生沥青，最终产生石油和天然气。干酪根(kerogen)中发现了许多类型，例如：硫(S)、钒(V)、镍(Ni)、铁(Fe)、钴(Co)和锰(Mn)。V和Ni例如在卟啉有机分子之中络合。卟啉有机分子的相对丰度可以被用于确定组成源岩的干酪根是在缺氧条件下还是在更强的氧化(more oxidizing)条件下形成的。不断增加的干酪根中的硫的丰度的量指示存在不断增加的低活化能的可能性，因此指示源岩已经历了在低埋藏温度下的后生作用的不断增加的可能性。源岩中的铁自由基可能与黄铁矿相关联。与干酪根强相关的微球团和自形结晶可以指示，黄铁矿可能是成熟过程期间的催化反应的基质。而且，其他岩性中的Fe的变化也可能是改变氧化还原条件的信号。
因此，人们可以根据成熟度来推断某些自由基的丰度。在一些情况下，可以确定具有若干成熟度范围的若干岩源的样本自由基自旋浓度。自由基自旋浓度可以从较低的水平(指示不成熟)向上增加到最高浓度(指示末期石油窗口)，然后下降(指示到达了天然气成熟的深变作用阶段)。自由基浓度开始下降的点可以指示干酪根的生成潜能减少并且形成碳氢化合物的能力下降。
EPR提供了一种非破坏性的方法，基于通过热解引起的自然转化和人工转化来分析源岩，以评估成熟度。而且，EPR也可以被用于使用所讨论的自由基来评估沉积环境。关于沉积环境，在缺氧条件下沉积的干酪根中，V自由基在丰度上比Ni更大。在更强氧化条件下沉积的干酪根中，V自由基在丰度上比Ni更小。随着缺氧条件下V的增加，干酪根中的S也将增加。另外，碳酸盐源岩中——特别是在缺氧条件下沉积的球石中的Mn通常与生物源的测试相关联。Mn浓度的减少或不存在可以指示更强氧化条件在碳酸盐沉积期间占优势。
另外，具有成熟度的同位素分离将导致碳13(13C)的富集超过碳12(12C)的富集。因此，还可以通过比较13C与12C的浓度水平来确定干酪根的成熟度。碳酸盐还根据来自地表水的已沉淀的同位素的特征来改变13C的浓度水平。对于由代表在与海洋表面的水的同位素平衡下沉淀其壳的生物的残留物的异化粒组成的碳酸盐岩，13C特征可以被用于监测地表水的有机产能或全球碳埋藏的增加。另外，13C的显著减少可以指示白云石化和其他成岩过程。这可以被用于被应用于碳酸盐储层的化学地层学研究中。
在一些情况下，代替从井中提取样本并在实验室中分析样本，可以将ESR设备小型化并且放置在井眼中以进行原位测量。原位ESR设备可以附接到井身的外部，井身向下延伸到储层的地下区域。原位ESR设备也可以称为原位ESR扫描器或原位ESR扫描设备。原位ESR设备可以包括一个或多个低占位面积的微波发射器和接收器，它们使用诸如硅锗(SiGe)、互补金属-氧化物-半导体(CMOS)、磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)之类的半导体成分构造。通过使用这些半导体成分，原位ESR设备可以承受井眼的高温作业环境。图1-图8和相关联的描述提供这些实施方式的附加细节。
使用原位ESR设备在井眼中执行测量可以提供一个或多个优点。例如，可以实时处理测量结果，以向现场的作业人员提供对源岩势的评估，从而减少周转时间并提高效率。另外，原位ESR设备可能更易于运输和安装，因此减少了由于运输和在现场维护笨重的ESR设备而产生的作业费用。而且，在一些情况下，井眼可以在地下区域中延伸很长的距离。在这些或其他情况下，可以将多个原位ESR设备放置在井眼的不同位置。通过接收和分析这些不同的原位ESR设备的图像，可以确定相应的每个位置的源岩势。其他优点对于本领域普通技术人员将是明显的。
图1是示出根据实施方式的示例井系统100的示意图。如将在之后进行描述的，示例井系统100可以使用原位ESR扫描器来生成针对在地下位置处的井身周围的岩样的ESR图像。
示例井系统100包括在地层表面110下方延伸的井身114。井身114包括井身部116，井身部116延伸到储层的地下区域中的源岩区域120中。在一些情况下，如图1所示，井身部116可以水平定位。例如，井身部116可以平行于地层表面110的水平线定位。在一些情况下，井身部116可以延伸几千米。
井系统100还包括被附接到井身114的原位ESR扫描器132和134。原位ESR扫描器132和134可以生成磁场、照射微波或其他电磁(EM)波、以及生成ESR图像。原位ESR扫描器132和134可以将ESR图像发送到主设备136以进行分析。在一些实施方式中，可以将一个原位ESR扫描器附接到每个井身。备选地或组合地，可以在每个井身附接多于一个原位ESR扫描器。例如，如图1所示，原位ESR扫描器132和134附接到井身部116的不同位置(分别为位置122和124)。因此，原位ESR扫描器132和134中的每一个都可以发送针对在各自的位置处的岩石的ESR图像。在一些情况下，原位ESR扫描器132和134可以发送各个原位ESR扫描器的标识和由各个原位ESR扫描器生成的ESR图像。该方法可以帮助主设备136识别在不同地下位置处生成的ESR图像，并且确定在每个地下位置处的源岩势。图2-图8和相关联的描述提供原位ESR扫描器的操作的附加细节。
井系统100还包括主设备136。主设备136表示计算设备，该计算设备被配置为从原位ESR扫描器132和134接收ESR图像，并且分析ESR图像以确定分别在地下位置122和124处的源岩势。
在一些情况下，主设备136和原位ESR扫描器132和134可以使用有线通信技术进行通信。例如，如图1所示，主设备136和原位ESR扫描器132和134可以通过电缆118连接。原位ESR扫描器132和134可以使用电缆118将ESR图像发送到主设备136。原位ESR扫描器132和134也可以使用电缆118从主设备136接收命令。
在操作时，原位ESR扫描器132和134生成磁场，将微波照射到在位置122和124处的岩石上、从在位置122和124处的岩石采集的岩样上，并且生成ESR图像。原位ESR扫描器132和134将ESR图像发送到主设备136。主设备136分析ESR图像并确定在位置122和124处的源岩势。图2-图8和相关联的描述提供这些实施方式的附加细节。
图2是根据实施方式的用于测量源岩势的示例原位ESR扫描器200的框图。从高层面来看，原位ESR扫描器200包括接口204、处理器205、存储器207、系统总线203、电源214、发射器222、接收器224、刮削器(scratcher)226和磁体232。原位ESR设备可以适当地包括如图2所示的附加的、不同的或更少的组件。
在一些情况下，示例原位ESR扫描器200或示例原位ESR扫描器200的组件可以被封装在保护盒或保护垫中。可以使用防止扫描器200或扫描器200的组件承受在地下环境中引起的损坏的金属、塑料或任何其他材料来构造保护盒或保护垫。保护盒或保护垫还可以提供与井身周围的岩层的良好的接触，并减少水和空气的损失。在一些情况下，可以将一些组件(例如，发射器222、接收器224、刮削器226或其任意组合)放置在扫描器200的外部。图3和相关联的描述提供这些实施方式的附加细节。
发射器222生成EM波以照射到岩样上。在一些实施方式中，可以使用场效应晶体管来构造发射器222。图7A和图7B以及相关联的描述提供这些实施方式的附加细节。接收器224基于被反射或穿透岩样的EM波来生成图像。在一些实施方式中，可以使用CMOS来构造接收器224。图7A和图7B以及相关联的描述提供这些实施方式的附加细节。
发射器222生成EM波以照射到岩样上。接收器224基于被反射或穿透岩样的EM波来生成图像。发射器222和接收器224可以被放置在EM波穿透岩样的透射配置中、或者被放置在EM波从岩样反射的反射配置中。图7A和图7B以及相关联的描述提供这些实施方式的附加细节。
发射器222和接收器224可以使用诸如射频互补金属-氧化物-半导体(RFCMOS)、硅锗(SiGe)、磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)之类的半导体成分来构造。与常规半导体相比，这些晶体管可以在更高的温度下操作，因此适合于原位操作。在一些实施方式中，可以通过改变这些组件的带隙结构来修改GaAs或SiGe组件的击穿电压，其可以减少电流泄漏并且使这些组件更适合在高温环境中操作。
在一些情况下，发射器222可以生成微波以照射在岩样上。微波可以被用于降低ESR测量所需的磁场的强度。例如，微波可以处于在约7.0至11.2千兆赫兹(GHz)的频率处的X波段。微波也可以处于在大约1GHz至2GHz的频率处的L频段或其他波段中。在一些情况下，如果使用X波段微波，则约3000高斯的磁场可以被用于生成ESR图像；如果使用L波段微波，则约300高斯的磁场可以被用于生成ESR图像。使用L波段的微波还可以提供在H2O中衰减较小的信号，该信号可能存在于井场处或井身内部。
刮削器226可以被配置为对岩样的表面进行刮削。通过从岩样刮削掉泥浆或其他井眼流体，可以减少测量信号中的污染。在一些情况下，刮削器226还可包括可以被用于从井眼周围的岩层中获取岩样的组件。例如，刮削器226可以包括在扫描器200的外部延伸以到达岩石的臂。刮削器226还可在臂的前端包括爪部，该爪部可以刮削岩石表面以使其松动。在一些情况下，刮削器226可以包括采集松动的岩样的采集器，并且发射器222可以将EM波指向已采集的岩样。在一些实施方式中，代替获取岩样以进行测量，发射器222可以将EM波指向井眼周围的岩石表面，并且接收器224可以基于从岩石表面反射的EM波来生成图像。
扫描器200包括磁体232。尽管在图2中被示为单个磁体232，但是可以根据扫描器200的特定需要、期望或特定实施方式而使用两个或更多个磁体232。磁体232可以产生足够强的用于ESR测量的磁场。磁体232可以使用磁化材料构造。备选地或附加地，可以使用电磁体来构造磁体232。
扫描器200的组件中的每一个都可以使用系统总线203进行通信。在一些实施方式中，扫描器200的任意或所有组件、硬件或软件(或硬件和软件的组合)可以使用标准或专属协议通过系统总线203或接口204(或两者的组合)彼此进行接***互。
扫描器200包括接口204。尽管在图2中被示为单个接口204，但是可以根据扫描器200的特定需要、期望或特定实施方式而使用两个或更多个接口204。接口204被扫描器200用于与被连接到扫描器200的其他系统进行通信。例如，接口204可以被用于与在储层的表面上操作的主设备进行通信。扫描器200可以使用接口204将由接收器224生成的图像发送到主设备。扫描器200还可以使用接口204从主设备接收命令。
通常，接口204包括以软件或硬件(或软件和硬件的组合)编码的逻辑。更具体地，接口204可以包括支持与通信相关联的一个或多个通信协议的软件，使得扫描器200可操作地在所示出的扫描器200内部和外部传送物理信号。接口204可以被配置为支持将扫描器200与主设备连接的有线或无线通信协议。例如，可以使用同轴电缆、光缆、双绞线或其他有线通信技术将扫描器200连接到主设备。备选地，可以使用EM波或其他无线通信技术将扫描器200连接到主设备。
扫描器200包括处理器205。尽管在图2中被示为单个处理器205，但是可以根据扫描器200的特定需要、期望或特定实施方式而使用两个或更多个处理器。通常，处理器205执行指令并操纵数据，以执行扫描器200的操作以及如本公开中所描述的任何算法、方法、功能、处理、流程和过程。例如，处理器205可以被配置为控制发射器222以生成EM波并且照射到岩样或井眼周围的岩石表面上。处理器205还可以被配置为形成包括来自接收器224的已生成的图像的信号，并且指示接口204将已生成的图像发送到主设备。处理器205还可以被配置为控制刮削器226的操作。
扫描器200还包括保存扫描器200的数据的存储器207。例如，存储器207可以是存储与本公开一致的数据的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光、磁等。在一些实施方式中，根据扫描器200的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能，存储器207可以是两个或更多个不同类型的存储器的组合(例如，RAM和磁储存器的组合)。尽管在图2中被示为单个存储器207，但是根据扫描器200的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能，可以使用(相同的或组合的类型的)两个或更多个存储器207。
扫描器200还可以包括电源214。电源214可以包括可以被配置为用户或非用户可更换的可再充电或不可再充电电池。在一些实施方式中，电源214可以包括电力转换或管理电路(包括再充电、备用或其他电力管理功能)。
图3是示出根据实施方式的原位ESR扫描器的示例安装场景的示意图300。附图300包括位于储层地下区域中的井身310。井身310被岩石包围。原位ESR扫描器306被附接到井身310。在一些情况下，如图3所示，原位ESR扫描器306被放置在井身310的外部。备选地，ESR扫描器306可以被放置在井身310的内部。ESR扫描器306被连接到发射器302a、302b和302c以及接收器304a、304b和304c。发射器302a-c和接收器304a-c被附接到井身310的外部。在一个实施方式中，原位ESR扫描器306以及发射器和接收器中的每一个可以被放置在被附接到井身310的外部的垫片中。可以使用不导电的电介质材料(例如，塑料环保委员会(PEC)塑料、碳纤维或高密度聚乙烯材料)来构造该垫片。每个发射器对应于相应的接收器。例如，发射器302a对应于接收器304a。在一些情况下，一组发射器和接收器被放置在井身310的一个位置处。备选地，如图3所示，可以将多个组放置在井身310的一个位置处，同时将每个组放置在井身310的不同侧。
在操作时，发射器302a-c可以生成EM波并且照射到井身310周围的岩石表面上。接收器304a-c可以接收反射波并且基于反射波生成图像。在一些情况下，刮削器可以从岩石表面刮削岩样，并且发射器302a-c可以将微波指向岩样。ESR扫描器306可以将已生成的图像发送到表面上的主设备。
图4是示出根据实施方式的示例ESR测量结果的附图400。如图所示，自旋浓度水平具有关于镜质体反射率的抛物线相关性。附图400包括曲线410和曲线420，曲线410示出了相对于镜质体反射率的已测量的自由基的自旋浓度水平，曲线420示出了相对于镜质体反射率(vitrine reflectance)的已测量的Fe的自旋浓度水平。对于更成熟的样本，自旋浓度水平对于自由基而言会增加而对于铁而言会降低。因此，源岩样本的自旋浓度水平可以被用于估计源岩样本的成熟度。
图5是示出根据实施方式的针对自旋浓度水平的示例ESR测量结果的附图500。如图所示，当在不同的磁场强度下进行测量时，具有不同成熟度的样本可以呈现不同的自旋浓度水平(以强度测量结果进行表示)。附图500包括曲线510、520和530，分别表示使用API25、API 39和API 46的石油样本的测量结果。如附图500所示，API 25在自旋浓度水平上具有比API 39和API 46高得多的峰。自旋浓度与存在于沥青质中的稳定自由基成比例。轻质原油可能具有很低的自旋浓度，并且呈现很低的ESR信号。氧钒根与钒卟啉成比例，这是镁(Mg)卟啉在成熟过程期间降解的结果。因此，氧钒根是盆地中的还原-氧化反应(REDOX)条件的指标。
图6是根据实施方式的针对6mm直径的样本的示例ESR图像600。图像600是采用透射配置测量获得的。使用反射配置可以获得相似的图像。如之前所讨论的，基于从样本扫描的接收信号的多个强度值来渲染图像600。每个强度值表示在特定位置处接收到的EM波的强度水平。刻度条610表示强度水平的刻度，其范围从-0.7到3.2千倍的任意单位(Kau)。图像600中的强度水平指示样本的自旋浓度分布。通过将图像与包括针对不同成熟度样本的不同自旋浓度水平的数据库相关联，可以确定所测量的样本的成熟度。
图7A和图7B示出根据相应的实施方式的示例ESR测量配置。图7A示出根据实施方式的采用透射配置的示例照射操作。图7A包括可以被用于前述原位操作的发射器710和接收器720。
发射器710包括发射电路702和控制器704。发射电路702包括被配置为生成朝向样本730的EM波的一个或多个晶体管。EM波可以是例如X波段或L波段中的微波。在一些实施方式中，一个或多个晶体管可以形成射频(RF)组件，例如滤波器、混频器、振荡器、开关或其他组件。发射器710还包括控制器704。控制器704可以被配置为控制由发射电路702发射的EM波的角度。例如，如图所示，代替将EM波指向水平方向，发射器710将EM波指向偏离水平方向的角度θ。角度θ可以由控制器704调节。在一些实施方式中，控制器704可以包括一个或多个移相器。在一些实施方式中，控制器704可以被实现为电力发射电路702的一部分。
接收器720包括电子电路，该电子电路被配置为接收从样本730反射或穿透样本730的EM波。在所示出的示例中，接收器720包括印刷电路板(PCB)722。PCB 722包括传感器阵列，该传感器阵列包括多个传感器724。每个传感器724表示检测已接收到的EM波的强度的电子电路单元。如图7A所示，传感器424可以以2D形式组织。在一个示例中，2D形式可以包括64行×64列。在这个示例中，接收器720可以基于由每个传感器724所检测到的EM波来生成64×64的接收强度值。如前所述，这些强度值形成ESR图像，其中每个强度值表示ESR图像上的一个像素。接收器720可以将ESR图像发送到主设备以进行分析。在一些情况下，接收器720可以包括自带存储器，其存储ESR图像并且批量发送多个ESR图像。
在操作时，发射器710生成EM波，该EM波照射到样本730上。接收器720上的传感器724感测穿透样本730的EM波，并相应地生成ESR图像。
图7B示出根据实施方式的采用反射配置的示例照射操作。代替将样本730放置在发射器710和接收器720之间，将样本730放置在发射器710和接收器720的同一侧。在这种情况下，由发射器710生成的EM波从样本730反射，并且接收器720可以基于反射的EM波生成ESR图像。
图8是示出根据实施方式的用于提供与所描述的算法、方法、功能、处理、流程相关联的计算功能和如本公开中所描述的过程的示例计算机系统800的框图。计算机系统800或多于一个计算机系统800可以被用于实现主设备，如之前所述，该主设备从原位ESR扫描器接收ESR图像并且确定源岩势。计算机系统800或多于一个计算机系统800也可以被用于向原位ESR扫描器发送命令以控制原位ESR扫描器的操作。
所示出的计算机802旨在包括任意计算设备(例如，服务器、台式计算机、膝上型/笔记本计算机、无线数据端口、智能电话、个人数据助理(PDA)、平板计算设备)、这些设备内的一个或多个处理器、或任何其他合适的处理设备(包括计算设备的物理实例或虚拟实例(或两者))。另外，计算机802可以包括以下的计算机：该计算机包括可以接受用户信息的输入设备(例如，键区、键盘、触摸屏或其他设备)和传递与计算机802的操作相关联的信息(包括数字数据、视觉或音频信息(或信息的组合)或图形用户界面(GUI))的输出设备。
计算机802可以用作用于执行本公开中描述的主题的计算机系统的客户端、网络组件、服务器、数据库或其他持久性设备或任何其他组件的角色(或角色的组合)。所示出的计算机802可通信地与网络830耦接。在一些实施方式中，计算机802的一个或多个组件可以被配置为：在包括基于云计算的环境、本地环境、全局环境、或其他环境的环境(或环境的组合)之内操作。
从高层面来看，计算机802是可操作用于接收、发送、处理、存储或管理与所描述的主题相关联的数据和信息的电子计算设备。根据一些实施方式，计算机802还可以包括应用服务器、电子邮件服务器、web服务器、缓存服务器、流传输数据服务器、或其他服务器(或服务器的组合)，或可通信地与其耦接。
计算机802可以通过网络830从(例如，在另一个计算机802上执行的)客户端应用接收请求，并通过使用适当的软件应用处理所接收的请求来响应所接收的请求。另外，还可以从内部用户(例如，从命令控制台或通过其他适当的访问方法)、外部或第三方、其他自动化应用以及任何其他适当的实体、个人、系统或计算机向计算机802发送请求。
计算机802的组件中的每个组件可以使用系统总线803通信。在一些实施方式中，计算机802的任意或所有组件，硬件或软件(或硬件和软件的组合)可以使用应用编程接口(API)812或服务层813(或API 812和服务层813的组合)通过系统总线803或接口804(或两者的组合)彼此进行接***互。API 812可以包括用于例程、数据结构和对象类的规范。API812可以是与计算机语言无关的或有关的，并且可以指完整的接口、单个功能、甚或是一组API。服务层813向计算机802或可通信地耦接到计算机802的(无论是否被示出的)其他组件提供软件服务。计算机802的功能对于使用该服务层的所有服务消费者可以是可访问的。软件服务(例如，由服务层813提供的软件服务)通过定义的接口提供可重用的、已定义的功能。例如，接口可以是提供可扩展标记语言(XML)格式或其他合适格式的数据的以JAVA、C++或其他合适的语言所编写的软件。尽管被示为计算机802的集成组件，但是备选实施方式可以将API 812或服务层813示为相对于计算机802的其他组件或可通信地耦接到计算机802的其他组件(无论是否被示出)的独立组件。此外，API 812和服务层813的任意或所有部分可以被实现为另一软件模块、企业应用或硬件模块的子模块或分模块而不脱离本公开的范围。
计算机802包括接口804。尽管在图8中被示为单个接口804，但是可以根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式而使用两个或更多个接口804。接口804被计算机802用于与被连接到分布式环境中的(无论是否被示出的)网络830的其他系统通信。通常，接口804包括被编码在软件或硬件(或软件和硬件的组合)中且可操作地与网络830通信的逻辑。更具体地，接口804可以包括支持与通信相关联的一个或多个通信协议的软件，使得网络830或接口的硬件可操作地在所示出的计算机802内部和外部传送物理信号。例如，接口804可以被用于从原位ESR扫描器接收ESR图像、将操作命令发送到原位ESR扫描器、或其组合。
计算机802包括处理器805。尽管在图8中被示为单个处理器805，但是可以根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式而使用两个或更多个处理器。通常，处理器805执行指令并操纵数据以执行计算机802的操作和如本公开中所描述的任何算法、方法、功能、处理、流程和过程。
计算机802还包括：数据库806，其可以为计算机802或可以被连接到网络830的(无论是否被示出的)其他组件(或两者的组合)保存数据。例如，数据库806可以存储具有已知的成熟度的已知样本的自旋浓度水平，其可以被用于比较从原位ESR扫描器接收的ESR图像。例如，数据库806可以是存储与本公开一致的数据的内部存储器(in-memory)、传统的或其他类型的数据库。在一些实施方式中，根据计算机802的特定需要、期望或特定实现和所描述的功能，数据库806可以是两个或更多个不同数据库类型的组合(例如，混合的内部存储器和传统数据库)。尽管在图8中被示为单个数据库806，但是根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能，可以使用(相同的或组合的类型的)两个或更多个数据库。虽然数据库806被示为计算机802的集成组件，但是在备选实施方式中，数据库806可以在计算机802的外部。
计算机802还包括：存储器807，其为计算机802和可以被连接到网络830(无论是否被示出)的其他组件(或两者的组合)保存数据。例如，存储器807可以是存储与本公开一致的数据的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光、磁等。在一些实施方式中，根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能，存储器807可以是两个或更多个不同类型的存储器的组合(例如，RAM和磁储存器的组合)。尽管在图8中被示为单个存储器807，但是根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能，可以使用(相同的或组合的类型的)两个或更多个存储器807。虽然存储器807被示出为计算机802的集成组件，但是在备选实施方式中，存储器807可以在计算机802的外部。
应用808是提供根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式的功能(尤其是关于本公开中所描述的功能)的算法软件引擎。例如，应用808可以用作一个或多个组件、模块或应用。此外，尽管被示为单个应用808，但是应用808可以被实现为计算机802上的多个应用808。另外，虽然被示出为与计算机802集成，但是在备选实施方式中，应用808能够在计算机802的外部。
计算机802还可以包括电源814。电源814可以包括可以被配置为用户或非用户可更换的可再充电或不可再充电电池。在一些实施方式中，电源814可以包括电力转换或管理电路(包括再充电、备用或其他电力管理功能)。在一些实施方式中，电源814可以包括电源插头，以允许计算机802***墙上插座或其他电源以例如为计算机802供电或为可再充电电池充电。
可以存在与包含计算机802的计算机系统相关联或在其外部的任意数量的计算机802，每个计算机802通过网络830进行通信。此外，术语“客户端”、“用户”和其他适当的术语可以适当地互换使用而不脱离本公开的范围。而且，本公开考虑许多用户可以使用一个计算机802，或者一个用户可以使用多个计算机802。
所描述的主题的实施方式可以单独或组合地包括一个或多个特征。
例如，在第一种实施方式中，一种用于确定碳氢化合物储层((油气储层)hydrocarbon reservoir)的地下区域中的源岩势的方法，包括：从在第一地下位置处被附接到井身的原位电子自旋共振ESR扫描器接收ESR图像，其中，井身延伸到所述碳氢化合物储层的所述地下区域中；基于所述ESR图像确定所述第一地下位置中的源岩的自旋浓度水平；以及基于已确定的所述自旋浓度水平确定在所述第一地下位置处的源岩势。
前述和其他所述实施方式均可以可选地包括以下特征中的一个或多个：
可与以下特征中的任意特征组合的第一特征，其中，所述原位ESR扫描器包括发射器，所述发射器在所述第一地下位置处被附接到井身。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第二特征，其中，所述发射器包括使用射频互补金属-氧化物-半导体(RFCMOS)、硅锗(SiGe)、磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)构造的晶体管。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第三特征，其中，所述原位ESR扫描器包括接收器，所述接收器在所述第一地下位置处被附接到井身。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第四特征，其中，所述接收器包括使用射频互补金属-氧化物-半导体(RFCMOS)、硅锗(SiGe)、磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)构造的传感器。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第五特征，其中，通过在所述第一地下位置处照射微波来生成所述ESR图像。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第六特征，其中，所述微波具有L波段中的频率。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第七特征，还包括：从第二原位ESR扫描器接收第二ESR图像，所述第二原位ESR扫描器在第二地下位置处被附接到井身；以及基于所述第二ESR图像确定在所述第二地下位置处的源岩势。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第八特征，其中，所述第一地下位置和所述第二地下位置都位于井身的水平部分上。
可与之前的特征中的任意特征组合的第九特征，还包括：接收发送所述ESR图像的所述原位ESR扫描器的标识。
在第二种实施方式中,一种原位电子自旋共振(ESR)扫描器，包括：发射器，被配置为在碳氢化合物储层的第一地下位置中向源岩样本照射微波；接收器，被配置为基于从所述源岩样本反射或穿透所述源岩样本的微波生成ESR图像；磁体，被配置为生成用于所述源岩样本的ESR测量的磁场；以及通信接口，被配置为将所述ESR图像发送到储层的表面。
前述和其他所述实施方式均可以可选地包括以下特征中的一个或多个：
可与以下特征中的任意特征组合的第一特征，其中，所述发射器包括使用射频互补金属-氧化物-半导体(RFCMOS)、硅锗(SiGe)、磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)构造的晶体管。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第二特征，其中，所述接收器包括使用射频互补金属-氧化物-半导体(RFCMOS)、硅锗(SiGe)、磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)构造的晶体管。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第三特征，其中，所述微波具有L波段中的频率。
可与前述特征中的任意特征组合的第四特征，其中，所述通信接口还被配置为发送所述原位ESR扫描器的标识。
在第三种实施方式中，一种用于扫描碳氢化合物储层的地下区域中的源岩样本的方法，包括：通过原位电子自旋共振ESR扫描器针对在第一地下位置处的所述源岩样本生成磁场；通过所述ESR扫描器向在第一地下位置处的所述源岩样本照射微波；基于从所述源岩样本反射或穿透所述源岩样本的微波生成ESR图像；以及将所述ESR图像发送到储层的表面。
前述和其他所述实施方式均可以可选地包括以下特征中的一个或多个：
可与以下特征中的任意特征组合的第一特征，其中，所述原位ESR扫描器包括发射器，所述发射器在所述第一地下位置处被附接到井身。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第二特征，其中，所述发射器包括使用射频互补金属-氧化物-半导体(RFCMOS)、硅锗(SiGe)、磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)构造的晶体管。
可与之前和以下特征中的任意特征组合的第三特征，其中，所述原位ESR扫描器包括接收器，所述接收器在所述第一地下位置处被附接到井身。
可与之前的特征中的任意特征组合的第四特征，其中，所述接收器包括使用射频互补金属-氧化物-半导体(RFCMOS)、硅锗(SiGe)、磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)构造的传感器。
在本说明书中描述的主题和功能操作的实施方式可以在数字电子电路中、在有形地被实现的计算机软件或固件中、在计算机硬件中实现，包括在本说明书中公开的结构及其结构等同物、或它们中的一个或多个的组合中实现。在本说明书中描述的主题的实施方式可以实现为一个或多个计算机程序，即，在有形的非暂时性计算机存储介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，以用于被数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。备选地或附加地，程序指令可以编码在人工产生的传播信号(例如，机器产生的电、光或电磁信号)上，所述信号被产生以对信息进行编码，以传输给合适的接收机设备，以供数据处理设备执行。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储器设备、或它们中的一个或多个的组合。
术语“数据处理装置”、“计算机”或“电子计算机设备”(或本领域普通技术人员所理解的等效物)是指数据处理硬件，并且包括用于处理数据的各种装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机。所述设备还可以是或还包括专用逻辑电路，例如，中央处理单元(CPU)、FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。在一些实施方式中，数据处理设备或专用逻辑电路可以是基于硬件或基于软件的。所述设备可以可选地包括为计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或者它们中的一个或多个的组合的代码。本公开考虑带有或不带有传统操作系统(例如，LINUX、UNIX、WINDOWS、MAC OS、ANDROID或IOS)的数据处理设备的使用。
可以以任何形式的编程语言来写计算机程序(计算机程序也可以称作或被描述为程序、软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码)，所述编程语言包括：编译或解释语言、或者声明或过程语言，并且计算机程序可以以任何形式来部署，包括作为单独的程序或者作为适合于在计算环境中使用的模块、组件、子例程、或其他单元。计算机程序可以但无需与文件系统中的文件相对应。程序可以被存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、被存储在专用于所讨论的程序的单个文件中、或者被存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上或者在位于一个站点或分布在多个站点并且通过通信网络互联的多个计算机上执行。尽管各图中所示出的程序的部分被示为通过各种对象、方法或其他过程实现各个特征和功能的各个模块，但是所述程序可以替代地包括多个次级模块、第三方服务、组件或库。相反，各组件的特征和功能在适当时可以被组合成单个组件。
本说明书中描述的过程和逻辑流可以由一个或多个可编程计算机来执行，所述一个或多个可编程计算机执行一个或多个计算机程序以通过操作输入数据并且产生输出来执行功能。过程和逻辑流也可以由专用逻辑电路(例如，CPU、FPGA或ASIC)来执行，并且设备也可以实现为专用逻辑电路(例如，CPU、FPGA或ASIC)。
适于计算机程序的执行的计算机可以基于通用或专用微处理器、二者或任何其他类型的CPU。通常，CPU将从只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或者这二者接收指令和数据。计算机的必不可少的元件是用于执行指令的CPU和用于存储指令和数据的一个或更多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或可操作地耦接以便从所述一个或更多个大容量存储设备接收或向其发送数据或即从其接收又向其发送数据。然而，计算机不需要具有这些设备。而且，计算机可以嵌入在另一设备中，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位系统(GPS)接收器或便携式存储设备(例如，通用串行总线(USB)闪存驱动器)，这仅是举几个例子。
适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质(适当的暂时性或非暂时性的)包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如半导体存储器设备、例如可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪存设备；磁盘(例如，内部硬盘或可移动盘)；磁光盘；以及CD ROM、DVD+/-R、DVD-RAM和DVD-ROM盘。存储器可以存储各种对象或数据，包括：高速缓存区、类、框架、应用、备份数据、作业、网页、网页模板、数据库表格、存储商业信息或动态信息的知识库、以及包括任意参数、变量、算法、指令、规则、约束、对其的引用在内的任何其他适当的信息。另外，存储器还可以包括任何其他适当的数据，例如，日志、策略、安全或访问数据或报告文件。处理器和存储器可以由专用逻辑电路来补充或者并入到专用逻辑电路中。
为了提供与用户的交互，本说明书中描述的主题的实施方式可以被实现在计算机上，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(例如，CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)、LED(发光二极管)或等离子监视器)和用户可以向计算机提供输入的键盘和指示设备(例如，鼠标、轨迹球或轨迹板)。还可以使用触摸屏(例如，具有压敏性的平板计算机表面或使用电容或电感测的多点触摸屏)向计算机提供输入。其他类型的设备也可以被用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任意形式的传感反馈，例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；以及可以以任意形式(包括声音、语音或触觉输入)来接收来自用户的输入。另外，计算机可以通过向用户使用的设备发送文档或者从该设备接收文档来与用户交互；例如，通过响应于从用户客户端设备上的web浏览器接收到的请求而向所述web浏览器发送网页。
术语“图形用户界面”或“GUI”可以以单数或复数形式使用，以描述一个或多个图形用户界面和特定图形用户界面的每一次显示。因此，GUI可以表示任意图形用户界面，包括但不限于web浏览器、触摸屏或处理信息并且高效地向用户呈现信息结果的命令行界面(CLI)。通常，GUI可以包括多个用户界面(UI)要素，其中一些或全部与web浏览器相关联，例如可由商业套件用户操作的交互式域、下拉列表和按钮。这些UI要素可以与web浏览器的功能有关或表示web浏览器的功能。
本说明书中描述的主题的实施方式可以被实施在计算系统中，该计算系统包括后端组件(例如，数据服务器)、或包括中间件组件(例如，应用服务器)、或包括前端组件(例如，具有用户通过其可以与本说明书中描述的主题的实施方式交互的图形用户界面或者web浏览器的客户端计算机)、或者一个或多个此类后端组件、中间件组件或前端组件的任意组合。可以通过任意形式或方式的有线或无线数字数据通信(例如，通信网络)来互连系统的组件。通信网络的示例包括局域网(LAN)、无线电接入网络(RAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、全球微波接入互操作性(WIMAX)、使用例如802.11a/b/g/n和802.20的无线局域网(WLAN)、互联网的全部或一部分。网络可以在网络地址之间传递例如网际协议(IP)分组、帧中继帧、异步传输模式(ATM)单元、语音、视频、数据或其他合适的信息。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般相互远离并且通常通过通信网络交互。客户端和服务器的关系通过在相应计算机上运行并且相互具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生。
在一些实施方式中，计算系统的任意或所有组件(硬件或软件)可以使用应用编程接口(API)或服务层彼此或与接口进行接口连接。API可以包括用于例程、数据结构和对象类的规范。API可以独立于或依赖于计算机语言，并且指的是完整的接口、单个功能或甚至是API集合。服务层向计算系统提供软件服务。计算系统的各种组件的功能可以是经由该服务层对于所有服务消费者可访问的。软件服务通过所定义的接口提供可重用的、所定义的业务功能。例如，接口可以是以JAVA、C++或以可扩展标记语言(XML)格式或其他合适格式提供数据的其他合适语言所编写的软件。API或服务层可以是与计算系统的其他组件相关的集成组件或独立组件。而且，在不脱离本公开的范围的情况下，服务层的任意或所有部分可以被实现为另一软件模块、企业应用或硬件模块的子模块或次级模块。
尽管本说明书包含许多特定实施细节，然而这些细节不应被解释为对任意公开内容的范围上或可以要求保护的内容的范围上的限制，而是作为可以专用于特定公共内容的特定实施方式的特征的描述。在分离的实施方式的上下文中在本说明书中描述的特定特征也可以在单个实施方式中组合实现。反之，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中分开地或以任何合适的子组合来实施。此外，尽管可能将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初要求如此保护，但是在一些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以指子组合或子组合的变化。
已经描述了本主题的特定实施方式。对于本领域技术人员显而易见的是，所描述的实施方式的其他实施方式、改变和置换在下文的权利要求的范围内。尽管在附图或权利要求中以特定顺序描述了操作，但这不应被理解为：为了获得期望的结果，要求按所示出的特定顺序或按相继的顺序来执行这些操作，或者要求执行所有所示出的操作(一些操作可以被认为是可选的)。在某些环境下，多任务和并行处理可能是有利的。
而且，在之前所描述的实施方式中的各系统模块和组件的分离或集成不应被理解为在所有实施方式中都要求这样的分离或集成，并且应该理解的是，所描述的程序组件和系统一般可以一起集成在单个软件产品中或封装为多个软件产品。
因此，示例实施方式的上述描述不限定或限制本公开。其他变化、替换和改变也是可能的，没有脱离本公开的精神和范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：防反射膜和具有防反射膜的叠层体膜