通过基团贡献平衡模型进行的地面气体校正制造技术

本发明专利技术公开了用来确定在井下操作期间来自地质地层的承载流体和固体的流体的总烃的方法和系统。井场处的气体抽取通过气体抽取器在设定压力、测得温度、测得密度和受控体积速率下发生。通过使用基团贡献平衡模型求解状态方程组从流入和流出井筒的流体样本确定各种目标组分的量。在沾染地层材料之前对液体的液相和固相的大致化学组合物的了解以及对来自地质地层的气相的检测和固相的描述，允许在地面处确定来自地质地层的总体可检测烃并且将其浓度表示为在井下操作时来自井筒的材料的摩尔或质量分数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】通过基团贡献平衡模型进行的地面气体校正 阳oou 优先权 本申请是美国临时专利申请号61/805,828的国际申请并且要求所述临时专 利申请的优先权，所述临时专利申请是在2013年3月27日提交的，题为"SURFACEGAS CORRECTIONBYGROUPCONTRI脚TIONE卵ILIBRIUMM孤化"，也署名MathewDennisRowe 为专利技术者，所述临时专利申请据此W引用的方式整体并入本文。
本公开大体来说设及钻井时的泥浆录井或气测录井，并且更具体地说，设及用于 实时表征地层流体的方法和系统。
技术介绍
在钻井操作期间，地层流体和气体可能被截留在钻井液中。可W在地面处将运些 气体抽取到机械揽动气体收集器中并且使用气相色谱仪、质谱仪或类似设备进行分析，从 而确定针对整个井深度被钻孔的每直线英尺地层的控简况。具体来说，通过气相色谱仪、质 谱仪或其它分析设备测量汽相各种目标组分的摩尔浓度，并且随后利用使用运种数据进行 的状态方程计算来将运种测量数据外推到控简况。 已推导出许多不同的状态方程来描述系统的热力学状态和化学状态。石油和天然 气行业传统上出于泥浆录井目的使用化ng-Robinson状态方程，取得了适度成功。然而，当 前的泥浆录井技术苦于不精确性，从而需要确定并应用校正因子。例如，已知的做法是最初 在泥浆录井测量时使钻井液在桶中循环，并且在钻井前使测量值与实验室测试相关来确定 校正因子。由于需要获得周期性的实验性实验室测试来获得准确结果，因此运些方法不是 实时进行的。【附图说明】 图1示出可W结合本公开的说明性实施方案来使用的钻机系统； 图2是根据本公开的说明性方法的用于表征地层流体的方法的流程图；W及 [000引图3是示出根据本公开的说明性方法的用来表征地层流体的方法300的流程图， 在所述方法中使用流出样本和流入样本。【具体实施方式】 本公开的说明性实施方案和相关方法在下文中描述为可能在用来实时确定地层 流体特性的系统或方法中使用。为了清晰，本说明书中并没有描述实际实现形式或方法的 所有特征。当然，应了解，在任何运种实际实施方案的开发中，应做出大量实现方式特定的 决策来实现开发人员的特定目标，如符合系统相关约束和业务相关约束，所述目标在不同 实现方式间将有所不同。此外，应了解，运种开发努力可能是复杂的且耗时的，但是仍将是 受益于本公开的本领域一般技术人员的常规任务。本公开的各种实施方案和相关方法的其 它方面和优点将因考虑w下描述和附图而变得显而易见。 如本文所述，本公开的说明性实施方案提供了用来在实时井下操作期间基于基团 贡献状态方程和/或相位平衡方程来校正地面流体数据的替代方法。因此，实时确定从地 质地层回收的多相井下流体（即，承载流体和固体）中总控的量。在一种说明性一般方法 中，井场处的气体抽取通过气体抽取器在设定压力、测得溫度、测得密度和受控体积速率下 发生。通过使用基团贡献平衡模型求解状态方程组，从经由气体抽取器进入（即，流入）和 离开（即，流出）井筒的钻井液样本确定各种目标种类/组分的量。在沾染地质地层材料之 前对液体的液相和固相的大致化学组合物的了解结合对来自地质地层的气相的检测和固 相的描述，允许确定从地层中抽取的总体可检测控。此外，如下文将更详细地描述，井筒的 流体流入物和流出物的组合物差异可用来确定由地质地层产生或从地质地层吸收的材料， 从而保持随后流体分析的完整性。 尽管W下描述着眼于钻井应用，但是本公开的说明性实施方案可在其中流体流进 或流出井筒的任何井下操作中使用。 图1示出可结合本公开的说明性实施方案来使用的钻机系统100。然而，回头参 考图1，展示配备有井架4的钻井平台2,井架4用于支撑升降机6,升降机6用于升高或降 低钻柱8。升降机6悬吊顶部驱动器11，顶部驱动器11适合于旋转钻杆8并且使钻杆8降 低穿过井口 13。钻头15连接到钻杆8的下端。当钻头15旋转时，其产生穿过各种地层19 的钻孔17。钻井液循环系统包括累21，其用来通过供应管道22将钻井液循环到顶部驱动 器11，向下通过钻杆8的内部，通过钻头15中的孔，经由围绕钻杆8的环回到地面，并且经 由回流管道23进入保持坑24。钻井液将钻屑从钻孔传输到坑24中并且帮助保持井筒16 的完整性。各种材料可用于钻井液，包括但不限于基于盐水的导电泥浆。 抽取器54经由导管56流动性地连接到钻井循环系统，W从经由回流管道23离开 钻孔17的钻井液中抽取流出气体样本。抽取器54还经由导管52流体性地连接到供应管 道22,从而从进入钻孔17的钻井液中抽取流入气体样本。如本领域所理解，抽取器54可W 是任何多种运类装置。尽管未展示，但是抽取器54还包括用于测量流出和流入气体样本的 溫度的溫度检测器W及用来测量流出和流入气体样本的压力的压力检测器。分析仪器60 经由线路58连接到抽取器54,该分析仪器测量流入/流出气体样本，从而确定钻井液中每 个目标组分的流出汽相摩尔贡献。分析仪器60可W是多种装置，例如像气相色谱仪、质谱 仪或其它气体分析器。计算机处理单元（"CPU")56(本文中也被称为信息处理系统）连接 到抽取器54和分析仪器60。CPU56包括处理器和存储器装置，所述存储器装置包含指令 集，所述指令集在由处理器执行时使处理器使用基团贡献平衡模型确定每个目标组分的部 分蒸汽压、液相摩尔贡献和汽相摩尔贡献，如下文将更详细地描述。 在替代实施方案中，独立的抽取器54可用于流出和流入气体样本。例如，第一抽 取器可流动性地连接到回流管道23W从离开钻孔17的钻井液流出物中抽取气体样本。第 一抽取器可具有专用溫度检测器（即，第一溫度检测器），其连接到第一抽取器W测量流出 气体样本的溫度。第一压力检测器也可连接到第一抽取器W便测量气体样本的流出压力。 第一分析仪器（即，第一分析器）可连接到第一抽取器W测量钻井液流出物中每个目标组 分的流出汽相摩尔贡献。同时，第二抽取器可连接到供应管道22,从而从进入钻孔17的钻 井液流入物中抽取流入气体样本。第二抽取器除了连接到它自己的分析仪器（即，第二分 析器）w确定汽相摩尔贡献之外，也可包括专用溫度检测器（即，第二溫度检测器）和专用 压力检测器（即，第二压力检测器），分别用来测量流入气体样本的流入溫度和压力。CPU 56可因此可操作地连接到两个抽取器和它们的相关联装置，从而使用基团贡献平衡模型确 定每个目标组分的部分蒸汽压、液相摩尔贡献和汽相摩尔贡献，如下文将更详细地描述。 应注意，CPU56包括至少一个处理器和一个非暂时性计算机可读存储体，两者都 经由系统总线加W互连。可由处理器执行W便实现本文所述说明性方法的软件指令可存储 在本地存储体中或某种其它计算机可读介质中。还应认识到，相同的软件指令也可经由有 线方法或无线方法从CD-ROM或其它适当的存储介质加载到存储体中。另外，本领域一般技术人员将理解，可利用多种计算机系统配置来实施本公开的 各种方面，所述计算机系统配置包括手持式装置、多处理器系统、基于微处理器的电子产品 或可编程消费电子产品、微型计算机、大型计算机W及类似装置。任意数目的计算机系统和 计算机网络可与本公开一起使用。可W在分布式计算环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于表征地层流体的方法，所述方法包括：从井下操作期间暴露于地层的流体中抽取气体样本；测量所述气体样本的温度；从所述气体样本确定所述流体中一个或多个目标组分中的每一个的汽相摩尔贡献；使用所述温度确定每个目标组分的部分蒸汽压；使用所述确定的部分蒸汽压和所述确定的汽相摩尔贡献以及汽液基团贡献平衡状态方程确定每个目标组分的液相摩尔贡献；以及从所有组分的所述确定的汽相和液相摩尔贡献的总和中减去钻井液的已知化学组合物，以表征所述地层流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·罗，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US