原位热响应流体表征制造技术

提供了基于流体的热响应的用于原位流体表征的工具、方法和系统。井下流体的热响应可使用井下热响应工具进行测量，并与已知流体相关的热响应进行比较。可通过将井下流体的热响应与已知流体的热响应进行匹配并使用与已知流体相关的性质来确定井下流体的性质，例如热容量、扩散率和热导率。可通过将井下流体的粘度与已知流体的粘度进行匹配来确定井下流体的组成。提供了一种用于套管井眼或井段的井下热响应工具和一种用于裸眼井眼或井段的井下热响应工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】原位热响应流体表征
本公开主要涉及烃储层中的流体的分析。更具体而言，本公开的实施方案涉及用于烃储层中的流体的原位表征的井下工具。
技术介绍
可将井钻入岩石中以接近存储在具有烃类物质的地理地层中的流体。这种地理地层可包括“储层”或被称为“储层”。对于正确地表征储层以及进行最佳的钻井和生产作业以有效地提取烃而言，关于烃储层中的流体的信息是重要的。提高该信息的准确度可提高用于表征储层的后续测定的准确度。存在用于确定流体信息的各种装置和技术，例如井下工具和储油岩石的岩心取样。这些技术具有特定的限制和成本，并且可能无法提供最准确的流体信息。例如，许多装置和技术不能够直接原位确定流体信息。此外，一些流体信息的测定和不准确性可能导致钻井和生产的延期。
技术实现思路
本公开的实施方案主要涉及经由热响应(例如，冷却速率、加热速率或这两者)对诸如油、水和油水混合物之类的井下流体进行原位表征。在一个实施方案中，提供了一种用于确定井下流体的热响应的工具。该工具包括工具主体和多个温度传感器，工具主体限定了流体入口和内部腔室，内部腔室配置为接收流体，多个温度传感器设置在沿着工具主体的轴向长度的各自的多个位置处。多个温度传感器中的每一个温度传感器配置为获取流体的温度测量结果，并且加热元件设置在沿着工具主体的轴向长度的位置处，使加热元件设置在多个温度传感器中的两个温度传感器之间，并且加热元件配置为加热流体。在一些实施方案中，加热元件为耦合至射频(RF)天线的陶瓷网加热元件。在一些实施方案中，多个温度传感器中的每一个温度传感器为热电偶。在一些实施方案中，多个温度传感器中的每一个温度传感器为红外传感器。在一些实施方案中，加热元件为第一加热元件，位置为第一位置，并且工具包括第二加热元件，该第二加热元件设置在沿着工具主体的轴向长度的第二位置处，使得该加热元件设置在多个温度传感器中的不同的两个温度传感器之间。第二加热元件配置为加热流体。在这样的实施方案中，第一加热元件配置为加热至第一温度，并且第二加热元件配置为加热至第二温度。在另一个实施方案中，提供了一种用于确定井下流体的热响应的工具。该工具包括工具主体和多个温度传感器，该多个温度传感器设置在沿着工具主体的轴向长度的各自的多个位置处。多个温度传感器中的每一个温度传感器配置为获取工具主体外部的流体的温度测量结果。该工具还包括加热元件，该加热元件设置在沿着工具主体的轴向长度的位置处，使加热元件设置在多个温度传感器中的两个温度传感器之间，加热元件配置为加热工具主体外部的区域。在一些实施方案中，加热元件为耦合至定向射频(RF)天线的RF源。在一些实施方案中，RF源为可围绕工具主体的周向旋转的旋转RF源。在一些实施方案中，多个温度传感器中的每一个温度传感器为热电偶。在一些实施方案中，多个温度传感器中的每一个温度传感器为红外传感器。在一些实施方案中，加热元件为第一加热元件，位置为第一位置，区域包括第一区域，并且工具包括第二加热元件，第二加热元件设置在沿着工具主体的轴向长度的第二位置处，使得该加热元件设置在多个温度传感器中的不同的两个温度传感器之间。第二加热元件配置为加热流体。在这样的实施方案中，第一加热元件配置为加热至第一温度，并且第二加热元件配置为加热工具主体外部的第二区域。在另一个实施方案中，提供了一种确定流体的性质的方法，该方法包括将工具插入井眼中。该工具包括工具主体和多个温度传感器，该多个温度传感器设置在沿着工具主体的轴向长度的各自的多个位置处。多个温度传感器中的每一个温度传感器配置为获取流体的温度测量结果。该方法还包括接收来自工具的多个温度传感器的相应的多个温度测量结果；基于多个温度测量结果来确定流体的热响应；以及使用热响应来确定流体的至少一种性质。在一些实施方案中，使用热响应来确定流体的性质包括将流体的热响应与已知流体的热响应进行匹配，并且由已知流体的性质来确定流体的性质。在一些实施方案中，至少一种性质包括热容量、扩散率和热导率中的至少一者。在一些实施方案中，基于多个温度测量结果来确定流体的热响应包括绘制多个温度测量结果相对于时间的曲线。在一些实施方案中，多个温度传感器中的每一个温度传感器为热电偶。在一些实施方案中，工具主体限定了流体入口和内部腔室，内部腔室配置为接收流体。在这样的实施方案中，工具包括加热元件，该加热元件设置在沿着工具主体的轴向长度的位置处，使加热元件设置在多个温度传感器中的两个温度传感器之间并且配置为加热流体。在这样的实施方案中，加热元件为第一加热元件，位置为第一位置，并且工具包括第二加热元件，该第二加热元件设置在沿着工具主体的轴向长度的第二位置处，使得该加热元件设置在多个温度传感器中的不同的两个温度传感器之间。在这样的实施方案中，第二加热元件配置为加热流体。在一些实施方案中，工具包括加热元件，该加热元件设置在沿着工具主体的轴向长度的位置处，使加热元件设置在多个温度传感器中的两个之间。在这样的实施方案中，加热元件配置为加热工具主体外部的区域。在这样的实施方案中，加热元件包括第一加热元件，位置为第一位置，区域包括第一区域，并且工具包括第二加热元件，第二加热元件设置在沿着工具主体的轴向长度的第二位置处，使得该加热元件设置在多个温度传感器中的不同的两个温度传感器之间。在这样的实施方案中，第二加热元件配置为加热流体。在一些实施方案中，至少一种性质包括粘度，并且该方法包括使用粘度和多个温度测量结果中的至少一个温度来确定流体的组成。在一些实施方案中，使用粘度和多个温度测量结果中的至少一个温度来确定流体的组成包括将流体在至少一个温度下的粘度与已知流体的粘度进行匹配，以及由已知流体的组成来确定流体的组成。在另一个实施方案中，提供了一种用于确定井眼中的流体的性质的系统。该系统包括处理器和非暂时性计算机可读存储器，非暂时性计算机可读存储器可由处理器访问并且具有存储在其上的可执行代码。该可执行代码包括使处理器执行操作的指令集，这些操作包括接收来自插入井眼中的工具的多个温度传感器的相应的多个温度测量结果，基于多个温度测量结果来确定流体的热响应，以及使用热响应来确定流体的至少一种性质。在一些实施方案中，使用热响应来确定流体的性质包括将流体的热响应与已知流体的热响应进行匹配；以及由已知流体的性质来确定流体的性质。在一些实施方案中，至少一种性质包括热容量、扩散率和热导率中的至少一者。在一些实施方案中，基于多个温度测量结果来确定流体的热响应包括绘制多个温度测量结果相对于时间的曲线。在一些实施方案中，至少一种性质为粘度，并且操作包括使用粘度和多个温度测量结果中的至少一个温度来确定流体的组成。在一些实施方案中，使用粘度和多个温度测量结果中的至少一个温度来确定流体的组成包括将流体在至少一个温度下的粘度与已知流体的粘度进行匹配，以及由已知流体的组成来确定流体的组成。附图说明图1示出了根据本公开的实施方案的10％油和90％水的油水混合物的示例性热响应的曲线图；图2为根据本公开的实施方案的用于确定流体的原位热响应的井下热响应工具的示意图；图3为根据本公开的实施方案的使用井下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定井下流体的热响应的工具，包括：/n工具主体，所述工具主体限定流体入口和内部腔室，所述内部腔室配置为接收流体；多个温度传感器，所述多个温度传感器设置在沿着所述工具主体的轴向长度的各自的多个位置处，所述多个温度传感器中的每一个温度传感器配置为获取所述流体的温度测量结果；以及/n加热元件，所述加热元件设置在沿着所述工具主体的所述轴向长度的这样的位置处，该位置使所述加热元件设置在所述多个温度传感器中的两个温度传感器之间，所述加热元件配置为加热所述流体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170920 US 15/710,2881.一种用于确定井下流体的热响应的工具，包括：
工具主体，所述工具主体限定流体入口和内部腔室，所述内部腔室配置为接收流体；多个温度传感器，所述多个温度传感器设置在沿着所述工具主体的轴向长度的各自的多个位置处，所述多个温度传感器中的每一个温度传感器配置为获取所述流体的温度测量结果；以及
加热元件，所述加热元件设置在沿着所述工具主体的所述轴向长度的这样的位置处，该位置使所述加热元件设置在所述多个温度传感器中的两个温度传感器之间，所述加热元件配置为加热所述流体。


2.根据权利要求1所述的工具，其中所述加热元件包括耦合至射频(RF)天线的陶瓷网加热元件。


3.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中所述多个温度传感器中的每一个温度传感器包括热电偶。


4.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中所述多个温度传感器中的每一个温度传感器包括红外传感器。


5.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中所述加热元件包括第一加热元件，并且所述位置包括第一位置，所述工具包括第二加热元件，所述第二加热元件设置在沿着所述工具主体的所述轴向长度的第二位置处，使所述加热元件设置在所述多个温度传感器中的不同的两个温度传感器之间，所述第二加热元件配置为加热所述流体。


6.根据权利要求5所述的工具，其中所述第一加热元件配置为加热至第一温度，并且所述第二加热元件配置为加热至第二温度。


7.一种用于确定井下流体的热响应的工具，包括：
工具主体；
多个温度传感器，所述多个温度传感器设置在沿着所述工具主体的轴向长度的各自的多个位置处，所述多个温度传感器中的每一个温度传感器配置为获取所述工具主体外部的流体的温度测量结果；以及
加热元件，所述加热元件设置在沿着所述工具主体的所述轴向长度的这样的位置处，所述位置使所述加热元件设置在所述多个温度传感器中的两个温度传感器之间，所述加热元件配置为加热所述工具主体外部的区域。


8.根据权利要求7所述的工具，其中所述加热元件包括耦合至定向RF天线的射频(RF)源。


9.根据权利要求8所述的工具，其中所述RF源包括可围绕所述工具主体的周向旋转的旋转RF源。


10.根据权利要求7、8或9所述的工具，其中所述多个温度传感器中的每一个温度传感器包括热电偶。


11.根据权利要求7、8或9所述的工具，其中所述多个温度传感器中的每一个温度传感器包括红外传感器。


12.根据权利要求7、8、9、10或11所述的工具，其中所述加热元件包括第一加热元件，所述位置包括第一位置，并且所述区域包括第一区域，所述工具包括第二加热元件，所述第二加热元件设置在沿着所述工具主体的所述轴向长度的第二位置处，使所述加热元件设置在所述多个温度传感器中的不同的两个温度传感器之间，所述第二加热元件配置为加热所述流体。


13.根据权利要求12所述的工具，其中所述第一加热元件配置为加热至第一温度，并且所述第二加热元件配置为加热所述工具主体外部的第二区域。


14.一种确定流体的性质的方法，包括：
将工具插入井眼中，所述工具包括：
工具主体；以及
多个温度传感器，所述多个温度传感器设置在沿着所述工具主体的轴向长度的各自的多个位置处，所述多个温度传感器中的每一个温度传感器配置为获取所述流体的温度测量结果；
接收来自所述工具的所述多个温度传感器的各自的多个温度测量结果；
基于所述多个温度测量结果来确定所述流体的热响应；以及
使用所述热响应来确定所述流体的至少一种性质。


15.根据权利要求14所述的方法，其中，使用所述热响应来确定所述流体的性质包括：
将所述流体的所述热响应与已知流体的热响应进行匹配；以及
由所述已知流体的性质来确定所述流体的性质。


16.根据权利要求14或15所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·纳比尔·努依梅希蒂，萨米·伊萨·巴塔尔赛，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA