确定井下流体中的氮浓度的方法和设备技术

描述了确定井下流体中的氮浓度的方法和设备。一种确定井下流体中的氮浓度的示例设备包括：测量所述井下流体样本中的至少烃类和二氧化碳的第一流体组分和密度的流体测量单元。此外，所述示例设备包括一个或多个传感器来测量至少所述样本的压力和温度。此外，所述示例设备包括处理单元来根据至少所述样本的第一流体组分、所述温度和所述压力来确定第一理论密度。此外，所述示例设备包括分析器来确定所述样本中至少烃类和二氧化碳的密度与所述第一理论密度之间的第一差值。所述第一差值与所述样本中的氮浓度相关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利申请一般涉及采样并分析地层流体，更具体的说，涉及确定井下流体中的 氮浓度的方法和设备。
技术介绍
井下流体分析通常用来实时提供有关地下地层或储区流体组分的信息。这种实时 信息可以有利地用来改善或优化在给定井孔中进行的采样过程中地层测试工具的有效性 (例如，井下流体组分分析允许减少和/或优化捕获并送回地面进一步分析的样本数量)。 更一般地说，收集有关地层流体特征的精确数据，是提供有关地层或储区的可靠预测的重 要方面，因此可能对储区性能(例如，产能、质量、体积、效率等)具有重要影响。为了提高特定储区的产能，诸如例如墨西哥的Cantarell油田，将非烃类流体诸 如氮注射到地层中或注射到相邻井孔中。但是，在一些情况下，这种注射氮可能旁路地层 流体和/或无法在地层流体中达到平衡状态，从而削弱了通过向地层中注射氮而带来的益 处。虽然向地层中注射氮有许多好处，但是氮无法用已知的井下流体分析技术进行检测。因 此，在试图确定地层中的氮浓度时，通常从地层中获取大量样本并将其送回地面进行分析。 但是，这些已知技术无法提供实时信息，这样就延缓了根据分析结果做出生产和/或采样 决策的能力。
技术实现思路
一种确定井下流体中的氮浓度的示例设备包括测量所述井下流体样本中的至少 烃类和二氧化碳的第一流体组分和密度的流体测量单元。此外，所述示例设备包括一个或 多个传感器来测量至少所述样本的压力和温度。此外，所述示例设备包括处理单元来根据 至少所述样本的第一流体组分、所述温度和所述压力来确定第一理论密度。此外，所述示例 设备包括分析器来确定所述样本中至少烃类和二氧化碳的密度与所述第一理论密度之间 的第一差值。所述第一差值与所述样本中的氮浓度相关。确定井下流体中氮浓度的示例方法包括获取井下流体样本。此外，所述示例方法 包括分析所述样本，以确定所述样本中至少烃类和二氧化碳的第一流体组分和密度。此外， 所述示例方法包括测量所述样本的压力和温度。此外，所述示例方法包括根据所述样本的 至少所述第一流体组分、所述温度和压力来确定第一理论密度。此外，所述示例方法包括确 定所述样本中至少烃类和二氧化碳的所述密度和所述第一理论密度之间的第一差值。所述 第一差值与所述样本中的氮浓度相关。附图说明图1描绘了可以用来实现文中所述方法和设备的示例钢缆工具；图2是可以操作图1所述地层测试器的示例方式的简化示意图；图3是可以用来实施图2所述流体测量的示例设备的示意图；图4描绘了示例组分流体分析测井仪；图5是可以用于文中所述的示例设备以确认地层流体样本中的流体成分的示例 方法的流程图；图6是描述利用文中所述方法和设备获得的结果的表；图7是可以用来和/或编程来实现文中所述示例方法和设备的示例处理器平台的 示意图。具体实施例方式特定的实施方式在上述附图中示出并在下述内容中描述。在描述这些示例时，类 似或相同的附图标记用来指代相同或类似的元件。附图并非按照比例绘制，并且为了清晰 和/或简洁，特定的特征和特定的视图可以以夸大的比例显示或者简略示出。此外，在本说 明书中描述了若干示例。来自任何示例的任何特征可以与来自其他示例的其他特征包括在 一起，替换来自其他示例的其他特征，或者与来自其他示例的其他特征组合。文中所述示例方法和设备可以用来确定井下流体中的氮浓度。具体来说，文中所 述示例方法和设备涉及获取流体样本并在分析所述流体样本之前对该样本加压。此外，文 中所述示例方法和设备涉及测量所述流体样本的特征并将所述特征与存储在数据库中的 已知基准特征相比较，从而确定所述样本的理论密度。此外，文中所述示例方法和设备涉及 确定所述样本理论密度和测量密度之间的差值，该差值与所述样本中的氮浓度相关。在一个所述示例中，预定量的流体进入流线，并且该流体压力增大。一旦所述样本 的压力与预定压力相等或者落入与预定压力存在可接受的偏差的范围内，则流体测量单元 测量所述样本中至少烃类成分和二氧化碳的密度和组分。此外，一个或多个传感器测量所 述样本的压力和温度。然后将所述测量特征与已知基准特征比较，以便根据所述样本中确 定的氮浓度来重复确定理论流体密度并重复调整流体组分，直到例如理论流体密度和测量 流体密度之间的差值处于或低于预定阈值或参数，或者直到进行完预定次数的循环为止， 其中所述的差值包括所确定的氮浓度。图1描绘了钢缆工具100，所述钢缆工具可以用来抽取并分析地层流体样本并且 可以利用文中所述的示例方法和设备确定注入的氮的浓度，这种流体样本是基本上无法光 学检测的流体。虽然文中所述示例参照确定地层中注入氮的浓度的方法和设备，但是文 中所述方法和设备可以有利地用来确定自然发生的不可光学检测的流体的浓度，注入例如 氮、硫化氢和/或氦。虽然硫化氢在近红外区域存在吸收谱，但是市场上提供的井下流体分 析工具注入例如由 Schlumberger ‘ ,提供的 Composition Fluid Analyzer (CFA)和 InSitu FluidAnalyzer (IFA) tools，并不关注硫化氢的吸收谱峰值。因此，硫化氢被有效地当作不 可光学检测的流体。如图1所示，示例钢缆工具100从卷绕在地面上的绞盘(未示出)上 的微导体线缆104下端悬挂在井眼或钻井102中。在地面上，线缆104通信耦接到电子和 处理系统106。所述电子和处理系统106可以包括或通信耦接到基准数据库107，基准数据库可以用来存储已知具有特定流体成分、密度或者任何其他参数或特征的基准地层流体的 基准测量值。钢缆工具100包括细长主体108，该主体包括具有井下控制系统112的轴环 110，所述井下控制系统配置成控制从地层F抽取地层流体；在抽取的流体上实施测量；和 控制文中所述的设备，以确定地层流体样本中的氮浓度。示例钢缆工具100还包括地层测试器114，所述地层测试器具有分别布置在细长 主体108相对两侧的可有选择地伸展的流体引入组件116和可有选择地伸展的工具锚定构 件118。流体引入组件116配置成有选择地密封或隔离钻井102的井壁上选定的部分，从而 流体耦接到将相邻地层F并从地层F吸入流体样本。地层测试器114还包括流体分析模块 120，获得的流体样本流过所述流体分析模块。所述样本流体此后可以通过端口(未示出) 排出，或者可以被发送到一个或多个流体收集腔122和124，所述流体收集腔可以接收并保 持所述地层流体样本，用于后续在地面或测试设施中测试。在所示例子中，电子和处理系统106和/或井下控制系统112配置成控制流体引 入组件116，以便从地层F吸入流体样本并控制流体分析模块120来测量所述流体样本。在 一些示例实施方式中，流体分析模块120可以配置成分析流体样本的测量数据，如文中所 述。在另一些示例实施方式中，流体分析模块120可以配置成产生并存储所述测量数据并 且随后将所述测试数据传输到地面，用于在地面进行分析。虽然图中示出井下控制系统112 与地层测试器114分开构造，但是在一些示例实施方式中，井下控制系统112可以设置在地 层测试器114中。正如下文更为详细地说明，示例钢缆工具100可以与文中所述的示例方法和设备 联合使用，以便确定地层流体样本中的注入氮浓度和/或任何自然发生的基本上无法光学 检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定井下流体中氮浓度的设备，包括：测量所述井下流体样本中的至少烃类和二氧化碳的第一流体组分和密度的流体测量单元；一个或多个测量至少所述样本的压力和温度的传感器；根据至少所述样本的第一流体组分、所述温度和所述压力来确定第一理论密度的处理单元；和确定所述样本中至少烃类和二氧化碳的密度与所述第一理论密度之间的第一差值的分析器，其中所述第一差值与所述样本中的氮浓度相关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-29 60/991,202;US 2008-11-24 12/277,262一种确定井下流体中氮浓度的设备，包括测量所述井下流体样本中的至少烃类和二氧化碳的第一流体组分和密度的流体测量单元；一个或多个测量至少所述样本的压力和温度的传感器；根据至少所述样本的第一流体组分、所述温度和所述压力来确定第一理论密度的处理单元；和确定所述样本中至少烃类和二氧化碳的密度与所述第一理论密度之间的第一差值的分析器，其中所述第一差值与所述样本中的氮浓度相关。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理单元根据至少所述样本的温度和 压力以及第二流体组分确定第二理论密度，所述第二流体组分建立在所述第一流体组分和 所述第一差值的基础上。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述分析器确定所述第二理论密度和所述 第一理论密度之间的第二差值，并且所述第二差值与所述样本中的氮浓度相关。4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述第一差值基本上为零时，所述氮浓度 基本上为零。5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流体测量单元是分光计。6.如权利要求1所述的设备，进一步包括压力控制单元，所述压力控制单元改变所述 样本的压力，以提高所述样本中至少烃类和二氧化碳密度的测量精度。7.一种确定井下流体中的氮浓度的方法，包括获取井下流体样本；分析所述样本以确定所述样本中至少烃类和二氧化碳的第一流体组分和密度；测量所述样本的压力和温度；根据至少所述样本的所述第一流体组分、所述温度和所述压力确定第一理论密度；和确定所述样本中至少烃类和二氧化碳的所述密度和所述第一理论密度之间的第一差值，其中所述第一差值与所述样本中的氮浓度相关。8.如权利要求7所述的方法，进一步包括根据至少所述样本的温度和压力和第二流体组分确定第二理论密度，所述第二流体组 分建立在所述第一流体组分和与所述样本中的氮浓度相关的所述第一差值的基础上。9.如权利要求8所述的方法，进一步包括确定所述第二理论密度和所述第一理论密度之间的第二差值，并且所述第二差值与所 述样本中的氮浓度相关。10.如权利要求7所述的方法，进一步包括升高所述样本的压力，以提高所述样本中 至少烃类和二氧化碳密度的测量精度。11.一种确定井下流体中基本上不可光学检测的流体的浓度的设备，包括测量所述井下流体样本中的基本上可光学检测的流体的第一流体组分和密度的流体 测量单元；一个或多个测量至少所述样本的压力和温度的传感器；根据至少所述所述样本的第一流体组分、所述温度和所述压力来确定第一理论密度的 处理单元；和确定所述基本上可光学检测的流体的密度与所述第一理论密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤泽刚，邝志坚，奥利弗C马林斯，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]