本发明专利技术描述用于分析微流体装置中的相特性的方法和相关系统。流体在压力下被引入到微通道中，在沿着微通道的多个位置处对流体的相状态进行光学检测。流体的气相和液相基于微通道内流体的多幅数字图像进行区分。基于数字图像可以生成二值图像，并且可以基于二值图像对流体中的液相率或气相率随压力的变化进行评估。对于流体的特性，例如泡点值和/或相体积分布比随压力的变化关系，可以基于检测到的流体相状态进行评估。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利说明书涉及用于测量流体热物理属性的设备和方法。更特别地，本专利说明书涉及用于分析在微流体装置中流动的储层流体的相特性的设备和方法。
技术介绍
储层流体属性的测量是规划和开发潜在油田中的关键步骤。经常希望的是，在生 产井上频繁地执行这种测量以提供性能的指示和生产过程的特性。这种测量的例子有压力、体积和温度测量，经常称为“PVT”测量，这些有助于预测储层流体的复杂热物理特性。PVT测量的一项重要使用是构造描述储层流体中油状态的状态方程式。可以利用PVT测量确定的其他感兴趣的属性包括流体粘滞性、密度、化学成分、油气比等。一旦PVT分析完成，状态方程式和其他参数可以输入储层建模软件中以预测油田地层的特性。常规的PVT测量利用包含储层流体的缸体进行。置于缸体内的活塞在流体上保持希望的压力，而液相和气相的高度例如利用高差计进行测量。尽管应用范围很广，常规的PVT测量遭受几项非常重要的限制。首先，常规的PVT分析通常需要长达几个星期来完成。另外，储层流体的相当大的体积，经常是4公升那么多的体积，必须从井场到测试实验室维持在高达大约1400千克/平方厘米(20000磅/平方英寸)的压力。在此高压下运送和处理这么大的样品成本很高且造成不可忽视的安全问题。尽管本领域已知多种描述储层流体属性的方法，但仍留有不可忽视的缺陷。
技术实现思路
根据实施例，提出用于分析微流体装置中的相属性的系统。所述系统包括适于运送流体且具有进入通道和排出通道的微通道。与进入通道流体连通的流体引入系统在压力下经由进入通道将流体引入。光学传感系统适于定位为在沿着微通道的多个位置检测流体的相状态。光学传感系统优选地包括处理系统，该处理系统适于和编程为基于微通道中流体的多个数字图像在沿着微通道的多个位置处区分微通道中流体的气相和液相。优选地基于微通道中流体的数字图像生成多个二值图像，并且优选地至少部分基于多个二值图像针对多个压力估计与流体中液相率或气相率有关的值。对于流体像泡点值和/或相体积分布比与压力的关系这种属性优选地至少部分基于检测到的流体相状态进行估计。另外，根据一些实施例提出在微流体装置中分析相属性的方法。设有适于输送流体的微通道，其具有进入通道和排出通道。流体在压力下经由进入通道被引入到微通道内，并且在沿着微通道的多个位置以光学方式检测流体的相状态。由下文结合附图的详细描述，本专利技术的其他特征和优点将会更显而易见。附图说明通过本专利技术示例性实施例的非限制性例子，参照所提到的多幅附图，在下文详细的描述中进一步对本专利技术进行描述，附图中相似的附图标记在附图的多个视图中代表相似的部件，并且其中，图I是用于测量储层流体热物理特性的、第一说明性实施例的微流体装置的程式化立体分解图；图2是当储层流体流经图I的微流体装置时储层流体的反应的程式化图示；图3是图I的微流体装置的俯视图，描绘了三种储层流体流态；图4是储层流体测量系统的程式化前视图，该测量系统包括图I的微流体装置和用于在使用中生成微流体装置图像的照相机；图5是用于测量储层流体热物理特性的、第二说明性实施例的微流体装置的俯视图；图6是图5的微流体装置的前侧视图；图7-9描绘了图5的微流体装置的示例性微通道收缩部；图10是根据一些实施例的相特性分析系统的程式化图示； 图11示出了根据一些实施例的、从流经微流体装置的流体捕捉的一帧视频的例子;图12A是根据一些实施例的、针对C1和Cltl的混合物，微通道中的压降与通道长度的关系图；图12B是根据一些实施例的、针对C1和Cltl的混合物，相体积分布与压力的关系图；图13A是根据一些实施例的、针对多组分气体和Cltl的混合物，微通道中压降与通道长度的关系图；图13B是根据一些实施例的、针对多组分气体和Cltl的混合物，相体积分布与压力的关系图；图14A是根据一些实施例的、针对轻质油和C1的混合物，微通道中压降与通道长度的关系图；图14B是根据一些实施例的、针对轻质油和C1的混合物，相体积分布与压力的关系图；图15示出了根据一些其它实施例的、用于测量微流体装置中液相率的行扫描方法的例子；图16示出了根据一些实施例的、相状态矩阵的例子；图17A和图17B是根据一些实施例的、示出行扫描视频结果的图；图18A和图18B示出了根据替代实施例的微通道；以及图19示出了根据替代实施例的、螺旋微通道的设计图案的例子。本专利技术容许各种修改和替代方式，其特定的实施例已经在此通过附图中的例子详细示出。但应该理解的是，在此特定实施例的描述并没有想要将本专利技术限制于所公开的特殊方式，而是正好相反，本专利技术要覆盖落在本专利技术由附上的权利要求书所限定的范围内的所有修改、等同方案和替代方案。具体实施例方式下面对本专利技术的说明性实施例进行说明。为了清楚，本说明书中没有描述实际实施方案的所有特征。应理解在任何这种实际实施例的研发过程中，必须做出许多根据实施而特定的决定，以实现研发者的特定目标，例如符合与系统相关和与商业相关的约束，一种实施方案与另一种实施方案的这些约束都不同。此外，应理解这种研发努力是复杂的且耗费时间的，但仍然是保证本领域普通技术人员享有本公开益处的常规程序。 此外，各附图中类似的附图标记表示类似的元件。根据实施例，提出用于测量气液混合物的相特性的技术。该技术利用由微通道制成的微加工芯片，所述微通道与在流体压力下变形的薄的硅酮膜连接。利用在共同待授权的题目为 “PRESSURE MEASUREMENT OF A RESERVOIR FLUID IN A MICROFLUIDIC DEVICE”、律师卷号117.0037 US NP、与本申请同日提交且通过引用合并入本文的美国专利申请12/533292、专利申请US 2010/0017135中进一步描述的薄膜来测量通道内的压力。根据一些实施例，通过捕捉流动的视频并用Matlab程序对视频进行处理来测量沿着通道的液相率。通过绘制液相率随压力变化的图得到相特性曲线。根据一些实施例，提出用于测量微流体装置中的储层流体压力的系统和方法。出于本专利技术的目的，术语“储层流体”意思是储存在渗透性岩石的地下本体中的流体或者从其中输送出的流体。因此，“储层流体”可以包括碳氢化合物流体、例如盐水的盐性流体以及其他地层水和例如超临界相二氧化碳的其他流体，但不局限于此。此外，出于本专利技术的目的，术语“微流体”意思是具有呈现出几微米到几百微米范围内宽度但长度比通道的宽度长很多倍的流体运输通道。类似地，术语“微通道”意思是呈现出几微米至几百微米范围内的宽度的流体运输通道。尽管由于实际制造技术在此描述的许多微通道的横截面是矩形，但微通道的横截面可以是任意形状，包括圆形、卵形、椭圆形、方形等等。图I示出了根据本专利技术一些实施例的、用于研究相特性的微流体装置101的程式化立体分解图。在说明性实施例中，微流体装置101包括限定微通道105、进入井107和排出井109的第一基底103。微通道105在进入井107和排出井109之间延伸并且与进入井107和排出井109流体连通。微通道105在第一基底103中形成蛇状弯曲的图案，因此使得微通道105能够延伸相当长的长度但仅占据相对小的面积。根据一种实施例，微通道105呈现一米或多米的长度、大约100微米的宽度和大约50微米的深本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：F·蒙斯陶菲，Y·贝拉内什，
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：
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