[发明专利]用于井下流体的离子选择性辨别的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及井下流体分析领域，特别是涉及确定井下流体的性 质。

背景技术

生产测井是一种运用在生产井或注入井中的测井(well log)。 使用小直径工具以便使其能够向下通过管道。过去，井生产业务和装 置包括连续流量计、封隔器流量计、压差密度计、压力计、密度计、 水量计量仪、温度计、放射性示踪测井、温度测井、测径器、套管接 箍定位器、流体采样器、入水测量，等等。

测井可以是绳索(wireline)钻孔测井。测量操作的结果，也称 作测量，由一个或多个曲线构成。提供一个或多个物理测量的永久记 录，其是井眼深度的函数。测井用于识别并关联(correlate)地下的 岩石，并用于测定潜在的储层岩石的矿物学和物理学性质以及它们所 包含的流体性质。测井在测量期间被记录，其中将探测器通过测量电 缆向下送入井眼。

通过井下工具进行的测量将具有与某些部分的井眼环境或井眼 本身有关的物理性质(即，电学、声学、原子能、热学、空间学等性 质)。其他类型的测井由在表面收集的数据构成；例如岩芯测井(core log)、钻井时间测井、泥样本测井、碳氢化合物测井，等等。其他测 井将示出由其他测量计算出的量；例如有可动油图、计算测井，等等。

发明内容

在特定实施例中，公开了一种用于测定井下流体的源的方法。例 如，生产井通常生产石油和水。随着时间的过去，水的产量通常增加。 增加的水主要仅来自于井套管中的一些穿孔。本发明提供一种识别问 题穿孔的方法，以便进行校正措施。该方法包括在第一深度处配置特 定离子传感器(ion specific sensor)，将第一流体暴露于井下的离子 选择性(也可以称作特定于离子)传感器，在第一流体中的多个位置 处测量离子浓度，并根据该流体的离子分布确定第一流体的源。

在另一特定实施例中，特定离子传感器还是一种特定离子的场效 应装置。在另一特定实施例中，该方法还包括由离子浓度识别出不期 望的流体的增加并找出不期望的流体的源。

在另一特定实施例中，特定离子传感器从由钾、氮和氢构成的组 中选择离子。在另一特定实施例中，其中识别第一流体的源还包括从 井下的第一流体源测量第一流体的离子浓度，并从由第一流体源测量 的离子浓度定位不期望的流体的源。

在另一特定实施例中，该方法还包括定位井下第二流体的源，由 来自井下第二流体源的第二流体流量测量第二流体的离子浓度，并从 由第一流体源和第二流体源测量的离子浓度估计不期望的流体的源。

在另一特定实施例中，其中第一流体来自岩层的第一层且第二流 体来自岩层的第二层。该方法还包括比较第一流体的离子浓度和第二 流体的离子浓度并通过比较估计岩层的区域划分。在另一特定实施例 中，离子选择性传感器还包括多个传感器，其每一个陈列在不同深度 处，该方法还包括通过由不同深度处的多个传感器进行的多个离子浓 度测量来估计具有特定离子浓度的流体的源。

在另一特定实施例中，该方法还包括在第一时间检测阵列中第一 深度处的第一传感器的流体中的特定离子浓度，在第二时间检测阵列 中第二深度处的第二传感器的流体中的特定离子浓度，并通过第一深 度和第二深度之间的差除以第一时间和第二时间之间的差来估计流 体的速度。在另一特定实施例中，该方法还包括将示踪剂从多个传感 器中的一个释放到具有特定离子浓度的流体中。在另一特定实施例 中，该方法还包括测量离子浓度，该测量离子浓度还包括在一个深度 处测量流体的多个离子浓度并通过流体的多个离子浓度识别该流体 的源。

在另一特定实施例中，公开了一种估计流体源的装置，该装置包 括配置在井眼中的工具、工具中的离子选择性传感器、与离子选择传 感器通信的处理器和用于存储离子选择性传感器的输出的存储器。在 另一特定实施例中，该装置还包括穿孔定位器。在另一特定实施例中， 该装置还包括示踪剂释放单元。

在另一特定实施例中，该方法还包括形成工具阵列的多个工具， 阵列中的每个工具具有离子选择性传感器。在另一特定实施例中，离 子选择性传感器还包括多个离子选择性传感器，其中多个离子选择性 传感器的每一个选择不同的离子。