[发明专利]分析钻井液中所含的多种烃的方法及相关设备

说明书

技术领域

本发明涉及如下类型的用于分析钻井液中所含的多种烃的方法，该方法包括以下步骤：

-在提取器中提取钻井液中所含的气体，以在提取器的出口处连续获得含有待分析的烃和至少一种不是水且比待分析的烃的极性强的干扰化合物的提取气体的气流；

-通过连接到提取器的出口的输送管线输送该气流；

-将该气流传送到连接到输送管线的分离柱，以将待分析的烃根据其在分离柱中的洗脱时间分离；

-在置于分离柱的出口处的检测器中相继检测每种待分析的烃和/或对每种待分析的烃定量；

所述或每种干扰化合物能够具有介于第一种待分析的烃在分离柱中的洗脱时间和最后一种待分析的烃在分离柱中的洗脱时间之间的在分离柱中的洗脱时间。

背景技术

当钻探油井或另一流出物(特别是气体、蒸气、水)的井时，已知的是，对从井中出来的钻井泥浆中所含的气体化合物进行分析。该分析使得可重建在钻探操作期间通过的地层的地质序列，并在确定开采遇到的流体沉积物的可能性方面起作用。

连续进行的该分析包括两个主要阶段。第一阶段在于提取由泥浆携带的气体(例如烃、二氧化碳、硫化氢、氦和氮)。第二阶段在于将提取气体定性和定量。在第一阶段，经常使用前述类型(FR-A-2799790)的机械搅拌除气器。从泥浆提取的气体--其混有引入外壳中的载气--通过经由气体提取管的抽吸被传送到分析器，该分析器使得可对提取气体定量。

为此，该分析器包括：分离柱，其用于将不同的待分析的烃根据其在柱中的洗脱时间相继分离；至少一个检测器；和，计算设备，其适合于将从柱中相继提取的每种待分析的烃定性和/或定量。

当钻探油井时，已知的是，例如相继分析C₁至C₅烃并将其定量。在一些情况下，分析装置还使得可确定任何C₆至C₈烃的存在。

这样的分析有时并不完全令人满意，特别是当使用基于合成油生产的钻井泥浆时。

这样的泥浆可含有具有介于第一种待分析的烃的洗脱时间和最后一种待分析的烃的洗脱时间之间的洗脱时间的干扰化合物。这些干扰化合物在钻井泥浆的组分中天然存在，或者在钻井泥浆暴露于在井底遇到的高温和高压下时由该泥浆中的化合物之间的化学反应产生。

为了克服此问题，从公布于有机地球化学(Organic Geochemistry)第35卷(2004)第1527-1536页的文章“Impact of Modern DeepwaterDrilling and Testing Fluids on the Geochemical Evaluations”已知如下分析方法，其中借助有机溶剂对在井的出口处获取的钻井泥浆的相继样本进行处理，以提取干扰烃的分析的干扰化合物。这样的技术实行起来进展缓慢，并且不能在线执行。

该文章中提出的替代方案在于：对分离柱的出口处的探测器处获得的洗脱谱进行数学处理，以从这些谱中减去由干扰化合物产生的峰。然而，这样的技术仍然不是非常精确，并且仍然要对这些干扰化合物进行准确识别和定量。

发明内容

因此，本发明的一个目的是获得用于分析钻井液中所含的多种烃的方法，该方法使得可以简单地获得对待分析的烃的准确定性和/或定量，该分析足够快从而能在线执行。

为此，本发明涉及前述类型的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：使气流通过与干扰化合物的化学和/或物理相互作用表面上--该相互作用表面被放置为与提取器的出口和分离柱的入口之间的气体接触，以选择性地保留所述或每种干扰化合物而不保留待分析的烃，以防止所述或每种干扰化合物在分离柱中在第一种待分析的烃的洗脱时间和最后一种待分析的烃的洗脱时间之间的洗脱。

根据本发明的方法可包括单独地或以任何技术上可能的组合采用的一个或多个以下特征：

-相互作用表面适合于经由氢键、偶极吸引力或离子交换机理与所述或每种干扰化合物相互作用，以选择性地保留所述或每种干扰化合物而不保留每种待分析的烃；

-当气流在相互作用表面上通过时，多于90摩尔％的每种极性干扰化合物保留在相互作用表面上，少于10摩尔％的待分析的烃保留在相互作用表面上；

-相互作用表面包含未改性的二氧化硅、用给电子基团改性的二氧化硅、掺杂镁的二氧化硅、氧化铝或苯乙烯/二乙烯基苯聚合物；

-相互作用表面放置在可拆卸筒体中，该可拆卸筒体安装在位于提取器的出口和分离柱之间的输送管线上；

-相互作用表面布置在预分离柱中，该预分离柱安装在分离柱上游；