[发明专利]确定在钻孔流体中已筛分的粒子的浓度和相对分配的测试过程

说明书

技术领域

这里公开的实施方式通常涉及用于确定在钻孔液体中的已筛分的粒子(sized particles)的浓度、数量和相对分配(relative distribution)的测试过程和装置。更具体地，这里公开的实施方式涉及用于确定被回收和加入到活性淤泥系统的未知数量产品的量(例如，损失防止材料)的测试过程和装置。

背景技术

在井眼的钻孔过程中，典型地在井中使用多种流体用于各种功能。流体可以循环通过钻杆和钻头进入井眼，并且然后可以随后往上通过井眼流到地面。井流体普通用途包括：在一般钻孔或者钻入(即，钻孔进入目标的含油地层)时润滑和冷却钻头切割表面、运送“粉屑”(通过在钻头上齿的切割作用移走的地层片)到地面、控制地层流体压力以防止喷出、保持井稳定性、悬浮在井中的固体粒子、最小化流体损失进入和稳定钻井的地层、压裂在井附近的地层(formation)、用另一流体置换井中流体、冲洗井、测试井、传输液压马力到钻头、用于安放打包机的流体、放弃井或者准备放弃井和对井或者地层的其它处理。

井眼流体还可以用于在井中提供充分的流体静力压力以分别地防止地层流体和井眼流体的流入和流出。当孔隙压力(由地层流体提供的在地层孔隙空间中的压力)超过在开敞井筒(open wellbore)中的压力时，地层流体倾向于从地层流入开敞井筒。因此，在开敞井筒中的压力典型地保持在比孔隙压力更高的压力下。当将井眼压力保持在孔隙压力之上是非常有利的，另一方面，如果通过井眼流体施加的压力超过地层的抗断裂性时，会发生地层断裂并且因而引起的淤泥损失。而且，在地层断裂的情况下，当在环状空间中的井眼流体流入断裂时，井眼流体的损失可以引起在井眼中的流体静力压力减小，其还可以依次允许地层流体进入井眼。结果，地层断裂压力典型地限定用于在开敞井筒中可允许的井眼压力的上限，同时孔隙压力限定下限。因此，尽管井的深度，在井的设计上的主要限制和钻孔液体的选择在变化孔隙压力和地层断裂压力或者断裂梯度之间平衡。

特别地挑战性状况发生在空矿层(depleted reservoir)中，其中高压力地层邻近或者混合(inter-bedded)标准或非标准受压地带。例如，高渗透性压力废弃砂可能邻近高压力低渗透性岩石，诸如页岩或者高压力砂。这可能使某个废弃地带的钻孔几乎不可能，因为需要以支撑页岩的淤泥重量超过压力废弃砂和泥土的抗断裂性。

因而，井眼加固技术，范围从使用水泥、树脂、套管钻孔和操纵的压力钻孔等等，近来已经在应用中增加并且进一步地发展。在上述废弃地带的钻孔中，已经使用井眼加固技术以期望增加较软的地层的抗断裂性，其可以允许用于更有效和节省的钻孔。

其它井眼加固技术包括使用井眼流体，井眼流体包括由载体流体运载到在井眼壁中导致的桥接断裂的桥接材料(或者如在本领域中频繁提到的“应力笼固体stress cage solids”)。选择地，桥接密封材料还可以包括在井眼中，用于辅助桥接密封。处理和/或加固井眼的这种方法可以被应用在具有油或水基流体的井眼钻中。桥接粒子的浓度可以以过度的高浓度承载以确保适当地已筛分的粒子进行桥接并且在断裂在长度井中的生长超过井以前密封断裂。粒子桥接和密封断裂的能力高度地取决于粒子的粒度分布。

因而，对于装置和过程存在连续需要，用于确定在操作期间加入流体的粒子的相对大小分布。

发明内容

一方面，这里公开的实施方式涉及一种确定在井眼流体中的粒度分布的方法，包括从振动分离器收集批量淤泥、取样所收集的批量淤泥的体积、和用测试工具箱测试所收集的淤泥体积以确定在淤泥中已筛分的添加剂的浓度。

另一方面，这里公开的实施方式涉及用于确定流体的粒度分布的系统，系统包括振动分离器、被配置以接收从振动分离器分开的材料的计量器、被配置以计数由计量器收集的载荷数量的计数器、包括筛子和量筒的测试工具箱、和被配置以接收量筒的离心机。

从如下说明和附后的权利要求中本发明的其它方面和优势将变得明显。

附图说明

图1显示根据本公开的实施方式的湿法筛分装置(wet-sievingapparatus)。

图2显示用于根据本公开的实施方式的湿法筛分系统的测试工具箱。

图3显示根据本公开的实施方式的湿法筛分系统的计量器的透视图。

图4显示根据本公开的实施方式的湿法筛分系统的计量器的侧视图。

图5显示根据本公开的实施方式的湿法筛分系统的计数器。

图6显示根据本公开的实施方式的两个桥接添加剂的粒度分布。