[发明专利]确定液体粘性的设备及其方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及能够在井中进行测量的系统。

背景技术

在油气勘探钻井中，了解环绕钻孔的地质组成的结构和性质能够对这种勘探提供帮助。然而，钻具工作环境是在地表下很远的距离处，并且对这种设备的管理操作所做的测量是在这些位置中进行的。此外，这种测量的用途可能与来自这种测量的信息的精度或质量相关。

附图说明

本发明的实施方式通过例子来说明，并且不限于附图中的各图，其中：

图1显示了根据各种实施方式的设备的一种实施方式，该设备具有现场测量井中井底液体粘性的检测装置。

图2显示了根据各种实施方式的一种测量井中井底粘性方法的实施方式的特征。

图3A显示了根据各种实施方式的驱动信号，该驱动信号具有由低频方波调制的基本驱动信号的波形，可实施该驱动信号来振动含有井中井底流体的管。

图3B显示了根据各种实施方式的对于图3A驱动信号的响应。

图4显示了使用由方波调制的基本驱动信号来测量井中井底粘性的方法的例示性的实施方式的特征。

图5显示了使用所确定的响应信号的衰减来确定粘性的方法的例示性的实施方式的特征。

图6显示了根据各种实施方式的驱动信号，该驱动信号具有由正弦低频波调制的基本正弦驱动信号的波形，可实施该驱动信号来振动井中含有井底流体的管。

图7显示了使用振动管的驱动信号来测量井中井底粘性的方法的例示性的实施方式的特征。

图8显示了使用所确定的响应信号及其对应的驱动信号之间的相延迟来确定粘性的方法的例示性的实施方式的特征。

图9绘制了系统实施方式的特征的方框图，该系统具有使用振动管的驱动信号来测量井中井底粘性的部件。

图10绘制了根据各种实施方式的钻井位置处的系统的实施方式。

具体实施方式

下述详细说明参照了通过图示来显示本发明各种实施方式的附图。这些实施方式描述得非常详细，以便使本领域技术人员能够实施这些及其他实施方式。也可以利用其他实施方式，可对这些实施方式进行结构上的、逻辑上的以及电路上的变化。各种实施方式并不必然互斥，因为有些实施方式可与一种或多种其他实施方式组合组件来形成新的实施方式。因此，下述详细说明并没有限制的意思。

图1显示了设备100的一种实施方式，该设备具有现场测量井中井底流体粘性的检测装置105。检测装置105包括含有从井中抽取的流体的管110、产生振动该管的驱动信号的驱动源115和产生表示管对该驱动信号的响应的响应信号的传感电路120。驱动信号可包括用于设备100的处于谐振频率的基本信号。管110是一种可引导并保持流体以便测量流体性质的结构。检测装置105的壳体可包括诸如泵的流量控制部件，以便控制管110内流体的收集来测量包括流体粘性确定的流体性能。

设备100包括确定与响应信号相关的参数的分析单元130，其中可利用该参数来确定带进管110的流体的粘性。该参数可从响应于施加到管上的驱动信号的响应信号中得到，使得当振动管被驱动时得到该响应信号，即，与响应信号相关的参数的获得产生于管保持在振动模式中时。该参数可包括响应信号的衰减、驱动信号和响应信号之间的相延迟，或与可根据其计算管110中的流体粘性的响应信号相关的其他特性。分析单元130可利用从管110对驱动信号的响应确定的参数来确定流体的粘性。

驱动源115包括产生驱动信号的电路，该驱动信号激励管110振动以便这种振动的响应信号可用于测量管110中的流体的一种或多种性能。在各种实施方式中，驱动源115包括产生驱动信号的电路，该驱动信号具有包含由方波调制的基本信号的波形，该方波相对于基本信号的频率而言具有低频。基本信号可以处于谐振频率。含有井中流体的管110对于经方波调制的驱动信号的响应可以被滤波，以便确定由带有方波的基本信号在其周期的低振幅部分期间振动管110时发生的衰减因数。这种滤波可利用传感电路120中的低通滤波器123或分析单元130中的低通滤波器133来实现。

用含有流体的管110测量的衰减以及相对于不含流体的管110测量的衰减之间的差值可用于测量粘性。用不含流体的管110测量的衰减提供了不包括正在测量的流体粘性的作用的基本衰减。可通过考虑粘性以及所测量的衰减与基本衰减之间的差值之间的相关性来测量粘性。这种衰减差值可称为Δ衰减。分析单元130可包括数据库，其包含用于已知粘性的Δ衰减因数。可将管110中正在检查的流体的Δ衰减的测量值与数据库中的信息相关联，以便提供流体粘性的测量值。