[发明专利]利用微流体平台的相特性分析

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请是2009年2月7日提交的申请号为PCT/IB09/50500的国际专利申请的部分继续申请，通过引用将该国际专利申请合并于此。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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，本发明的其他特征和优点将会更显而易见。

附图说明

通过本发明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发明进行描述，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1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1的微流体装置时储层流体的反应的程式化图示；

图3是图1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1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C₁₀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C₁₀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C₁₀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C₁₀的混合物，相体积分布与压力的关系图；