[发明专利]对密封腔室中流体试样的非入侵的可压缩性和原位密度测试

说明书

背景技术

地层流体的测试应用用来确定储层内流体的移动态。在有关地层水的盐度存在很大不确定性的储层中，该种确定可以是重要的。在其中可有长的油-水过渡区域的渗透性差的储层中，该情形就更加复杂。定义沿过渡区域流体的移动态例如可用泵抽式电缆地层测试器(PWFT)进行采样来实现。该工具包括井下传感器，用来在泵送时分析流体，分析结果用来确定何时和如何采样地层流体。流体试样被接纳到试样腔室内。

在试样腔室被收回到表面上之后，腔室通常被送到实验室，以传送采样的流体和作详细分析。在回收到试样腔室和获得分析结果之间常常有很长的延迟；该延迟不时地可在几周之长。考虑到与钻井操作相关的高成本，如此的延迟是不理想的。

附图说明

为了详细描述本发明示范的实施例，现将参照附图，附图中：

图1示出采样腔室的实施例；

图2示出采样腔室的另一实施例；

图3示出采样腔室的还有另一实施例；

图4示出采样腔室的又一实施例；

图5提供根据优选实施例的测试系统的方框图；

图6a和6b示出与设置在试样腔室内部的磁体相关的磁场；

图7示出一种方法的实施例，其中，在表面处对原地的密度和可压缩性，进行流体试样采集和测试；

图8示出确定密封腔室内流体试样的原位密度的说明性方法的实施例；

图9示出确定流体试样的原位密度的另一方法的实施例；

图10示出确定流体试样的可压缩性的方法的实施例。

具体实施方式

以下讨论针对本发明的各种实施例。尽管一个或多个这些实施例可能是优选的，但所披露的实施例不应被解释为或其它方式用来限制包括权利要求书在内的本发明的范围。此外，本技术领域内的技术人员将会理解到以下的描述具有广泛的应用，任何实施例的讨论仅是指对该实施例的示范，并不意图表示包括权利要求的本发明的范围被限制在该实施例。

这里所披露的实施例涉及密封试样腔室的表面测试，该腔室含有从地层井下(downhole)获得的流体试样。该流体试样被接受到试样腔室内并保持在试样腔室内的原位压力下(即，在地层中时的流体压力)。表面测试相当快且非入侵的(即，进行测试无需打开试样腔室)，并包括确定流体试样的原位密度和可压缩性之一或两者。该测试以自动方式进行(即，很少或没有人介入)，由计算机运行的测试系统来实施该测试。实施该测试无需打开试样腔室。一旦测试在台架位置上完成，就可将试样腔室送到实验室作进一步测试。

进行表面测试的试样腔室通常包括含有一个或多个活塞的圆柱形容器，活塞密封抵靠在容器内壁上，并可从容器一端移动到另一端。某些试样腔室仅有单个活塞，而其它试样腔室具有两个活塞。某些试样腔室包括缓冲流体(空气、水、氮气等)。试样腔室的操作随腔室的各种类型变化，这里披露的用于确定密度和可压缩性的实施例用各种腔室的设计来实现。因此，以下讨论包括各种试样腔室设计的综述，其后解释测试系统的优选实施例。

下面参照图1-4来显示和讨论四个说明性的试样腔室。图1示出井下流体试样腔室10，其包括套筒形的缸体12，该缸体12形成内部流体隔间18。缸体12基本上由上端帽14和下端帽16关闭，使两个端帽之间的隔间18最初装有低压的空气，空气通过阀34填充隔间18，然后，阀34关闭而将空气关在隔间18内。最初可动地密封在缸体12内的分离器活塞20(这里也称之为“填充活塞”)定位在邻近端帽14的缸体上端内。当试样腔室10用在井内来采集试样时，响应于流体试样的压力大于腔室18内的空气压力，分离器活塞20向下移动，由此压缩空气，致使空气压力上升。分离器活塞20向下移动，直到隔间18内的活塞下侧上的空气压力大致等于活塞上侧上(活塞和上端帽14之间)的流体试样的压力。由于压力基本相等，活塞20驻留在上端帽14和下端帽16之间，大致略在下端帽16的上方。

上端帽14包括流体通道22，用来将地层流体传送到缸体12内和分离器活塞20的顶侧。隔离阀36沿着流动路径22位于上端帽14内。一旦获得流体试样就关闭阀36。流体管线24从上端帽14延伸到所关注的地层30，电子流动管线控制阀26沿着流动管线24定位，用来控制从地层到采样缸体的流体流动。图1还示出环形的封隔器元件28，用于与地层30的面的密封啮合，于是，地层流体通过封隔器元件28的中心流到流动管线24，然后流到缸体12。下端帽16也具有流动管线32，它连通在隔间18和缸体12外部之间，用一常闭阀34来控制流体沿着流动管线32的释放。