[发明专利]用于监控天然气地质储藏的高压流体采样器

说明书

一种用于从井中采样高压流体的装置。‑该装置包括：‑用于将流体保持在采样腔室(01)内的装置，该装置包括第一活塞(05)，其被设计成允许或阻止流体流入腔室的下部内，该第一活塞借助于包括弹性元件(20)的装置发生位移，该弹性元件(20)放置在填充有油的腔室内并通过杆(04)连接到活塞；‑用于采样流体的传输装置，其允许控制第二活塞(02)从腔室上部下降到下部，以使流体在传输过程中在腔室(01)内保持恒定的压力。

技术领域

本发明涉及地下介质的开发，诸如天然气储层的开发(天然气储藏/抽取、天然气开采)以及这些准备工作的监控(蓄水层上遭操作的污染)。本发明尤其涉及对诸如二氧化碳(CO₂)或甲烷之类天然气的地质储藏场地的监控领域。

特别地，本发明涉及流体采样装置，以及更特别地，涉及采样井、管子、导管等内的高压流体的装置。

井中的流体通常需要采样，以便确定井中流体的成分，从而表征钻孔所达到的地质储层。这对于地质天然气储藏场地的监控尤其是如此的情形。

背景技术

工业家已经开发了许多技术，这些技术允许注入到多孔介质内的流体进展到受监控。

例如，大家都知道，基于对挥发性物种的研究，获得对于地质CO₂储藏场地的地质监控方法。这些方法在FR-2,972,758以及FR-2,974,358(6297)中有描述。

这些方法基本上适用于两种隔间：

-在储层/含盐蓄水层中，那里，主要目的是量化溶解的和沉淀的CO₂，因此，建立起真实的质量平衡，

-在叠加在冠岩上方的蓄水层中，那里，主要目的是尽可能早地诊断出泄漏。

为了实施这些方法，因此必须要有在通过地质地层钻探出的井中采样高压流体的装置。如此的装置被称作采样器。

大家知道被称作为FTS(流通采样器)的采样器，其允许从通过地质地层钻探出的井中获得流体采样。如此的装置由每端处带有弹簧加载阀的采样腔室组成。闭锁机构将诸阀连接在一起，并使它们保持打开。时钟用来编程关闭时间和触发机构来释放阀门，该时钟布置在腔室上方。下端设置有允许流体进入的装置。用来附连缆绳的绳头扣紧座布置在顶部。

专利US-5,945,611披露了用来采样管道、管子、导管等内的高压流体的装置。该装置包括多个活塞、具有公共通道的本体(其中可滑动地安装了所述活塞)、位于所述通道内并与管道连通的侧向入口和侧向出口端口，所述入口和出口端口布置成使活塞的运动可覆盖和打开所述入口和出口端口。

专利US-5,896,926披露了一种装置，该装置就地采样静态下的地下水，而不扰乱环境但包括封隔器来使采样系统与位于上方的区域隔绝，以及位于所述采样器内的就地泵送系统，用来将流体“抽吸”到采样腔室内。

本发明的目的涉及从井中采样高压流体的装置，其通过对采样腔室提供完全的填充来采样高压的流体，在控制压力的同时将流体传输出腔室外。

因此，该装置一方面包括受弹簧控制的活塞，该弹簧浸没在用来采样流体的油腔室内，另一方面包括第二活塞，一旦进行传输其就逐出流体。

通过容纳在充满油的腔室内的压缩弹簧，该装置被保持在打开或关闭位置中。盛装在弹簧腔室内的油允许减慢减压的效应并达到流畅的采样。

该装置能够利用实心活塞通过手动阀的机械作用回收采样的流体。该设计允许避免采样系统或活塞流体系统，并在压力受控的条件下回收全部的或一部分的流体。此外，该设计允许避免使用如几乎所有现有技术采样器所采用的波动腔室和油腔室。

发明内容