[发明专利]钻井液PH监测和控制

说明书

公开了用于监测和控制钻井液的pH的技术的示例。在一个示例性实施方式中，系统可以包括：第一传感器，其用于在所述钻井液被钻井液加热器加热之前，感测所述钻井液的第一pH值和相关联的第一温度；以及第二传感器，其用于在所述钻井液被所述钻井液加热器加热之后，感测所述钻井液的第二pH值和相关联的第二温度。所述系统还可以包括控制器，所述控制器包括具有计算机可读指令的存储器和用于执行所述计算机可读指令的处理装置。所述计算机可读指令包括从所述第一传感器接收所述第一pH值和第一温度，从所述第二传感器接收所述第二pH值和第二温度，以及确定要添加到所述钻井液中的添加剂的量以在所述第二温度下维持期望的pH值。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年4月20日提交的美国申请号15/134095的权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

背景技术

本公开涉及pH监测，并且更具体地，涉及监测和控制钻井液中的pH。

井眼钻入地层，用于勘探和生产碳氢化合物、地下流体和矿物。在钻井作业期间，钻柱中的部件与钻井液接触。钻井液可以是水或油基的，但有时也使用气态钻井液。可以调整钻井液性质以优化钻井作业。例如，通常控制钻井液的pH值以维持对钻柱中的金属材料的一定程度的腐蚀保护。

以高温和腐蚀性环境为特征的苛刻的服务条件(例如，含有高氯化物浓度和/或腐蚀性气体(例如，CO₂、H₂S等)的环境)可能显著降低井下装备的可靠性和使用寿命。井下不适当的pH值导致腐蚀，诸如点腐蚀、环境促进开裂(EAC)、共同浸出、弹性体损坏和二次腐蚀。应当理解，与8到12的期望的pH范围的pH偏移可能是井下装备故障的主要原因或钻井装备的严重损坏的原因。这导致昂贵的非生产时间(NPT)和高维修成本。

发明内容

根据本公开的示例，提供了技术，所述技术包括用于监测和控制钻井液的pH值的方法、系统和/或计算机程序产品。示例性系统可以包括：第一传感器，其用于在钻井液被钻井液加热器加热之前，感测钻井液的第一pH值和相关联的第一温度；以及第二传感器，其用于在钻井液被钻井液加热器加热之后，感测钻井液的第二pH值和相关联的第二温度。所述系统还可以包括控制器，所述控制器包括具有计算机可读指令的存储器和用于执行所述计算机可读指令的处理装置。所述计算机可读指令包括从第一传感器接收第一pH值和第一温度，从第二传感器接收第二pH值和第二温度，以及确定要添加到钻井液中的添加剂的量以在第二温度下维持期望的pH值。

根据本公开的另外的示例，示例性方法可以包括在钻井液被加热之前，通过第一传感器监测钻井液的第一pH值。所述方法还可以包括在钻井液被加热之后，通过第二传感器监测钻井液的第二pH值。所述方法还可以包括通过处理系统确定添加到钻井液中的添加剂的量以改变钻井液的pH值。

根据本公开的另外的示例，示例性系统可以包括传感器，所述传感器用于在钻井液被泵送出井筒并且被钻井液加热器加热到表示井筒的井下预期温度的温度之后，感测钻井液的pH值和相关联温度。所述系统还可以包括控制器，所述控制器包括具有计算机可读指令的存储器和用于执行所述计算机可读指令的处理装置。计算机可读指令包括基于温度对钻井液的pH值的影响应用经验关系式来确定要添加到钻井液中的添加剂的量以改变钻井液的pH值，所述影响通过在表示井筒的井下预期温度的温度下感测钻井液的pH值而确定。

通过本公开的技术实现另外的特征和优点。其他方面在本文中进行了详细描述，并且被认为是本公开的一部分。为了更好地理解本公开的优点和特征，参考以下描述和附图。

附图说明

在本说明书的结尾处的权利要求书中具体指出并明确要求保护被认为是本发明的主题。根据以下结合附图进行的详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点是明显的，在附图中：

图1示出了根据本公开的各方面的用于在钻井作业中监测pH的工作平台(environment)的框图。