[发明专利]地层水污染率井下实时监测方法与装置

说明书

地层水污染率井下实时监测方法与装置，基于地层流体特性，构建一种计算水基泥浆污染率的检测方法，借助该方法，可以实时计算地层抽取流体样品的污染情况(地层水污染率，即纯净地层水和水基泥浆侵入液的比例)，指导勘探人员、解释人员区分地层水和水基泥浆侵入液。

技术领域

本文涉及石油勘探和污染控制技术领域，尤指一种地层水污染率井下实时监测方法与装置。

背景技术

石油勘探中，获取井下真实地层流体的样本至关重要，地层流体反映的性质决定了后续油气开发是否进行和如何进行。地层取样中，地层测试器的探针与井壁紧密座封后，地层取样仪的活塞泵开始工作，通过探针中心的吸口抽取地层液体。因水基泥浆对地层的侵蚀作用，抽取的地层液体一般包括一定比例的水基泥浆滤液侵入液和纯净地层水的混合物，这与取得纯净地层水样品的目的相左。获得取样流体中水基泥浆滤液的比例，即水基泥浆的污染率，是决定取样时机的关键参数。取样流体混合物富含K⁺、Na⁺和Cl^-等多种离子，离子的浓度、种类和水溶液的温度是决定溶液导电性能的主要影响因素。原有的地层流体取样方法，无法区分地层水和泥浆侵入液，无法准确计算出抽取流体样品的地层水和泥浆侵入液的比例——即计算地层水的污染程度，更无法计算和指导地层水取样时机的选择、抽取时间、泵抽排量的大小。

国内目前仅仅依靠地层测试器操作工程师和解释工程师的经验判断抽取的溶液是否是纯净的地层水样品，判断方法简单定性，不能本质上解决现场问题。

此外，常用方法还有地层流体现场离子检测法，可以一定程度上区分地层水和泥浆侵入液的比例。但该方法属于取样作业事后分析判断，不能在实时取样作业时给予理论支持、定量判断及现场作业指导。且该方法受各种变量影响较大，方法准确性较低。

发明内容

本申请提出了一种地层流体电导率的测量装置，基于该装置和流体特性，构建一种计算水基泥浆污染率的检测方法，借助该方法，可以实时计算地层抽取流体样品的污染情况(地层水污染率，即纯净地层水和水基泥浆侵入液的比例)，指导勘探人员、解释人员区分地层水和水基泥浆侵入液。

本申请提供了两种不同精度的测量方法，当要求地层水污染率的误差在10％-30％，所述方法简单计算容易，而且获得的结果精度可能在10％以下。

地层水污染率井下实时监测方法，当要求地层水污染率的误差在10％-30％时，所述方法包括：

1)在水基泥浆存在的条件下，使取样装置进入井下目标地层；

2)通过取样探针将地层流体抽入所述取样装置内，并使所述地层流体通过所述取样装置中设置的电导率测量装置，所述取样装置测量得到的地层流体泵抽体积为V；测量得到的地层流体的电导率为C；测量完成后将所述地层流体从所述取样装置的出口排出；

3)测量所述水基泥浆的电导率C_sjnj，并将步骤2)中得到的所述V和所述C带入式(1)得到地层水的电导率C_dcs；

式(1)中，C为所述地层流体的电导率，单位为S/m；C_dcs为所述地层水的电导率，单位为S/m；参数n和m取-1≤n＜m≤4的整数，α_i单位为S/m⁴，α_i的取值通过最小二乘法根据实际抽吸过程实时测量到的电导率C以及对应的地层流体泵抽体积V进行拟合、调试获取得到，所述拟合、调试获得的结果在1％精度范围内；地层流体泵抽体积V的单位为m3；

4)人为设定地层水污染率k’的值，所述k’的取值范围是0％-70％，