專利名稱：改進(jìn)的泡點(diǎn)壓力井下pv測試的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及井下地層流體(formation fluid)采樣領(lǐng)域，特別地，涉及確定井下流體的泡點(diǎn)壓力。
背景技術(shù)：
有線地層流體采樣和測試工具，例如Baker Atlas生產(chǎn)的儲集層表征儀器(Reservoir Characterization Instrument)(RCITM)，的主要功能是收集大量的儲集層流體樣品以便評估潛在的高產(chǎn)儲集層單元。
這些收集到的流體樣品被帶到海岸實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，用于PVT(壓力、體積、溫度)和成分分析。獲得能夠確切預(yù)測儲集層性質(zhì)的高質(zhì)量樣品是很重要的。樣品質(zhì)量取決于污染水平和與儲集層泡點(diǎn)壓力有關(guān)的采樣壓力。如果污染較低(體積比小于10％)，并且樣品的采集和維持壓力高于泡點(diǎn)壓力，那么這種樣品的質(zhì)量被認(rèn)為是非常高的。
如果樣品的采集和維持的壓力沒有高于泡點(diǎn)壓力，那么瀝青質(zhì)(重的成分)將在剛好低于流體的泡點(diǎn)壓力下從溶液中脫離出來。一旦脫離溶液，瀝青質(zhì)不可能再重回到石油中，所以流體的性質(zhì)會發(fā)生永久的變化。
這個(gè)問題對于深水勘探是特別重要的。如果使用非代表性的樣品確定流體性質(zhì)，那么在生產(chǎn)期間，瀝青質(zhì)可能會出人意料地在井筒、海底取油管或者產(chǎn)品管道附近從溶液中析出。然而，當(dāng)根據(jù)高質(zhì)量的流體樣品精確地知道地層流體的真實(shí)性質(zhì)時(shí)，則能夠降低或消除這種潛在的問題。對于不回收樣品的勘探井，測量泡點(diǎn)壓力在儲集層開發(fā)計(jì)劃中具有重要的價(jià)值。
電流發(fā)生地層測試器能夠在收集樣品時(shí)測量地層流體的泡點(diǎn)壓力(Pb)。這些測試器收集的一定體積的流體，逐漸地?cái)U(kuò)大其體積，并監(jiān)視壓力如何降低。最初，壓力隨著體積增大線性地降低。泡點(diǎn)壓力的估計(jì)值就是壓力不再與體積呈線性相關(guān)的第一壓力。因?yàn)镽CITM泵在泵軸上安裝有一個(gè)線性位置數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所以RCITM操作設(shè)備直接測量體積變化，并用一個(gè)石英計(jì)記錄相應(yīng)的壓力。因?yàn)镽CITM執(zhí)行井下泡點(diǎn)壓力測量的方法與海面實(shí)驗(yàn)室相同(通過監(jiān)視P與V關(guān)系)，所以井下泡點(diǎn)壓力測量結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室測量結(jié)果一致性良好。見例如SPEREE雜志1999年7月第2卷第3期第273頁，Kasap，E.，Huang，K.，Shwe，T.和Georigi D.的“地層-速率-分析技術(shù)有線地層測試數(shù)據(jù)的綜合水位降低和增加分析”(Formation-Rate-AnalysisTechniqueCombined Drawdown and Buildup Analysis for WirelineFormation Test Data)。
在此之前不久，Michaels，J.，Moody，M.和Shwe，T.在論文“有線地層測試進(jìn)展”(Advances in Wireline Formation Testing)中介紹了執(zhí)行井下泡點(diǎn)測試的可能性，該論文發(fā)表于1995SPWLA測井年會，法國巴黎，1995年6月26-29日。但是在實(shí)際中，泡點(diǎn)壓力測試的信息是主觀性的，并沒有預(yù)期的那樣精確和可重復(fù)。因此需要有一種客觀的可重復(fù)的泡點(diǎn)壓力測試方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種客觀的可重復(fù)的泡點(diǎn)壓力確定方法，其能夠使用井下PV(壓力體積)測試結(jié)果，例如泡點(diǎn)壓力的原位測量結(jié)果，作為采樣的質(zhì)量控制參數(shù)。本發(fā)明提供了一種方法和裝置，用于將數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合成曲線并使這些點(diǎn)在N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的范圍內(nèi)變得平滑。監(jiān)視這些壓力-體積曲線確定緩坡與相對陡坡之間的過渡，從而通過目測確定泡點(diǎn)壓力。然后對所獲得的這些平滑曲線進(jìn)行分析，從而確定峰值加速度。峰值加速度表示泡點(diǎn)壓力。該泡點(diǎn)壓力通過與流體可壓縮性的變化以及壓力-體積曲線的目測結(jié)果進(jìn)行比較加以驗(yàn)證。選擇最佳的泵速以便保持高于泡點(diǎn)壓力。通過監(jiān)視流體或流體樣品的可壓縮性確定地層清除以及地層流體或流體樣品中濾出物的減少。


為了詳細(xì)地理解本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)聯(lián)系附圖參考下文的示例性實(shí)施例詳細(xì)說明，其中類似的元件用類似的數(shù)字表示，其中圖1是壓力-體積井下PV測試的數(shù)據(jù)點(diǎn)的點(diǎn)圖；圖2是使用逐間隔二階導(dǎo)數(shù)方法(interval-by-interval secondderivative method)確定泡點(diǎn)壓力的數(shù)據(jù)點(diǎn)的點(diǎn)圖，顯示了每個(gè)間隔的擬合系數(shù)對壓力關(guān)系的點(diǎn)圖；圖3是可壓縮性對壓力的數(shù)據(jù)點(diǎn)的點(diǎn)圖，顯示了流體可壓縮性的變化，其表示流體的泡點(diǎn)壓力；圖4是壓力-體積井下PV測試的數(shù)據(jù)點(diǎn)的點(diǎn)圖，其中通過二階導(dǎo)數(shù)、可壓縮性和數(shù)據(jù)點(diǎn)的擬合曲的綜合線確定泡點(diǎn)壓力；圖5是泵唧(pumping)作業(yè)的壓力-體積歷史點(diǎn)圖；圖6是泵唧數(shù)據(jù)的地層速率分析(FRA)點(diǎn)圖，其中計(jì)算了FRA的遷移率(mobility)和流體的可壓縮性；圖7是在泵唧1.65升之后進(jìn)行的第二次PVT測試的點(diǎn)圖，泡點(diǎn)壓力的估計(jì)值為15,248磅每平方英寸(psi)；圖8是在泵唧11.1升之后進(jìn)行的第四次PVT測試的點(diǎn)圖，顯示泡點(diǎn)壓力的估計(jì)值為15,510psi；圖9給出了由Baker Hughes Incorporated PVTMOD獲得的流體性質(zhì)與由實(shí)驗(yàn)室分析獲得的流體性質(zhì)的比較圖；圖10是本發(fā)明使用的滑動平均(sliding average)的圖示；圖11是本發(fā)明在井下操作環(huán)境中的圖示；圖12是本發(fā)明所用泵的一個(gè)實(shí)例的圖示；
圖13A-13D是由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例執(zhí)行的功能圖。
具體實(shí)施例方式
下文詳細(xì)說明中使用的名稱符號如下k滲透性，L-2P壓力(磅每平方英寸(psi)，(M/LT2)q體積流速，L3/Tr半徑，cmG0幾何因數(shù)，1/Lct可壓縮性，(M/LT2)-1Vsys工具系統(tǒng)的體積，L3現(xiàn)在參考圖1，壓力-體積點(diǎn)圖100的形狀是一個(gè)陡坡線102，之后是緩坡線104。泡點(diǎn)壓力就是陡坡線第一次向上彎曲處106的壓力。
傳統(tǒng)上，泡點(diǎn)是由該曲線目測地估計(jì)出來的。目測解釋本質(zhì)上是主觀的而不是客觀的，因此必然易變，難以在井與井之間或者從同一井獲取的不同樣品之間產(chǎn)生可重復(fù)的結(jié)果。本發(fā)明提供了一種新穎的自動化方法和裝置，消除了主觀性，提供了客觀性，并且重現(xiàn)性更好。本發(fā)明可用于井下測試以及在海面PVT實(shí)驗(yàn)室中執(zhí)行的PVT測試。我們建議在測試期間，使壓力變化的速率恒定，以便使每次測試的結(jié)果更穩(wěn)定。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所有的測試都是以相同的速率或速率改變壓力而執(zhí)行的，以利于每次測試之間結(jié)果的恒定性。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，壓力的變化緩慢而恒定，以便使由于壓力變化所導(dǎo)致的溫度變化最小化。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在每次壓力變化之后，通過等待合適的時(shí)間使溫度和壓力穩(wěn)定，從而使溫度和壓力穩(wěn)定化。
然而，使用這種自動客觀的方法和裝置的其中一個(gè)困難是數(shù)據(jù)的噪音。沒有任何一個(gè)簡單函數(shù)能夠擬合整個(gè)曲線，以便使我們能夠估計(jì)出來自最初向下傾斜線的向上加速度最大的點(diǎn)。但是，本發(fā)明對四次或三次方程使用擬合滾動系列。一個(gè)擬合能夠完美地覆蓋N個(gè)相鄰點(diǎn)的間隔。下一個(gè)擬合移動一個(gè)點(diǎn)，并能夠覆蓋下一N點(diǎn)間隔。
擬合曲線的函數(shù)形狀是有界而且已知的，因此能夠解析地確定該曲線的一階和二階導(dǎo)數(shù)。例如，如果擬合函數(shù)是Y＝ax2+bx+c，那么其二階導(dǎo)數(shù)是d2Y/dx2＝2a，它就是偏離最初向下傾斜線102的“加速度”。
如圖2所示，其繪制了每個(gè)間隔的擬合系數(shù)“α”對每個(gè)間隔中心的體積的點(diǎn)圖，獲得了具有峰202的曲線200。峰202就是泡點(diǎn)壓力。
當(dāng)井下PV測試中只有少量數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)，上述二階導(dǎo)數(shù)方法會由于擬合間隔內(nèi)點(diǎn)的數(shù)目N產(chǎn)生略微不同的結(jié)果。這種情況下，流體可壓縮性的變化能夠與二階導(dǎo)數(shù)方法一起用于獲取泡點(diǎn)壓力。簡單的步進(jìn)可壓縮性能夠由下計(jì)算而得ct=-1VΔVΔP]]>其中V是測試室體積，ΔV是增加的體積變化，ΔP是壓力的降低302。圖3顯示了相同數(shù)據(jù)的可壓縮性數(shù)值300。
如圖4所示，這兩種方法能夠通過第三種方法加以驗(yàn)證壓力-體積點(diǎn)圖100的目測檢查。使用來自這兩種方法的數(shù)值，能夠畫出一個(gè)斜率使之與數(shù)據(jù)的流體部分?jǐn)M合。綜合所有三種方法可以給出更加確信的泡點(diǎn)壓力確定結(jié)果，使得測量結(jié)果能夠保證獲得高質(zhì)量的樣品。
利用電流發(fā)生地層測試器，能夠在井下樣品收集期間實(shí)時(shí)地測量地層流體的泡點(diǎn)壓力(Pb)。盡管通過使光線透過流體也有可能確定氣泡，但是這種方法在流體中存在微粒時(shí)會受到影響。相反，收集的已知體積的地層流體，并且在大約恒定的井下溫度下逐漸增加體積時(shí)對壓力進(jìn)行測量。由壓力-體積點(diǎn)圖，本發(fā)明確定Pb，在該點(diǎn)壓力偏離其最初直線趨勢的加速度最快。這整個(gè)程序需要2-5分鐘。
從壓力-體積點(diǎn)圖目測估計(jì)Pb是主觀性的，并使Pb產(chǎn)生很大的差異。本發(fā)明實(shí)例提供了一種獨(dú)特的方法和裝置，用于處理P-V數(shù)據(jù)以發(fā)現(xiàn)Pb。本發(fā)明消除了人的偏向性，從而減小了Pb的不確定性。利用更加確信的井下泡點(diǎn)壓力，本發(fā)明使用基于計(jì)算的Pb測量值作為質(zhì)量控制參數(shù)，從而保證收集高質(zhì)量的樣品。
開孔的不穩(wěn)定屬性要求以盡快的速率從地層泵出流體，以便使對井筒內(nèi)工具的粘附或者油井失敗的風(fēng)險(xiǎn)最小。然而，如果在采樣期間壓力降低到泡點(diǎn)之下，則采樣工具將收集到?jīng)]有代表性的“閃蒸”(flashed)樣品。通過在從地層泵唧樣品期間測量泡點(diǎn)壓力，確定最佳泵速，從而能夠以最快的速率泵唧樣品，而不會導(dǎo)致流動壓力降低到泡點(diǎn)壓力之下，從而保證樣品不會發(fā)生相位分離。
在用油基泥(oil-based mud)鉆得的井中，泵唧期間連續(xù)的井下PV測試顯示，泡點(diǎn)壓力隨著濾出物(filtrate)污染物的降低而增加，因此我們還可以使用來自連續(xù)測試的Pb作為地層清除(formationclean-up)的指示器。
如圖1所示，從左到右，壓力-體積點(diǎn)圖100顯示了一個(gè)從陡坡線102到緩坡線104的平滑過渡。泡點(diǎn)壓力就是陡坡線開始過渡到緩坡線處的壓力。傳統(tǒng)上，操作者從該曲線目測估計(jì)泡點(diǎn)壓力。從壓力-體積點(diǎn)圖目測估計(jì)Pb是高度主觀的，使報(bào)告的Pb具有非常大的差異。因此本發(fā)明降低了Pb的不確定性，消除了人的偏向性。
使用本發(fā)明所提供的自動程序的其中一個(gè)困難是數(shù)據(jù)噪音。另外，沒有任何一個(gè)簡單函數(shù)能夠擬合整個(gè)曲線，以便能夠用于估計(jì)出來自最初向下傾斜的線的最快的過渡點(diǎn)。但是，本發(fā)明使用四次或三次方程擬合沿著P-V曲線的間隔的滾動系列(rolling series)。
該擬合覆蓋N個(gè)相鄰點(diǎn)的間隔。然后，下一個(gè)擬合移動一個(gè)點(diǎn)，并覆蓋下一N點(diǎn)間隔，如圖13所示。間隔內(nèi)點(diǎn)的數(shù)目選擇得足夠大，以便將數(shù)據(jù)中的噪音平均出去(average out)。該方法還消除了要求將數(shù)據(jù)間隔擬合成直線的概念偏見。
因?yàn)槲覀兿薅擞糜跀M合的曲線的函數(shù)形狀，所以我們能夠解析地確定其一階和二階導(dǎo)數(shù)。例如，對于一個(gè)二次擬合，如果擬合函數(shù)是P＝aV2+bV+c，那么其二階導(dǎo)數(shù)就是來自最初向下傾斜線的“加速度”，d2P/dV2＝2a。對每個(gè)間隔的最小平方擬合系數(shù)α與該間隔相應(yīng)的中點(diǎn)壓力繪圖，本發(fā)明繪制了一條具有一個(gè)峰值的曲線。在該實(shí)例中，峰值是局部以及全局的極值點(diǎn)。其它的局部最大值和最小值也能夠產(chǎn)生另一種流體性質(zhì)。極值點(diǎn)是曲線的最大或最小值點(diǎn)，并且既能夠是局部化的也能夠是全局的。如圖2所示，為圖1的數(shù)據(jù)繪制了擬合系數(shù)對間隔中點(diǎn)壓力的點(diǎn)圖，峰值是泡點(diǎn)壓力的良好指示器。圖2指示，流體的泡點(diǎn)壓力202是2042psi。
當(dāng)井下PV測試中沒有許多點(diǎn)時(shí)，二階導(dǎo)數(shù)方法產(chǎn)生的結(jié)果隨擬合間隔內(nèi)點(diǎn)的數(shù)目N略有不同。在這種情況下，流體的可壓縮性變化可以與二階導(dǎo)數(shù)方法一起用于獲取泡點(diǎn)壓力。簡單的步進(jìn)可壓縮性能夠由下計(jì)算ct=-1VΔVΔP]]>其中V是測試室體積，ΔV是增加的體積變化，ΔP是壓力的降低。圖3顯示了相同數(shù)據(jù)的可壓縮性數(shù)值?；€可壓縮性是2.5×10-5(1/psi)，其在2042psi的壓力下開始升高302。這里，我們看到二階倒數(shù)方法和可壓縮性變化方法指示相同的泡點(diǎn)壓力。
這兩種方法能夠通過第三種方法加以驗(yàn)證壓力-體積點(diǎn)圖的目測檢查。如圖4所示，使用來自這兩種方法的數(shù)值，畫出一個(gè)斜率與數(shù)據(jù)的流體部分?jǐn)M合。在圖4中，直線擬合顯示壓力-體積關(guān)系在2042psi 106之后開始偏離。綜合所有三種方法可以給出更加確信的泡點(diǎn)壓力確定結(jié)果，使得測量結(jié)果能夠保證獲得高質(zhì)量的樣品。
本發(fā)明能夠在采樣操作期間使用改進(jìn)的方法，例如單相泵唧。開孔的動態(tài)屬性要求以盡快的速率從地層泵唧流體。當(dāng)泥餅(mud cake)未完全密封時(shí)，泵唧越快，回收的樣品質(zhì)量越高。見Sarkar，A.K.，Lee，J.和Kasap，E.“差泥餅質(zhì)量的反作用增壓和流體采樣研究”(AdverseEffects of Poor Mudcake QualityA Supercharging and FluidSampling Study)，APEREE，June 2000，Vol.3，No.3，256-262。出于這個(gè)原因，以最高的可允許泵速進(jìn)行泵唧滿足了獲得高質(zhì)量樣品的需要。然而，如果在泵唧期間流動壓力下降到泡點(diǎn)壓力之下，則會回收到非代表性的“閃蒸”樣品。一旦泵唧壓力小于泡點(diǎn)壓力，一些氣體成分會逸出，并積累在井筒區(qū)附近，直到達(dá)到臨界氣體飽和為止。因此，流入工具內(nèi)的流體不再代表真實(shí)的地層流體。在泵唧期間測量泡點(diǎn)壓力并使流動壓力高于估計(jì)的泡點(diǎn)壓力，能夠保證樣品不會發(fā)生相位分離。
甚至在將流體樣品收集到密封罐內(nèi)之后，在返回到海面時(shí)，如果由于樣品體積隨溫度降低而收縮，罐內(nèi)的壓力降得太低，則也能發(fā)生相位分離。最近，對所收集儲集層流體的壓力歷史給予了相當(dāng)?shù)年P(guān)注，并且壓力保持被認(rèn)為是影響樣品質(zhì)量的最重要的參數(shù)之一。最近Shammai，M.，Shaw，A.，Difoggio，D.，Gordon，B.，F(xiàn)erworn，K.和Ford，J.在論文“改進(jìn)地層采樣和測試效率-明天的原位PVT實(shí)驗(yàn)室”(Improving formation Sampling and TestingEfficiency-Tomorrow’s In-situ PVT Laboratory)中說明了一種控制樣品壓力的系統(tǒng)，例如壓力補(bǔ)償系統(tǒng)罐，該論文發(fā)表在2002年11月13-15目的第14屆深海岸技術(shù)國際年會上，本文引用其全部內(nèi)容作為參考。另見Kasap，E.，Huang，K.，Shwe，t.and Georgi，D.”Formation-Rate-Analysis TechniqueCombined Drawdown andBuildup Analysis for Wireline Formation Test Data”(地層-速率-分析技術(shù)有線地層測試數(shù)據(jù)的綜合水位降低和增加分析)，SPEREE，June1999，Vol 2，No.3，273，本文引用其全部內(nèi)容作為參考。又見美國臨時(shí)專利申請60/464,917，其由M.Shammai和J.Lee于2003年4月23日提出申請，標(biāo)題為“A Method and Apparatus for Pumping QualityControl Through Formation Rate Analysis Techniques”(通過地層速率分析技術(shù)用于泵唧質(zhì)量控制的方法和裝置)，本文引用其全部內(nèi)容作為參考；和美國臨時(shí)專利申請60/453,316，其由M.Shammai和J.Lee于2003年3月10日提出申請，標(biāo)題為“A Method and Apparatus forPumping Quality Control Through Formation Rate AnalysisTechniques”(通過地層速率分析技術(shù)用于泵唧質(zhì)量控制的方法和裝置)，本文引用其全部內(nèi)容作為參考。
該系統(tǒng)計(jì)算使樣品壓力保持高于所估計(jì)的泡點(diǎn)壓力所需的過壓量以及流體補(bǔ)償罐內(nèi)氮?dú)獾捏w積。
地層速率分析(FRAuSM)用于分析來自地層測試器的壓力數(shù)據(jù)，見Lee，J.和Michaels，J”Enhanced Wireline Formation Tests inLow-Permeability FormationsQuality Control through FormationRate Analysis”(提高的低滲透性地層中的有線地層測試通過地層速率分析進(jìn)行質(zhì)量控制)，SPE 60293，論文發(fā)表在2000年3月12-15日于丹佛召開的2000SPE落基山區(qū)/低滲透性儲集層會議上，本文引用其全部內(nèi)容作為參考。FRA通過用活塞拖動速率計(jì)算地層液流速率來進(jìn)行壓力數(shù)據(jù)分析，其中活塞拖動速率被流體可壓縮性效應(yīng)補(bǔ)償。當(dāng)泵體積可知時(shí)，F(xiàn)RA原理上能夠用于泵唧數(shù)據(jù)。泵唧數(shù)據(jù)的FRA分析提供了地層遷移率，并作為泵唧處理的質(zhì)量指示器。圖5顯示了泵壓和體積歷史的一部分502。點(diǎn)圖顯示，在450秒內(nèi)泵唧了2.2升。將FRA應(yīng)用到這些泵唧數(shù)據(jù)的結(jié)果如圖6所示。壓力對流速的FRA點(diǎn)圖602形成了一條直線。從該直線的斜率，我們計(jì)算泵唧時(shí)的遷移率。
FRA根據(jù)如下的方程計(jì)算(Kasap等，1999)Pi-P(t)=μkG0ri(Vsysct∂P(t)∂t+qpm)]]>其中Pi是地層壓力，G0是幾何因數(shù)，ri是探頭半徑，Vsys是工具流線體積(flowline volume)，qpm是泵速。在FRA分析期間，通過多重線性回歸計(jì)算流體的可壓縮性。一旦知道地層遷移率(k/μ)和流體泡點(diǎn)壓力，就能夠通過如下方程計(jì)算最大泵速qpm,max=kGOriμ(Pi-Pb)-Vsysct(∂P(t)∂t)Pb]]>因此，只要泵速低于由該方程指定的最大速率，泵唧時(shí)的流動壓力就將保持在泡點(diǎn)壓力之上。泵唧時(shí)的FRA遷移率優(yōu)選地周期性更新或者在每次泵回程時(shí)實(shí)時(shí)地更新，因?yàn)橛捎诹黧w粘性的變化或者地層滲透性的變化(例如，地層清除)會使遷移率改變。
美國專利No.5,635,631中公開了適合于本發(fā)明使用的有線工具，本文引用其全部內(nèi)容作為參考。本發(fā)明還能夠進(jìn)行低污染樣品的探測和收集。在用油基泥鉆的井內(nèi)，泵唧期間，連續(xù)的井下PV測試顯示泡點(diǎn)壓力隨著濾出物污染物的減少而增加。因此，連續(xù)測試中泡點(diǎn)壓力變化的程度能夠用作地層清除的指示器。圖7顯示了壓力-體積點(diǎn)圖1002，其是4次測試中的第2次。測試是在泵唧出1.65升之后執(zhí)行的，泡點(diǎn)壓力的估計(jì)值為15248psi。圖8顯示了泵唧出11.1升之后進(jìn)行的第四次PV測試結(jié)果。泡點(diǎn)壓力的估計(jì)值為15510psi。在這四次測試中，第一次PV測試顯示的泡點(diǎn)壓力與第二次相似，但第三次測試指示為15377psi。泡點(diǎn)壓力估計(jì)值增加表明，在第四次PV測試時(shí)，樣品污染仍在降低。當(dāng)泥濾出物污染物降低時(shí)，PV測試的泡點(diǎn)壓力會增加，因?yàn)樵秃写罅康臍怏w，但濾出物污染物沒有。
本發(fā)明還能夠提高井下PVT實(shí)驗(yàn)室操作，參考例如PVTMOD。Baker Atlas提供的PVTMOD服務(wù)根據(jù)有線地層測試和地球化學(xué)儲集層流體數(shù)據(jù)庫預(yù)測井下石油流體PVT性質(zhì)。PVTMOD服務(wù)于2002年被引入到地層采樣市場(Shammai等，2002)。模擬PVT分析由地球化學(xué)參數(shù)和壓力梯度計(jì)算而得，其中壓力梯度得自于使用Baker AtlasRCITM工具的地層壓力測試。該服務(wù)將PVT實(shí)驗(yàn)室?guī)У搅司逻M(jìn)行原位測試，同時(shí)使測試流體保持與真實(shí)儲集層條件盡可能地相似。
在PVTMOD系統(tǒng)中，來自有線地層測試器的地層壓力、溫度和壓力梯度與3個(gè)地球化學(xué)指示器(源巖芳香度(source rock aromaticity)，熱成熟度(thermal maturity)和生物降解)一起輸入。PVTMOD提供估測的PVT性質(zhì)，其獨(dú)立于泥污染物并且無需收集實(shí)體樣品即可獲得。通?？蛻舯仨毜却龢悠贩治鼋Y(jié)果，其可能要花6-8周并加上樣品運(yùn)輸時(shí)間。預(yù)測的流體性質(zhì)能夠使客戶很快地作出決定，無需等待實(shí)驗(yàn)室結(jié)果。
如圖9所示，PVMOD服務(wù)預(yù)測的流體性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果相當(dāng)。大多數(shù)計(jì)算的PVT性質(zhì)一致性良好，只有流體飽和壓力除外。一旦PVT從泥測井處理中獲得泥氣體數(shù)據(jù)，飽和壓力也測能夠進(jìn)一步加以改進(jìn)。得自于PVMOD的飽和壓力與由Baker Atlas RCITM井下工具執(zhí)行的井下泡點(diǎn)壓力測量結(jié)果相比，進(jìn)一步洞悉了儲集層流體相的行為。圖10圖解了本發(fā)明使用的滑動平均。
作為一種質(zhì)量控制檢查，通過比較在井下(在降流體泵入罐內(nèi)之前)獲得的泡點(diǎn)壓力與在實(shí)驗(yàn)室獲得的泡點(diǎn)壓力，發(fā)明能夠保證樣品的質(zhì)量不會在運(yùn)輸中降低。當(dāng)由于資金或操作因素不能獲取大量樣品時(shí)，可以執(zhí)行井下泡點(diǎn)測試以便確定流體成分是否隨深度而變化。
這樣，本發(fā)明提供了一種新穎的方法和裝置，用于從已有的P-V數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)泡點(diǎn)壓力。該新穎的泡點(diǎn)壓力確定方法和裝置與可壓縮性變化確定方法和目測檢查相結(jié)合，可以降低在確定泡點(diǎn)壓力Pb過程中的不確定性。
本發(fā)明還能夠在泵唧的同時(shí)由FRA獲得井下泡點(diǎn)壓力和泵唧遷移率，這保證樣品在泵唧期間不會發(fā)生相位分離。本發(fā)明進(jìn)一步能夠進(jìn)行連續(xù)的井下PV測試，其顯示隨著泥濾出物的減少，泡點(diǎn)壓力增加，因?yàn)樵秃写罅康臍怏w，而濾出物則沒有。
現(xiàn)在參考圖11，圖11-13總體地顯示了有線地層測試工具。工具13固定于防護(hù)電纜12的一個(gè)末端，并且深入到穿過地層的井筒10內(nèi)。電纜12能夠通過位于地表的絞盤伸入到井筒10內(nèi)。工具13包括支持靴(back-up shoe)和用于延伸靴的機(jī)構(gòu)，它們放置在外殼16內(nèi)，如17總體地顯示。外殼16還含有管形探頭18，其能夠選擇地延伸并與井筒壁10相接觸，這將進(jìn)一步加以解釋。樣品罐15能夠固定在外殼16的下端，并能夠選擇地與探頭18液壓連接，以便保存從地層回收的流體樣品。探頭18、支持靴17和選擇閥門(未顯示)位于用于操作探頭18和靴17的外殼16內(nèi)，其類型能夠是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，并能夠從與外殼16上端相連的液壓功率單元9接收液壓操作功率。
通過系統(tǒng)操作員向位于地表并與電纜電連接的控制電路23輸入命令信號能夠控制工具13的各種操作功能，包括延伸靴17和延伸探頭18，這能夠?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。命令信號能夠被位于外殼16內(nèi)的電子器件單元/處理器14解碼。正如將進(jìn)一步解釋的，工具13具有傳感器(未顯示)，用于測量與樣品室(圖11中未顯示)相連的液壓管線(圖11中未顯示)內(nèi)的壓力和體積。傳感器(未顯示)的測量結(jié)果作為電子器件單元/處理器14產(chǎn)生的電信號輸送到地表。在地表，通過也與電纜12電連接的信號處理器21解碼。解碼的信號重新形成能夠被系統(tǒng)操作員觀察的測量結(jié)果，并由與信號處理器21相連的記錄器22記錄。電子器件單元/處理器14執(zhí)行運(yùn)算并確定泡點(diǎn)壓力、可壓縮性和其它有關(guān)上面所討論的其它流體性質(zhì)的計(jì)算。
當(dāng)工具13被深入井筒10時(shí)，工具所處的深度由與電纜12相接觸的深度指示器加以指示，并測量電纜12伸入井筒10的量。當(dāng)確定出工具13位于目標(biāo)地層附近時(shí)，如11總體地顯示，系統(tǒng)操作員向控制電路23輸入命令，通過延伸支持靴17將工具13固定在該位置。然后伸展探頭18，從而能夠開始回收流體樣品。
能夠從目標(biāo)地層(圖11中的11)回收流體樣品的裝置通過參考圖12能夠更好地理解。如24總體地顯示，雙向液壓功率泵能夠受控地通過探頭(圖11所示的18)回收流體。如果系統(tǒng)操作員期望的話，則泵24能夠進(jìn)一步用于將流體釋放到樣品罐內(nèi)(圖11所示15)或井筒中(圖11所示10)。
泵24包括一個(gè)驅(qū)動氣缸44，其內(nèi)具有一個(gè)驅(qū)動活塞46。驅(qū)動活塞通過O環(huán)48或類似的密封器件與驅(qū)動氣缸44的內(nèi)壁密封。驅(qū)動活塞46的一側(cè)連接第一驅(qū)動連桿54，另一側(cè)連接第二驅(qū)動連桿56。第一驅(qū)動連桿54與第一泵唧活塞58的一側(cè)相連。第二驅(qū)動連桿56類似地與位于驅(qū)動活塞46另一側(cè)的并與第一泵唧活塞58相對的泵唧活塞60相連。第一58和第二60泵唧活塞的每一個(gè)分別位于驅(qū)動氣缸44相對端的第一66和第二68泵氣缸內(nèi)。驅(qū)動活塞46的軸向運(yùn)動被轉(zhuǎn)變成第一58和第二60泵唧活塞的等效軸向運(yùn)動，其意義將進(jìn)一步加以解釋。
通過選擇向驅(qū)動活塞46的一側(cè)或另一側(cè)施加液壓使驅(qū)動活塞46軸向運(yùn)動。液壓由位于液壓功率單元(圖11中9所示)內(nèi)的液壓泵104提供。液壓泵104與可控壓力調(diào)節(jié)器106相連，其提供液壓使驅(qū)動活塞46運(yùn)動。系統(tǒng)操作員通過向控制單元(圖11中23所示)輸入合適的命令能夠控制從調(diào)節(jié)器106釋放的壓力?？煽氐恼{(diào)節(jié)器釋放使系統(tǒng)操作員能夠大幅地控制驅(qū)動活塞46的運(yùn)動速率，因?yàn)檎鐚⑦M(jìn)一步解釋的，驅(qū)動活塞46必須克服流體壓力作用于驅(qū)動活塞上的力才能運(yùn)動。
從調(diào)節(jié)器106釋放的壓力提供給液壓管線102。管線102連接第一86和第二88選擇液壓閥門。選擇閥門86，88能夠由從控制電路(如圖11中的23所示)發(fā)送的并被電子器件單元/處理器(如圖11中的14所示)解碼的控制信號加以操作?？刂菩盘柛鶕?jù)系統(tǒng)操作員向控制電路23輸入的合適命令選擇出的泵24的功能使閥門86，88工作，這將進(jìn)一步加以解釋。
當(dāng)?shù)谝婚y門86打開時(shí)，液壓通過第一液壓控制管線82施加到驅(qū)動氣缸44的第一室50，該室一端的邊界是驅(qū)動活塞46，另一端是第一泵唧活塞58。第一泵氣缸66的直徑，于是第一泵唧活塞58的直徑(以及它們的橫截面積)小于驅(qū)動活塞46的直徑(橫截面積)。因此，第一驅(qū)動室50內(nèi)液壓對驅(qū)動活塞46施加的力大于對第一泵唧活塞58施加的導(dǎo)致驅(qū)動活塞46運(yùn)動的力，并且前面已經(jīng)說明的與其相連的所有部件均沿著第二泵氣缸68的方向。液壓油(未顯示)還存在于第二驅(qū)動室52內(nèi)，該室位于驅(qū)動活塞46的相對側(cè)，其一端以驅(qū)動活塞46為界，另一端以第二驅(qū)動活塞60為界。當(dāng)驅(qū)動活塞46朝著第二泵氣缸68移動時(shí)，第二驅(qū)動室52內(nèi)的液壓油通過第二驅(qū)動管線84轉(zhuǎn)移到第二排放管線92內(nèi)，第二排放管線92通過一個(gè)由導(dǎo)閥操作的止回閥門96與液壓油供應(yīng)罐(未顯示)相連。止回閥門96通過來自管線102的操作液壓保持開放，該壓力通過與第一液壓管線82相連的控制管線98施加。如94所示，一個(gè)相似的相對連接的止回閥門通過控制線100連接第二液壓管線84，并且如將進(jìn)一步解釋的，當(dāng)驅(qū)動活塞46沿相反方向運(yùn)動時(shí)，將第一液壓管線82排放到供應(yīng)罐(未顯示)。
通過關(guān)閉第一閥門86并開啟第二閥門88，借此通過第二液壓管線84向第二驅(qū)動室52施加液壓，能夠使驅(qū)動活塞46的運(yùn)動方向反轉(zhuǎn)。如果系統(tǒng)操作員指示控制電路23連續(xù)地操作泵24，則兩個(gè)閥門86、88的操作能夠自動執(zhí)行。第二泵唧活塞60的直徑能夠基本上與第一泵唧活塞58相同，借此使直徑小于驅(qū)動活塞46。因此，施加到第二驅(qū)動室52的液壓使驅(qū)動活塞46朝著第一泵氣缸66運(yùn)動。如前所述，第二管線84上的壓力還通過控制管線100傳導(dǎo)，使94處的由導(dǎo)閥操作止回閥門開放，其能夠?qū)⒌谝或?qū)動室50排放到供應(yīng)罐(未顯示)。
驅(qū)動活塞46的軸向運(yùn)動，其正如前面已經(jīng)解釋的，被轉(zhuǎn)變成第一58和第二60泵唧活塞的等效軸向運(yùn)動，導(dǎo)致第一62和第二64泵室的體積發(fā)生相應(yīng)的變化。泵室62、64能夠選擇地與探頭18液壓相連，以便從地層回收流體，這將進(jìn)一步加以解釋。
本發(fā)明能夠直接確定第一62和第二64泵室的體積，其一個(gè)特殊的裝置是位移傳感器(displacement sensor)，其在本實(shí)施例中能夠是一個(gè)位于驅(qū)動氣缸44內(nèi)并通過接線109與驅(qū)動活塞46相連的線性電位計(jì)111。驅(qū)動活塞46的軸向運(yùn)動直接導(dǎo)致電位計(jì)111施加給信號線路107的電阻發(fā)生相應(yīng)的變化。施加給信號線路107的電阻在電子器件單元/處理器(如圖11的14所示)內(nèi)被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號，該信號可在電子器件單元/處理器14或信號處理器(如圖11的21所示)內(nèi)解碼并轉(zhuǎn)變成驅(qū)動活塞46的位置的測量結(jié)果，借此變成某個(gè)泵室62、64的確切體積，因?yàn)樗腥齻€(gè)活塞46、58、60的軸向運(yùn)動都是等價(jià)的。可以預(yù)期，其它用于測量驅(qū)動活塞46或第一58或第二60活塞的軸向運(yùn)動(借此測量泵唧室62、64的體積)的裝置也可以采用，例如位于某個(gè)驅(qū)動室50或52內(nèi)的聲音傳播時(shí)間傳感器。本發(fā)明的線性電位計(jì)111只是作為一種便利的方式加以使用，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為對用于確定泵唧室62、64體積的裝置具有明確的限制。
第二泵唧室64內(nèi)的溫度能夠通過溫度傳感器109A加以測量。溫度傳感器109A能夠是任何本領(lǐng)域已知的可以在非常高的壓力下工作的類型。選擇地，溫度傳感器109A能夠與一個(gè)流體管線相連，該流體管線將止回閥門(如80和74所示)與第二泵唧室64相連。止回閥門將進(jìn)一步加以解釋。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，溫度傳感器109A能夠是任何可產(chǎn)生相應(yīng)于傳感器109A所處溫度的電信號的類型。來自傳感器109A的電信號能夠傳導(dǎo)到電子器件單元14，以傳輸?shù)接涗浧?2。通過溫度傳感器109A獲得的測量結(jié)果的使用將進(jìn)一步加以解釋。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢特點(diǎn)是，驅(qū)動活塞46的運(yùn)動速率能夠通過系統(tǒng)操作員加以控制。如前所述，驅(qū)動活塞46必須提出足夠的力量以克服泵唧室62、64內(nèi)由于地層(如圖11的11所示)液壓導(dǎo)致的對其各個(gè)泵唧活塞58、60的反作用力，以便使之運(yùn)動。施加給驅(qū)動活塞46的液壓大小由系統(tǒng)操作員通過調(diào)節(jié)器106加以控制。因此有可能以剛好克服地層液壓對泵唧活塞58、60的作用的液壓操作驅(qū)動活塞46，這使得驅(qū)動活塞46極其緩慢地運(yùn)動。非常緩慢地移動驅(qū)動活塞46減小了泵唧室62、64的體積與液壓之間的關(guān)系不可探測的微小變化的可能性，以及其它的可能性。
當(dāng)開始從地層(如圖11的11所示)回收樣品時(shí)，驅(qū)動活塞46典型地布置成，使第一58或第二60泵唧活塞完全延伸到其相應(yīng)的泵唧室62或64。通過向合適的驅(qū)動室50或52(鄰近泵唧活塞58或60完全延伸進(jìn)去的被完全壓縮的泵室)施加液壓開始回收樣品，在驅(qū)動室內(nèi)，活塞46運(yùn)動，相應(yīng)地移動泵唧活塞58、60，借此增加完全壓縮泵唧室62或64的體積。
第一62和第二64泵唧室分別與第一72和第二74入口止回閥門相連，當(dāng)各個(gè)泵唧室62或64處于膨脹沖程時(shí)，兩個(gè)閥門都能夠使來自探頭(如圖11的18所示)的液流進(jìn)入入口液流管線70(其如18A所示，與探頭18相連)。入口液流管線70進(jìn)一步與高精度壓力傳感器108(其自身與電子器件單元/處理器14相連)相連，該傳感器能夠基本上連續(xù)地測量液流管線70內(nèi)的壓力。本發(fā)明對傳感器108獲得的壓力測量結(jié)果的使用將進(jìn)一步加以解釋。
在室62或64其中一個(gè)排放沖程期間，相應(yīng)地在相對室64或62的膨脹沖程期間，來自壓縮室62或64的釋放分別通過第一78和第二80釋放止回閥門導(dǎo)入到排放管線76。排放管線76能夠選擇地與樣品罐(如圖11的15所示)液壓連接而釋放到井筒內(nèi)，或者排放管線76能夠在其末端液壓封閉。排放管線76的選擇連接能夠通過如120所示的四通螺線管操作閥加以執(zhí)行。螺線管能夠響應(yīng)由系統(tǒng)操作員輸入到控制電路(如圖11中的23)中的命令而工作。螺線管的工作能夠使閥門120上的共用端口120D與通向井筒10的第一選擇端口120A相連，與連接樣品罐15的第二選擇端口120B相連，或者與封閉的第三選擇端口120C相連。
如果系統(tǒng)操作員期望，例如，用由探頭18回收的流體填充樣品罐15，則可以使泵24連續(xù)地工作直到罐15被閥門86、88和120的自動選擇操作充滿為止。自動閥門控制能夠通過控制電路(如圖11的23所示)加以執(zhí)行。
108A所示的第二壓力傳感器能夠在四通閥120共用端口120A之前的連接位置處液壓連接排放管線76。第二傳感器108A的目的將進(jìn)一步加以解釋。
現(xiàn)在已經(jīng)解釋了用于從目標(biāo)地層(圖11中的11)可控地回收流體樣品的手段，能夠表征流體特征的本發(fā)明的方法如上所述。
如本文前面所述，樣品能夠通過泵(如圖12的24所示)回收到入口管線(如圖12的70所示)。通過入口管線70回收并在吸納沖程中進(jìn)入其中一個(gè)泵室(圖12的62和64所示)的流體樣品，能夠?qū)ζ湟徊糠诌M(jìn)行測試。樣品測試的開始，是由系統(tǒng)操作員向控制電路(圖11的23)輸入命令操作四通閥(圖12中的120)，從而液壓關(guān)閉排放管線(圖12中的76)。關(guān)閉排放管線76使樣品保持可控的體積?？煽氐捏w積包括一個(gè)正在吸入流體的泵唧室(62或64)的體積和遠(yuǎn)至四通閥120的排放管線76的體積。
正如將加以解釋的，通過如前所述地沿著反方向操作泵24，從而擴(kuò)大流體樣品的體積，能夠連續(xù)地進(jìn)行測試。當(dāng)樣品膨脹時(shí)，系統(tǒng)操作員能夠?qū)毫M(jìn)行觀察。如本文前面所述，排放管線76的壓力由第二傳感器(圖12的108A)加以測量。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖13A-D，其顯示了電子器件單元/處理器14執(zhí)行的功能的流程圖，并說明了本發(fā)明實(shí)例的相關(guān)方法和裝置。功能的執(zhí)行不需要按照圖13A-13D的順序執(zhí)行。如框圖1210所示，本發(fā)明執(zhí)行將一個(gè)曲線與流體壓力相對于體積的數(shù)據(jù)點(diǎn)的一集合進(jìn)行擬合的功能。在框圖1212，本發(fā)明執(zhí)行用于計(jì)算曲線所代表函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)的功能。在框圖1214，本發(fā)明執(zhí)行用于估計(jì)二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)的功能。
在框圖1216，本發(fā)明執(zhí)行用于根據(jù)二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)確定流體性能的功能。在框圖1218，本發(fā)明執(zhí)行用于計(jì)算與二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)有關(guān)的壓力的功能。在框圖1220，本發(fā)明執(zhí)行用于根據(jù)二階導(dǎo)數(shù)為極值的點(diǎn)確定流體性能的功能。在框圖1222，本發(fā)明執(zhí)行如下的功能，其中流體的性質(zhì)包括至少兩個(gè)泡點(diǎn)，該方法進(jìn)一步包括從二階導(dǎo)數(shù)為零和極值的點(diǎn)估計(jì)第一泡點(diǎn)。在框圖1224，本發(fā)明執(zhí)行用于從二階導(dǎo)數(shù)為零的第二點(diǎn)估計(jì)第二泡點(diǎn)的功能。
在框圖1226，本發(fā)明執(zhí)行如下功能，其中估計(jì)斜率為零的點(diǎn)的步驟目測地執(zhí)行。在框圖1228，本發(fā)明執(zhí)行用于比較第一泡點(diǎn)壓力與第二泡點(diǎn)壓力，從而估計(jì)第一泡點(diǎn)壓力計(jì)算的精確度的功能。在框圖1230，本發(fā)明執(zhí)行如下的功能，其中該性質(zhì)中包括濾出物，并且其中流體包括來自井筒的樣品。在框圖1232，本發(fā)明執(zhí)行用于將該性質(zhì)與通過直接測試確定的性質(zhì)進(jìn)行比較的功能。
在框圖1234，本發(fā)明執(zhí)行如下的功能，其中對至少一個(gè)方程使用擬合的滾動系列。在框圖1236，本發(fā)明執(zhí)行如下的功能，其中擬合曲線的步驟以N個(gè)點(diǎn)為間隔執(zhí)行。在框圖1238，本發(fā)明執(zhí)行用于選擇點(diǎn)的第一集合的功能。在框圖1240，本發(fā)明執(zhí)行用于將一個(gè)曲線與第一集合的點(diǎn)進(jìn)行擬合的功能。在框圖1242，本發(fā)明執(zhí)行用于選擇點(diǎn)的第二集合的功能，點(diǎn)的第二集合包括點(diǎn)的第一集合的子集。在框圖1244，本發(fā)明執(zhí)行用于將一個(gè)曲線與第二集合的點(diǎn)擬合的功能。在框圖1246，本發(fā)明執(zhí)行用于將一曲線的集合與流體壓力相對于體積的數(shù)據(jù)點(diǎn)的一集合進(jìn)行擬合的功能。在框圖1248，本發(fā)明執(zhí)行用于計(jì)算代表這一曲線集合的函數(shù)集合的二階導(dǎo)數(shù)的功能。在框圖1250，本發(fā)明執(zhí)行用于比較函數(shù)的集合的二階導(dǎo)數(shù)從而確定流體性質(zhì)的功能。在框圖1252，本發(fā)明執(zhí)行如下的功能，其中比較步驟包括定位極值。在框圖1252，本發(fā)明執(zhí)行如下的功能，其中極值被局部化。在框圖1254，本發(fā)明執(zhí)行如下功能，其中性質(zhì)是一個(gè)泡點(diǎn)，并且其中比較步驟包括定位二階導(dǎo)數(shù)的極值。在框圖1256，本發(fā)明執(zhí)行用于確定與極值有關(guān)的壓力的功能。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的方法作為一系列計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令加以實(shí)現(xiàn)，這些指令存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，包括ROM，RAM，CD ROM，閃存或任何其它的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，無論是現(xiàn)在已知還是未知的，只要其執(zhí)行時(shí)能夠使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法即可。
盡管前面的討論是通過本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以有各種的修改。我們預(yù)期使在附加權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有改變都包含在前述的公開內(nèi)。本發(fā)明更重要的特征的實(shí)例都是非常泛泛地概述的，以便能夠更好地理解其詳細(xì)說明，以及有利于評估該技術(shù)。當(dāng)然，本發(fā)明還有另外的特點(diǎn)，這將在權(quán)利要求書中加以說明，并構(gòu)成附加權(quán)利要求的主題。
權(quán)利要求
1.一種用于確定流體性質(zhì)的方法，包括用曲線擬合流體的壓力-體積數(shù)據(jù)點(diǎn)的集合；計(jì)算代表該曲線的函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)；和估計(jì)二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中流體的性質(zhì)包括泡點(diǎn)，并進(jìn)一步包括根據(jù)二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)確定流體性質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中確定性質(zhì)的步驟包括計(jì)算與二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)有關(guān)的壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中流體的性質(zhì)包括泡點(diǎn)，并進(jìn)一步包括根據(jù)二階導(dǎo)數(shù)為極值的點(diǎn)確定流體的性質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中流體的性質(zhì)包括至少兩個(gè)泡點(diǎn)，該方法進(jìn)一步包括由二階導(dǎo)數(shù)為零和極值的點(diǎn)估計(jì)第一泡點(diǎn)；和由二階導(dǎo)數(shù)為零的第二點(diǎn)估計(jì)第二泡點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中估計(jì)斜率為零的點(diǎn)的步驟是目測進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括將第一泡點(diǎn)壓力與第二泡點(diǎn)壓力進(jìn)行比較，以估計(jì)第一泡點(diǎn)壓力計(jì)算的精確度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述性質(zhì)是濾出物的存在，并且其中流體包括來自井筒的樣品。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括將該性質(zhì)與通過直接測試確定的性質(zhì)進(jìn)行比較。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中擬合曲線的步驟進(jìn)一步包括對至少一個(gè)方程使用擬合的滾動系列。根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中擬合曲線步驟是對N個(gè)點(diǎn)的間隔執(zhí)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中擬合曲線的步驟進(jìn)一步包括選擇點(diǎn)的第一集合；用曲線擬合第一集合的點(diǎn)；選擇含有第一集合的點(diǎn)的子集的第二集合的點(diǎn)；和用曲線擬合第二集合的點(diǎn)。
12.一種用于確定流體性質(zhì)的方法，包括用曲線的集合擬合流體的壓力-體積數(shù)據(jù)點(diǎn)的集合；計(jì)算代表該曲線集合的函數(shù)集合的二階導(dǎo)數(shù)；和比較該函數(shù)集合的二階導(dǎo)數(shù)以確定流體性質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中比較步驟包括定位極值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中極值是局部化的。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述性質(zhì)是泡點(diǎn)，并且其中比較步驟包括定位二階導(dǎo)數(shù)的極值；和確定與極值有關(guān)的壓力。
16.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其含有當(dāng)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)執(zhí)行用于確定流體性質(zhì)的方法的指令，該方法包括用曲線擬合流體的壓力-體積數(shù)據(jù)點(diǎn)的集合；計(jì)算代表曲線的函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)；和估計(jì)二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中流體性質(zhì)包括泡點(diǎn)，并且進(jìn)一步包括根據(jù)二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)確定流體的性質(zhì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中確定性質(zhì)的步驟包括計(jì)算與二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)有關(guān)的壓力。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中流體性質(zhì)包括至少兩個(gè)泡點(diǎn)，該方法進(jìn)一步包括由二階導(dǎo)數(shù)為零和極值的點(diǎn)估計(jì)第一泡點(diǎn)；和由二階導(dǎo)數(shù)為零的第二點(diǎn)估計(jì)第二泡點(diǎn)。
20.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其含有當(dāng)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)執(zhí)行用于確定流體性質(zhì)的方法的指令，該方法包括用曲線集合擬合流體的壓力-體積數(shù)據(jù)點(diǎn)的集合；計(jì)算代表曲線集合的函數(shù)集合的二階導(dǎo)數(shù)；和比較函數(shù)集合的二階導(dǎo)數(shù)以確定的流體的性質(zhì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中該比較步驟包括定位極值。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中極值是局部化的。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所述性質(zhì)是泡點(diǎn)，并且其中該比較步驟包括定位二階導(dǎo)數(shù)的極值；和確定與極值有關(guān)的壓力。
24.一種用于確定流體性質(zhì)的裝置，包括處理器，其被編程為用曲線擬合流體的壓力-體積數(shù)據(jù)點(diǎn)的集合，計(jì)算代表該曲線的函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)；和估計(jì)二階導(dǎo)數(shù)斜率為零的點(diǎn)；和輸出器件，其與估計(jì)性質(zhì)的處理器數(shù)據(jù)聯(lián)系，由此該性質(zhì)的估計(jì)被傳送。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的裝置，其中輸出器件包括打印機(jī)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的裝置，進(jìn)一步包括有線工具，其包括與處理器數(shù)據(jù)聯(lián)系的流體收集器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中有線工具是一種主要由a)采樣工具和b)測試工具構(gòu)成的套件的部件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種客觀的泡點(diǎn)壓力確定方法，其能夠使用井下PV(壓力體積)測試結(jié)果，例如泡點(diǎn)壓力的原位測量結(jié)果，作為采樣的質(zhì)量控制參數(shù)。本發(fā)明提供了一種方法和裝置，用于將數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合成曲線并使這些點(diǎn)在N個(gè)點(diǎn)的范圍內(nèi)變得平滑。確定曲線的導(dǎo)數(shù)以獲得峰值加速度。峰值加速度表示泡點(diǎn)壓力。該泡點(diǎn)壓力通過與流體可壓縮性的變化以及壓力－體積點(diǎn)圖歷史的目測結(jié)果進(jìn)行比較加以驗(yàn)證。
文檔編號G01N13/02GK1826455SQ200480021069
公開日2006年8月30日 申請日期2004年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者羅科·迪弗吉奧, 約翰·M.·邁克爾斯, 李在東 申請人:貝克休斯公司