接收并測量來自巖心樣品的排出氣體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體涉及鉆井操作，并且更具體地涉及接收并測量來自巖心樣品的排出氣體。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如石油和天然氣的烴常常駐留在地下地質(zhì)地層內(nèi)的各種形式中。常常，取巖心工具被用來獲取從感興趣地層取得的巖石的代表樣品。所獲取的此類巖石樣品通常被稱為“巖心樣品”。巖心樣品的分析和研究使工程師和地質(zhì)學家能夠評估重要的地層參數(shù)，諸如儲層存儲容量、形成地層的巖石的流動潛力、駐留在地層中的可恢復烴或礦物質(zhì)的組分以及巖石的殘余水飽和水平。例如，關(guān)于流體的量的信息可用于完井項目的隨后設(shè)計和實現(xiàn)中，所述完井項目實現(xiàn)基于從巖心樣本獲取的數(shù)據(jù)被確定為在經(jīng)濟上有吸引力的被選擇的地層和區(qū)域的生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0003]通過部分地參考以下描述和附圖可理解本公開的一些具體的示例性實施方案。
[0004]圖1A和圖1B為示出根據(jù)本公開的多個方面的示例性鉆井系統(tǒng)的圖。
[0005]圖2為示出根據(jù)本公開的多個方面的另一示例性鉆井系統(tǒng)的圖。
[0006]盡管本公開的實施方案已經(jīng)得以描繪和描述并且通過參考本公開的示例性實施方案來加以限定，但是所述參考并不暗示對本公開的限制，并且不能推斷出這樣的限制。如本領(lǐng)域中的技術(shù)人員以及受益于本公開的人員將想到，所公開的標的物能夠在形式和功能上存在許多修改、變更和等效形式。所描繪和描述的本公開的實施方案僅為示例性的，并非詳盡說明本公開的范圍。
【具體實施方式】
[0007]本公開總體涉及鉆井操作，并且更具體地及接收并測量來自巖心樣品的排出氣體。
[0008]本文詳細描述本公開的說明性實施方案。為了清晰起見，并非實際實現(xiàn)形式的所有特征都在本說明書中進行描述。當然應(yīng)該理解的是，在任何這種實施方案的開發(fā)中，必須做出許多實現(xiàn)特定的決定以獲得特定的實現(xiàn)目標，這些目標因不同的實現(xiàn)而不同。此外，應(yīng)該理解的是，這種開發(fā)努力可能是復雜且耗時的，但是仍將是受益于本公開的本領(lǐng)域一般技術(shù)人員的常規(guī)任務(wù)。
[0009]為了促進更好理解本公開，給出某些實施方案的以下實例。以下實例決不應(yīng)被理解為限制或限定本公開的范圍。本公開的實施方案可應(yīng)用于鉆井操作，所述鉆井操作包括但不限于目標(諸如鄰近的井)跟蹤，目標交叉，目標定位，諸如在SAGD(蒸汽輔助重力泄油)井結(jié)構(gòu)中的井結(jié)對，針對井噴井而鉆井減壓鉆井，跨河，結(jié)構(gòu)隧道開挖，以及水平、垂直、偏離、多邊、u形管連接、交叉、繞過(在中深被卡的落物周圍鉆井并返回到井下方)，或者任何類型地下地層中的其他非線性井筒。實施方案可應(yīng)用于注入井和生產(chǎn)井，包括自然資源生產(chǎn)井例如硫化氫、烴類或地熱井；以及用于過河隧道的鉆孔建設(shè)和其他用于接近地面建設(shè)目的或用于流體比如烴類輸送的U形管的管道的其他這樣的隧道鉆孔。下面關(guān)于一種實現(xiàn)描述的實施方案不欲具有限制性。
[0010]現(xiàn)代石油鉆井和生產(chǎn)操作需要與井下參數(shù)和條件相關(guān)的信息。存在幾種用于井下信息收集的方法，包括隨鉆測井(“LWD”)和隨鉆測量(“MWD”)。在LWD中，數(shù)據(jù)通常在鉆井過程期間收集，從而避免移除鉆井組件以插入線纜測井工具的任何需要。因此LWD允許鉆機做出精確實時的修改或更正以優(yōu)化性能同時最小化停機時間。MWD是用于當鉆井繼續(xù)時，測量井下關(guān)于鉆井組件的運動和位置條件的術(shù)語。LWD更注重于地層參數(shù)測量。雖然在MWD和LWD之間可能存在區(qū)別，但是術(shù)語MWD和LWD經(jīng)常交換地使用。為了本公開的目的，使用術(shù)語LWD時應(yīng)理解這個術(shù)語包含地層參數(shù)的收集和與鉆井組件運動和位置相關(guān)的信息的收集。
[0011]如本文所使用的術(shù)語“耦接”旨在意指間接或直接連接。因此，如果第一裝置耦接至第二裝置，所述連接可以是通過直接連接或通過借由其他裝置和連接進行的間接機械或電連接。類似地，如本文所使用的術(shù)語“通信地親接(communicatively coupled) ”旨在意指直接或間接通信連接。這樣的連接可以是有線或無線連接，例如像，以太網(wǎng)或LAN。這樣的有線或無線連接對本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的并因此在本文將不再詳細論述。因此，如果第一裝置通信地耦接至第二裝置，所述連接可以是通過直接連接或通過借由其他裝置和連接進行的間接的通信連接。如本文中使用的不定冠詞“一種/ 一個”被定義為意為其引入的一個或一個以上元件。如在權(quán)利要求以及本公開中使用的術(shù)語“氣體”或“流體”不是限制性的并且被互換地用來描述氣體、液體或任何其他類型的流體。
[0012]圖1A和圖1B為示出根據(jù)本公開的多個方面的示例性鉆井系統(tǒng)100的圖。鉆井系統(tǒng)100包括定位在地層104上方的地面103上的鉆塔101。雖然圖1示出的鉆塔101在陸地上，但鉆塔101也可以在海上使用，并且地面103包括鉆井平臺。鉆塔101可被耦接至鉆井組件105，所述鉆井組件105在地層104中的鉆孔106內(nèi)。鉆井組件105可以包括鉆柱107和底孔組件(BHA)108。如下文將描述的，鉆柱107可包括多個管狀節(jié)段，所述多個管狀節(jié)段被串聯(lián)地耦接以便限定內(nèi)徑，通過所述內(nèi)徑鉆液可被栗送。BHA 108可包括遙測系統(tǒng)109、記錄模塊122、井下控制器110、巖心樣品組件111以及鉆頭112。
[0013]遙測系統(tǒng)109可以通過泥漿脈沖、有線通信或無線通信與地面控制單元113通信。地面控制單元113可包括，例如，耦接至存儲器裝置的微處理器或控制器，所訴存儲器裝置包含一組指令。所述組指令在被處理器執(zhí)行時可致使所述處理器執(zhí)行特定動作。地面控制單元113可以使用泥漿脈沖或在遙測系統(tǒng)109處接收的其他通信介質(zhì)向BHA 108的元件傳遞命令。同樣地，遙測系統(tǒng)109可以從BHA 108中的元件向地面控制單元113傳遞信息。例如，在BHA 108內(nèi)取得的地層104和鉆孔106的井下測量可通過遙測系統(tǒng)109傳遞至地面控制單元113。
[0014]類似于地面控制單元113，井下控制器110可包括耦接至存儲器裝置的微處理器或控制器。井下控制器108可向BHA 108內(nèi)的元件發(fā)布命令。可響應(yīng)于來自地面控制單元113的單獨命令發(fā)布所述命令，或者井下控制器110可在未受到地面控制單元113提示的情況下發(fā)布所述命令。在某些實施方案中，如下文將描述的，BHA 108的元件可包括電栗和可致動閥，所述電栗和可致動閥可響應(yīng)于由井下控制器110或者地面控制單元113發(fā)布的命令。
[0015]鉆井操作期間，鉆井液可從地面儲庫114通過管道115被栗送入鉆柱107。鉆井液可流過鉆柱107并且從鉆頭112退出，潤滑并冷卻鉆頭112的切割表面并且將鉆肩從鉆頭112攜帶到地面103。鉆井液可通過在鉆井組件105與鉆孔106的壁之間的環(huán)116回到地面103。鉆井液可通過與環(huán)116流體連通的流動管道117回到地面儲庫114。
[0016]鉆井操作可導致圓柱形的巖心樣品151從地層104取得。鉆頭112可包括具有中心開口的取巖心鉆頭。鉆頭112可具有環(huán)繞中心開口的切割元件。隨著鉆頭112旋轉(zhuǎn)并且切割進入地層104，它可通過切割巖心樣品151周圍的地層104，但不是地層104的形成巖心樣品151的部分來形成圓柱形巖心樣品151。在某些實施方案中，巖心樣品151可在地面103收回以便執(zhí)行不能在井下執(zhí)行的測試。在回到地面103的過程中，巖心樣品可能經(jīng)受其壓力、溫度或者幾何形狀的原始條件的變化，所述變化可允許流體和/或氣體從巖心樣品151中排出進入鉆井組件105和鉆孔106內(nèi)的鉆井液中。
[0017]根據(jù)本公開的多個方面，巖心樣品151可被捕獲在管狀元件118中，并且具體地是在巖心室150。巖心室150可包括位于管狀元件118內(nèi)的一個室，所述室向鉆孔106敞開并且基本上與鉆頭112中的中心開口對準。一旦巖心樣品151被形成，它可與來自鉆井操作的鉆井液152—起在巖心室150中被捕獲。鉆井液152可至少部分地充滿巖心室150。巖心樣品151可在其移動至地面時保留在巖心室150內(nèi)。在鉆井系統(tǒng)100中，巖心樣品151可被移動至地面并通過從鉆孔106 “放入”或移除鉆井組件105被收回。從巖心樣品150排出的氣體可懸浮在鉆井液152內(nèi)，如同由巖心室150中的氣泡153所指示的。氣體-鉆井液分離器156可與巖心室150流體連通，可接收排出氣體153與鉆井液152的懸浮體中的排出氣體153，并且可將所述排出氣體153與所述鉆井液分離用于存儲和測試。
[0018]在所示出的實施方案中，管狀元件118包括巖心樣品組件111的內(nèi)筒組件。巖心樣品組件111可還包括外筒119，內(nèi)筒組件118被至少部分地設(shè)置在所述外筒119中形成環(huán)120。內(nèi)筒組件118可通過轉(zhuǎn)環(huán)組件121旋轉(zhuǎn)地耦接至外