用于測(cè)定鉆井液含氣量的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測(cè)定鉆井液含氣量的系統(tǒng)，以及一種用于測(cè)定鉆井液含氣量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。在頁巖氣勘探開發(fā)過程中，頁巖氣含量是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)參數(shù)。
[0003]在鉆井施工過程中，在近平衡鉆井條件下，當(dāng)巖心和巖屑在離開井底時(shí)，由于所處的壓力、溫度等物理?xiàng)l件的變化，巖心或巖屑中的氣體會(huì)發(fā)生解吸、逸散，在至井口之前，氣體會(huì)直接解吸或逸散到鉆井液中。因此，測(cè)定鉆井液中的氣體含量，對(duì)確定頁巖氣的逸散量，乃至頁巖含氣量具有重要的油氣地質(zhì)意義。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中一種用于測(cè)定鉆井液含氣量的系統(tǒng)包括脫氣器以及通過氣測(cè)管線與脫氣器密封連通的氣相色譜儀。一種測(cè)量方法是將脫氣器放在井口，利用在井口的脫氣器，將鉆井液中的氣體脫出，通過氣測(cè)管線將脫出的氣體送到氣相色譜儀或其他氣體分析設(shè)備中分析氣體總量和成分組成。另一種測(cè)量方法是按照一定的時(shí)間(或鉆井深度)間隔或根據(jù)需要，在井口采集一定量的鉆井液，將這些鉆井液放到脫氣器中進(jìn)行脫氣，然后利用氣相色譜儀或其他氣體分析設(shè)備對(duì)脫出的氣體進(jìn)行總量及成分組成分析。但是，由于氣體在鉆井液中有游離、溶解或吸附等賦存方式，而且氣體的脫出程度(或脫出效率)也會(huì)受鉆井液的粘度、密度及成分等多種因素影響，因此，很難將鉆井液中的氣體全部脫出，使得鉆井液含氣量的檢測(cè)誤差較大。
[0005]因此，如何解決鉆井液含氣量的檢測(cè)誤差較大的問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員的攻關(guān)方向之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種可以提高鉆井液含氣量的檢測(cè)準(zhǔn)確率的測(cè)定系統(tǒng)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的用于測(cè)定鉆井液含氣量的系統(tǒng)，包括:
[0008]容器，所述容器包括密封腔體、用于將鉆井液注入所述密封腔體的進(jìn)液口、用于將與鉆井液中氣體性質(zhì)相近或相同的參照氣體注入所述密封腔體的進(jìn)氣口，以及用于將參照氣體和鉆井液中的氣體從所述密封腔體排出的出氣口，其中，參照氣體和鉆井液能夠在所述密封腔體中充分混合；
[0009]與所述容器的出氣口密封連通的氣體分析裝置，用于分析參照氣體及鉆井液中氣體的組分和含量；
[0010]設(shè)在連通所述容器和所述氣體分析裝置的管路上的真空泵；
[0011]計(jì)算裝置，用于根據(jù)參照氣體的初始量、參照氣體的脫出量以及脫出氣體總量而得到鉆井液含氣量。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括用于對(duì)所述容器的密封腔體加熱的加熱裝置。
[0013]在本發(fā)明的系統(tǒng)中，所述加熱裝置包括容納有導(dǎo)熱介質(zhì)的容納槽以及用于加熱導(dǎo)熱介質(zhì)的加熱件，其中所述容器放在所述容納槽中，且由導(dǎo)熱材料制成。
[0014]在本發(fā)明的系統(tǒng)中，所述容器的進(jìn)氣口位于所述容器的下部，而所述容器的出氣口位于所述容器的上部。
[0015]在本發(fā)明的系統(tǒng)中，所述參照氣體為乙炔。
[0016]在本發(fā)明的系統(tǒng)中，所述加熱裝置的加熱溫度為70°C _80°C。
[0017]在本發(fā)明的系統(tǒng)中，所述計(jì)算裝置構(gòu)造成通過下式來計(jì)算鉆井液中氣體含量:
[0018]C=脫出氣體量/(脫出參照氣體量/注入?yún)⒄諝怏w量)；
[0019]其中，C為鉆井液中的氣體含量。
[0020]在本發(fā)明的系統(tǒng)中，鉆井液占所述容器的密封腔體體積的70% -85%。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的使用上述中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)測(cè)定鉆井液含氣量的方法，包括:
[0022]在井口采集鉆井液，并將鉆井液注入容器中；
[0023]將參照氣體注入容器，并與鉆井液充分混合；
[0024]將參照氣體和鉆井液中的氣體排入氣體分析裝置，分析出參照氣體以及鉆井液中氣體的成分和含量；
[0025]根據(jù)參照氣體的初始量、參照氣體的脫出量以及脫出氣體總量計(jì)算出鉆井液含氣量。
[0026]在本發(fā)明的方法中，將參照氣體注入容器之后，將鉆井液中氣體和參照氣體排入氣體分析裝置之前還包括對(duì)容器進(jìn)行加熱。
[0027]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的用于測(cè)定鉆井液含氣量的系統(tǒng)包括容器、氣體分析裝置、真空泵及計(jì)算裝置。容器包括密封腔體，用于將鉆井液注入密封腔體的進(jìn)液口，用于將與鉆井液中氣體性質(zhì)相近或相同的參照氣體注入密封腔體的進(jìn)氣口以及用于將參照氣體和鉆井液中的氣體從密封腔體排出的出氣口。當(dāng)將參照氣體注入容器后，使參照氣體與鉆井液充分混合。氣體分析裝置與容器的出氣口密封連通，用于分析參照氣體以及鉆井液中氣體的組分和含量。真空泵設(shè)在連通容器和氣體分析裝置的管路上，用于抽出管路中的氣體，使管路中形成負(fù)壓，從而使容器中的氣體從管路中流入氣體分析裝置中。計(jì)算裝置用于根據(jù)參照氣體的初始量、參照氣體的脫出量以及脫出氣體總量而得到鉆井液含氣量。由于參照氣體與鉆井液中的氣體受鉆井液的影響相同或相近，因此，利用參照氣體作為對(duì)比計(jì)算出鉆井液中氣體的含量，可以提高鉆井液含氣量的檢測(cè)準(zhǔn)確率。
【附圖說明】
[0028]在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0029]圖1為本發(fā)明用于測(cè)定鉆井液含氣量的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例描繪。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明提供的用于測(cè)定鉆井液含氣量的系統(tǒng)包括容器1、氣體分析裝置3、真空泵2、計(jì)算裝置4及加熱裝置。其中，氣體分析裝置3與容器I密封連通，真空泵2設(shè)在連通容器I與氣體分析裝置3的管路上，加熱裝置用于加熱容器1，計(jì)算裝置4用于計(jì)算鉆井液中氣體的含量。
[0033]在一個(gè)具體實(shí)施例中，容器I包括具有腔壁的密封腔體、頂蓋11、進(jìn)液口、進(jìn)氣口12及出氣口 13。容器I的腔壁包括平面底壁，以及圍繞平面底壁的側(cè)邊旋轉(zhuǎn)而成并具有一定厚度的側(cè)壁。容器I上敞口的一端為進(jìn)液口，用于將鉆井液注入到密封腔體中。在進(jìn)液口處可設(shè)有頂蓋11。進(jìn)液口越大，向容器I充入鉆井液的時(shí)間越短，鉆井液中的氣體向外揮發(fā)的會(huì)越少，因而鉆井液含氣量的檢測(cè)準(zhǔn)確率會(huì)越高。頂蓋11可以通過螺紋旋在側(cè)壁上，以方便通過翻轉(zhuǎn)容器I而使參照氣體與鉆井液充分混合。
[0034]進(jìn)氣口 12設(shè)置成用于允許將參照氣體注入到密封腔體中。根據(jù)本發(fā)明，參照氣體應(yīng)當(dāng)為與鉆井液中的氣體性質(zhì)相近或相同的氣體。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠根據(jù)鉆井液中的氣體的性質(zhì)而容易地確定參照氣體。由于鉆井液中的氣體大部分為甲烷，因此在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，使用與甲烷性質(zhì)相近的乙炔作為參照氣體。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)氣口 12位于側(cè)壁的下部，并且在進(jìn)氣口 12處可設(shè)有閥門。這樣，在將參照氣體注入容器I時(shí)，可以增加參照氣體與鉆井液的混合程度，另外，使得參照氣體與頁巖氣具有相同或相近的流動(dòng)方向和途徑，可以進(jìn)一步增加鉆井液含氣量的檢測(cè)準(zhǔn)確率。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，出氣口 13位于側(cè)壁的上部，并且在出氣口 13處可設(shè)有閥門。如此設(shè)置，可以在容器I中注入較多的鉆井液，而且可以有效地防止鉆井液流入到氣體分析裝置3中。
[0037]在將鉆井液從井中注入容器I的過程中，通常會(huì)產(chǎn)生一定程度的晃動(dòng)等。因此，為了進(jìn)一步增加鉆井液含氣量的檢測(cè)準(zhǔn)確率，優(yōu)先選用容器I的腔壁材質(zhì)為塑料。由此，可以減輕容器I的重量，便于工作人員通過翻轉(zhuǎn)容器I來使參照氣體與鉆井液進(jìn)一步充分混合。另外塑料可以導(dǎo)熱，方便將加熱裝置產(chǎn)生的熱量傳遞給