專利名稱：估計(jì)流體特征的方法和設(shè)備的制作方法
估計(jì)流體特征的方法和設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)城
本發(fā)明總的來說涉及一種用于在井眼環(huán)境中實(shí)時(shí)量化流體污染 物來作為樣本凈化的指示的方法和設(shè)備。具體說來，本發(fā)明是一種用 于測量正通過鋼絲繩或監(jiān)視鉆具從井眼周圍的地層抽吸的流體的物 理屬性，以便估計(jì)樣本凈化或預(yù)測可獲得具有期望純度的樣本的時(shí)間 的方法和j殳備。
背景技術(shù)：
在井眼勘探中，典型地使用鉆探泥漿，諸如油基泥漿、合成材料 基泥漿或水基泥漿。來自這些泥漿的濾出物通常在一定程度上通過井 眼壁而侵入地層，這表示必須從所述地層去除濾出物以便得到地層流 體。棵井采樣是一種用于探測代表性儲(chǔ)層流體的有效方式.采樣探測 允許確定用于評(píng)估儲(chǔ)層的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的關(guān)鍵信息。此外，可設(shè)計(jì)襲佳生 產(chǎn)策略以處理這些合成流體。在棵井采樣中，最初，來自地層的流液 包含相當(dāng)多的濾出物，但是隨著濾出物從地層排出，流液變得越來越 富含地層流體，也就是說，隨著抽吸的繼續(xù)，來自地層的采樣流液包 含的地層流體的百分比越來越高。
眾所周知，從井眼抽吸的流體經(jīng)歷凈化處理，其中，隨著從地層 逐漸去除濾出物并且較少的濾出物出現(xiàn)在樣本中，樣本的純度隨時(shí)間 增長.將fp定義為純度的分?jǐn)?shù)，并將fe定義為污染物的分?jǐn)?shù)，其中， fp+fe=l。隨著采樣的地層流體的成分改變，采樣流體的光學(xué)屬性和物 理屬性也發(fā)生改變，所述光學(xué)屬性和物理屬性諸如光吸收率、熒光度、 折射率、粘度、密度、聲速和體積模量。多種不同的測量用于實(shí)時(shí)地 確定井下流體的各種光學(xué)屬性和物理屬性.因此，對(duì)流體的這些屬性 的測量提供了對(duì)流體樣本的純度的定性識(shí)別，但是沒有提供流體樣本的定量值，即，fp。即使在抽吸流體很長時(shí)間之后，流體污染物的分
數(shù)也不必下降到0。在抽吸持續(xù)很長時(shí)間段之后，光學(xué)或物理屬性基
本停止改變的許多情況下，污染物的分?jǐn)?shù)(如隨后在地面儀器車所確
定的)可遠(yuǎn)大于O,在某些情況下，可高達(dá)45%。在這種情況下，最 終純度可以為大約55%.
在長時(shí)間抽吸之后，可達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，其中，從分接區(qū)域(tapped zone)抽回的流體樣本按照從所述分接區(qū)域上面和下面的區(qū)域被再次 污染的相同速率進(jìn)行凈化。因此，即使井下測量的屬性(諸如光密度 或"OD，，)已經(jīng)基本停止改變，樣本仍舊無法達(dá)到100%的純度。動(dòng)態(tài) 平衡取決于各種因素，諸如垂直滲透性與水平滲透性的比率。因此， 為了該公開，將ftp定義為最終純度的分?jǐn)?shù)，其中，最終純度是在較長 時(shí)間的抽吸時(shí)間達(dá)到的純度，通常少于100%。因此，可通過監(jiān)枧OD 或某些其它屬性隨時(shí)間(或隨抽吸的體積)的改變而估計(jì)出的是最終 純度的分?jǐn)?shù)(ftp)，而不是地層流體的分?jǐn)?shù)(fp)。
當(dāng)從地層提取流體時(shí)，期望實(shí)時(shí)地量化凈化的進(jìn)程，即，濾出物 污染的程度或純度。如果已知在樣本中存在過多濾出污染物(多于5% 或10%)，則沒有理由收集樣本槽中的地層流體樣本，直到污染物等 級(jí)下降到可接受的等級(jí)。另一方面，如果通過抽吸比較長的時(shí)間則可 達(dá)到僅略低的污染物等級(jí)，則不再需要繼續(xù)抽吸。因此，需要確定為 了從地層獲得樣本必須進(jìn)行抽吸的時(shí)間。
當(dāng)抽吸首先開始時(shí)，抽吸的流體包含大量泥漿濾出污染物，隨后， 流體濾出物百分比開始按照笫一速率降低。這一降低流體濾出污染物 的處理稱為樣本凈化處理，然后，抽吸的流體包含較少的污染物，并 且流體濾出百分比按照較低的速率降低。MuUins等人發(fā)表了關(guān)于用 于實(shí)時(shí)監(jiān)視凈化的樣本的吸收率與時(shí)間相比的曲線擬合(fit)的論文， 趙為"Real Time Determination of Filtrate Contamination During Openhole Wireline Sampling by Optical Spectroscopy" SPWLA， 41st Annual Meeting, Dallas, TX， 2000年6月。第6，274，865號(hào)以及笫 6，3S0，986號(hào)美國專利也討論了某些曲線擬合.在所述論文中，MullHns等人假設(shè)通過觀察光密度測量的樣本凈 化的速率依照f，進(jìn)行，其中，,為時(shí)間.所述凈化速率基于墨西哥 海灣等地的經(jīng)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。然而，Mullins等人還表明對(duì)于擴(kuò)展的抽吸 時(shí)期，用于較淺侵入的樣本凈化速率依照f^進(jìn)行，較深侵入的凈化 速率依照f"進(jìn)行。 一種f謝的采樣凈化速率的假設(shè)可能是剛性的， 并且不可應(yīng)用于實(shí)時(shí)情況。此外，將時(shí)間用作擬合參數(shù)必須假設(shè)恒定 抽吸速率。通過隨時(shí)間的過去查看光吸收率來隨著時(shí)間監(jiān)視樣本凈化 的另一問題在于沙粒和其它顆粒可引起相當(dāng)程度的散射，這導(dǎo)致隨時(shí) 間測量的吸收率值產(chǎn)生"跳躍，，并出現(xiàn)噪聲.因此，需要一種更加靈活 的系統(tǒng)和方法，用于實(shí)時(shí)地基于井下抽吸的流體屬性和特征來獲得對(duì) 地層凈化的估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種通過從井眼周圍的地層提取的流體樣本的某些 光學(xué)或物理屬性隨時(shí)間(或隨著體積)的測重?cái)?shù)據(jù)而實(shí)時(shí)地量化樣本 凈化的方法和設(shè)備.從井眼周圍的地層提取樣本流體。隨著繼續(xù)從地 層提取流體，采樣流體的成分發(fā)生改變，這改變了采樣流體的光學(xué)或 物理屬性的測量值。
在本發(fā)明的第一方面，提供一種將流體測量數(shù)據(jù)擬合為非漸近曲 線的方法和設(shè)備。非漸近曲線的一示例為下述曲線(例如，冪級(jí)數(shù)通 近)，所述曲線隨著典型的抽吸時(shí)間提供對(duì)數(shù)據(jù)的改進(jìn)擬合，所述曲 線還可在多個(gè)時(shí)間成功外推到所述抽吸時(shí)間，但是所述曲線在無限時(shí) 間處逼近正無窮大或負(fù)無窮大。非漸近曲線的另一示例為具有振蕩分 量的等式(諸如正弦波)，其永不到達(dá)固定極限?？稍陬l率、相位以 及幅度上調(diào)整正弦波，以提供改進(jìn)擬合，在本發(fā)明的第三方面中，提 供一種執(zhí)行直線的模式識(shí)別的方法和設(shè)備，所述直線用于對(duì)數(shù)空間中 對(duì)于測量數(shù)據(jù)的最佳擬合，
為了最佳性能，首先去除數(shù)據(jù)中的峰值。使用平滑函數(shù)以100 或更多鄰近點(diǎn)的滾降間隔對(duì)剩余數(shù)振進(jìn)行分段平滑。例如，可使用非漸近擬合等式(諸如，A-b。 + b!t+h12)以滾降時(shí)間線段對(duì)吸收率
執(zhí)行擬合。然后，通過微積分算法，可確定A'-^dt'bi"ht以及 A'/A =(b1 + 2b2t)/(b。 + b1t+ b2t2)。對(duì)于該形式的等式
A(t)-Ao-A!fP,可將in(dA/dt)對(duì)ln(t)進(jìn)行線性回歸，以獲得斜率和 截距，并通過這些來計(jì)算-p-(l+斜率)以及-A產(chǎn)exp(截距-ln(l+斜率))。 通過這種方式，對(duì)于-p，不存在-5/12、 -2/3 (如Mullins所建議的) 或任何其它固定值的假設(shè)值。相反，可通過對(duì)于p和A,的最佳擬合 值，并兩次通過A(t)和A^-p在多個(gè)時(shí)間的平均值來計(jì)算ftp - A/A0。
此外，本發(fā)明的方法和設(shè)備可使用諸如 1og(l-ftp)-(-p)log(t) + log(A!/Ao)的數(shù)據(jù)擬合等式，除了 pso的無意
義情況，所述等式是不具有漸近線(Y-常數(shù))的直線的等式，所述 方法和設(shè)備使用不同的Ao估計(jì)值執(zhí)行一系列回歸，但是其不實(shí)際計(jì) 算A()本身。例如，在時(shí)間t，可從當(dāng)前值A(chǔ)開始，作為A。的笫一估 計(jì)值，然后進(jìn)行到稍高的值A(chǔ)+s ，然后進(jìn)行到更高的值A(chǔ)+2"依此 類推。對(duì)測量的數(shù)據(jù)的擬合最接近直線形狀的Ae值(基于確定的最 高系數(shù)、或R均方值)隨后變?yōu)锳o值的最佳估計(jì)值。在本發(fā)明的方 法和設(shè)備的第三方面，提供一種將可微分曲線擬合到測量數(shù)據(jù)或從測 量數(shù)據(jù)得到的物理屬性數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。本發(fā)明隨后從(dA/dt)與A 的比率來估計(jì)ftp。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供一種將漸近曲線擬合到兩個(gè)響應(yīng)之 差的方法和設(shè)備，諸如將漸近曲線擬合到與不同波長(光學(xué)通道)相 關(guān)的兩個(gè)吸收率之差，而不是吸收率本身。使用吸收率差將去除由于 經(jīng)過沙粒或氣泡引起的基線偏移。
附困說明
通過研究下面的詳細(xì)描述并參照附困，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn) 將會(huì)變得清楚，其中
困l是流體特征棋塊的示困；
圖2是^t用多個(gè)源和傳感器在鉆孔中部署的本發(fā)明實(shí)施例的示圖3到圍IO是在本發(fā)明實(shí)施例中執(zhí)行的功能的示困；
圖ll是使用聲換能器的本發(fā)明實(shí)施例的示

圖12是使用焦熱電陣列的本發(fā)明實(shí)施例的示圖；以及
圖13是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例執(zhí)行的功能的示圖。
具體實(shí)施例方式
圖l示出用于獲得并分析光學(xué)測量數(shù)據(jù)的井下流體特征棋塊100 的困示。光源101 (例如，鴒絲燈泡)向流體110發(fā)射光。可通過位 于光源101與流體110之間的準(zhǔn)直透鏡裝置103來校準(zhǔn)光。校準(zhǔn)光111 通常垂直于鄰近樣本110的第一藍(lán)寶石窗301來入射。藍(lán)寶石窗301 和303通常與校準(zhǔn)的光束垂直，并且通過縫隙或通道304分離，所述 縫咪或通道304能夠使流體110在藍(lán)寶石窗301和303之間流過。通 過光學(xué)傳感器(諸如但不受限于分光計(jì)105)隨時(shí)間測量流體的光學(xué) 屬性(包括但不受限于來自流體的光的反射系數(shù)、吸收率和熒光度)， 提供處理器113以從光學(xué)測量值估計(jì)流體屬性?，F(xiàn)有工具(困1)可 適合UV或紅外光源112，當(dāng)鴒絲光源101關(guān)閉時(shí)，可打開UV或紅 外光源112。例如，同一分光計(jì)包括光電二極管之上的單波段濾波器， 使得能夠收集原油熒光以及紅外光譜。處理器113包括存儲(chǔ)器，并使 用等式執(zhí)行計(jì)算以便從這里所述的流體的光學(xué)測量估計(jì)流體特征或 屬性(諸如百分比污染物)。由電源提供對(duì)模塊100的各個(gè)部件的供 電。
如圖2所示，可添加來自附加源和傳感器的附加測量，包括但不 受限于用于測量反饋指數(shù)(retroactive index)的彎曲機(jī)械振蕩器、聲 換能器、焦熱電陣列、紅外光源和傳感器。在圖11和圖12中示出聲 換能器和焦熱電陣列的更多詳細(xì)的示意困.可提供這些附加源和傳感 器以測量流體參數(shù)，所述流體參數(shù)包括但不受限于粘度、密度、聲速、 熒光度、稀釋率、全反射系數(shù)、折射率、體積模重和電阻率?？呻S時(shí) 間監(jiān)視這些測量，以估計(jì)流體的特征，包括如下所討論的分?jǐn)?shù)襲終純度或分?jǐn)?shù)最終污染物，
困2示出可用于執(zhí)行本發(fā)明方法的從表面15鉆探并形成于地層 16中的鉆孔12中部署的系統(tǒng)的實(shí)施例。提供探測器以從地層提取流 體。在井下工具20中包含測量傳感器，諸如傳感器100或本發(fā)明的 其它傳感器。從鋼絲繩或鉆井繩18部署井下工具。工具20包括控制 井下工具的操作的控制器.控制器包括存儲(chǔ)器和程序，所述程序包括 這里所描述的用于執(zhí)行在此描述的方法的算法。在搮作期間，將工具 20降到井眼并設(shè)置為從地層16獲得流體樣本。傳感器100隨時(shí)間測 重流體的期望屬性或特征，工具20中的控制器或表面上的另一控制 器采用所述程序執(zhí)行以下在此所述的方法并提供期望的估計(jì)以及這 里所述的其它結(jié)果。
現(xiàn)有系統(tǒng)使用按照^0^ = c —d/"遲近的用于爭化的函數(shù)形 式。某些現(xiàn)有系統(tǒng)通過在達(dá)到漸近光吸收率時(shí)假設(shè)樣本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)零污 染物來計(jì)算污染物的百分比。然而，其它現(xiàn)有系統(tǒng)可根據(jù)垂直滲透性 與水平滲透性的比率和其它因素假設(shè)在流體凈化與繼續(xù)的濾出物侵 入之間可到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡.因此，即使在較長的抽吸時(shí)間之后，污染物 也不會(huì)下降到零，而是僅下降到某個(gè)最小值。也就是說，最終污染物 等級(jí)代表最小污染物，但不必是零污染物，
隨著采樣地層流體屬性的成分改變，采樣流體的光學(xué)和物理屬性 也發(fā)生改變，所述光學(xué)和物理屬性諸如光吸收率、熒光度、折射羋、 粘度、密度、聲速和體積模量?？杀O(jiān)視這些屬性以估計(jì)襲終純度的分 數(shù)，該分?jǐn)?shù)指示地層流體凈化的程度.基于實(shí)際條件可使用不同的測 量。例如，在某些情況下，會(huì)不大期望通過隨時(shí)間查看光吸收羋(通 過2mm的路徑長度)來隨時(shí)間監(jiān)視凈化的處理，這是因?yàn)樯沉：推?它微粒會(huì)造成相當(dāng)程度的散射，這將使得吸收率隨時(shí)間產(chǎn)生很大"跳 變，，并顯現(xiàn)為非常嘈雜，另一方面，通過監(jiān)視折射率來隨時(shí)間監(jiān)視凈 化(基于界面的技術(shù))對(duì)于流體流中的微粒不大敏感，這是因?yàn)閮H查 看與藍(lán)寶石窗直接接觸(在界面)的薄層流體。類似地，對(duì)于原油， 熒光度僅查看靠近窗的薄層原油，因此，其對(duì)于流中的徵粒非常不敏感.然而，流體的任何適合參數(shù)或特征的測量可用于本發(fā)明的目的.
作為地層流體凈化的示例，可將光密度的仿真結(jié)果和實(shí)際現(xiàn)場數(shù)
據(jù)擬合到諸如r-附fP + 6或/"0 - m義少+ 6的形式。通過將樣本污染 物濃度用作Y，并將抽吸時(shí)間用作X，仿真結(jié)果非常擬合這些形式， 特別是對(duì)數(shù)形式。因?yàn)楣饷芏?OD)是凈化的指示符，所以O(shè)D數(shù) 據(jù)可用作Y，抽吸時(shí)間可用作X。如果在凈化過程期間多次改變抽吸 速度，則系積體積代替時(shí)間被用作X.
較小的p值指示凈化處理較慢并且將花費(fèi)較長的時(shí)間來獲得質(zhì) 量樣本，而較大的p值指示凈化處理比較快并且獲得期整的質(zhì)量的樣
本的機(jī)會(huì)較髙。將值辦用作凈化到可實(shí)現(xiàn)的最佳樣本質(zhì)重(漸近值) 的指示符。通過將當(dāng)前OD值與6值進(jìn)行比較，獲得當(dāng)前樣本污染物 百分比。使用w、 p和6的擬合值來估計(jì)以后的樣本質(zhì)重，并且如果 認(rèn)為所估計(jì)的以后的樣本質(zhì)重不足夠，則可確定繼續(xù)進(jìn)行抽吸處理還 是停止抽吸處理。
X的功率卞(p為正數(shù))可用作凈化處理的速度的指示符.因此，
當(dāng)p值較小，并且計(jì)算的當(dāng)前污染物較高時(shí)，獲得高質(zhì)重樣本的機(jī)會(huì) 較小，并且為了獲得期望的樣本純度則需要花費(fèi)較長的時(shí)間，甚至可
能花費(fèi)特別長的時(shí)間。
當(dāng)侵入剖面是逐漸式的(表示存在過渡區(qū)域而不是陡峭的使入邊 界)時(shí)，p值下降到1,0以下，p值取決于濾出物區(qū)與地層區(qū)之間的過 渡區(qū)域的厚度.過渡區(qū)域越厚，p值越低。該逐漸過渡具有與較深侵 入相同的效果.當(dāng)侵入較深時(shí)，來自新鮮區(qū)城的千凈流體將在流向探 測器的同時(shí)與濾出物混合.因此，較深侵入將具有較厚的過渡區(qū)域， 并且對(duì)于該區(qū)城的凈化將花費(fèi)較長時(shí)間。
地層損壞也可影響凈化處理.當(dāng)靠近井眼的地層被損壞或者當(dāng)靠 近井眼地層的滲透性由于小粒子的便入而低于實(shí)際地層滲透性時(shí)，可 改善凈化處理.
可在不考慮使入深度或地層損壞的情況下最佳擬合到仿真數(shù)據(jù) 的函數(shù)形式為OD-exP(mt'P+b)，從而在較長的時(shí)間處，OD停止改變，這是因?yàn)殡S時(shí)間趨近無窮大，時(shí)間相關(guān)項(xiàng)趨近o。該形式等同于
ln(OD)-C-D/t》的形式，其中，c-b, m = -D， p是正數(shù)，樣本凈 化的曲線擬合使用to(Y)^mX卞+ B的形式，其中，Y-當(dāng)凈化時(shí)作為
樣本的光學(xué)或物理屬性，諸如在某個(gè)波長的吸收率或熒光度，X-自 開始的抽吸釆樣以來的時(shí)間，或者，更確切地說，當(dāng)體積流速不恒定
時(shí)，指的是抽吸的累積體積，
將函數(shù)形式ln(OD)-A M/Time11 + B應(yīng)用于仿真結(jié)果，顯
示a)在不具有滲透性損壞以及陡峭限定的過濾低帶(100%過濾區(qū) 域之后跟著0%低帶)的簡單系統(tǒng)中，n值為1.1; b)將滲透性損壞 添加到系統(tǒng)，并加速凈化處理，則n值為1.3; c)使用漸進(jìn)的過濾污
染物，其中，污染物隨著遠(yuǎn)離井眼而下降(即，100%、 80%、 60%.....
0% )，則n值為0.75; d)將損壞添加到系統(tǒng)(c)，則n值為1.0; 以及e)添加滲透性由于地層損壞而改變，則n值可在0.25到0.5之 間變動(dòng).通過將地層凈化仿真結(jié)果和某些現(xiàn)場數(shù)據(jù)(光密度)擬合到 上述函數(shù)形式，提供以下發(fā)現(xiàn)。
將樣本污染物濃度用作Y并將系積抽吸體積用作X，仿真結(jié)果 很好地?cái)M合所迷形式。因?yàn)楣饷芏?OD)是凈化的指示符，所以O(shè)D 數(shù)據(jù)可用作Y，抽吸時(shí)間可用作X。如果抽吸速度在凈化過程期間多 次改變，則抽吸的累積體積應(yīng)該代替時(shí)間被用作X. X的功率卞(p 為正數(shù))可用作凈化處理的指示符.對(duì)于標(biāo)稱的6英寸或更小的侵入， p接近1.0-1.1。當(dāng)侵入剖面是逐漸式的時(shí)，其指示存在過渡區(qū)城而不 是陡峭的侵入邊界，并且p值下降到1.0以下。p值取決于過渡區(qū)城 的厚度。過渡區(qū)域越厚，p值越低。對(duì)于較深侵入發(fā)現(xiàn)類似的效果。 當(dāng)侵入較深時(shí)，來自新鮮區(qū)域的干凈流體將在流向探測器的同時(shí)與濾 出物混合。因此，較深侵入將具有較厚的過渡區(qū)域，并且對(duì)于該區(qū)域 的凈化將花費(fèi)較長時(shí)間。
當(dāng)靠近井眼的地層被損壞，即，靠近井眼地層的滲透性由于小粒 子的侵入而低于實(shí)際地層滲透性時(shí)，可改善凈化處理，這在Society for Petroleum Engineers的論文SPE 39817和SPE 48958的文章中進(jìn)行了討論。地層各向異性也有助于凈化處理(見SPE論文、SPE 39817和 SPE 48958)。當(dāng)存在損壞或地層各向異性時(shí)，p值增加到1.0-1.1之 上，直到1.3-1,4。因此，較小的p值指示凈化處理較慢，并且將花費(fèi) 較長的時(shí)間來獲得期望的純度的質(zhì)重樣本。
發(fā)熒光的芳香族和多核芳香烴分子是至關(guān)重要的。這就是原油通 常比油基泥漿(OBM)的濾出物更加發(fā)焚光的原因.由于環(huán)境原因， 合成OBM被設(shè)計(jì)為盡量不含芳烴，但是它們可從鉆孔拾取某些芳香 族污染物，或者它們可添加少量的芳香族乳化刑或流體損失控制材 料。此外，水基泥漿的濾出物具有較少熒光度或者不具有熒光度，這 是因?yàn)樗旧硎遣话l(fā)熒光的。某些在水中融解的化合物可發(fā)熒光。此 外，可有意地將熒光化合物添加到水基或油基泥漿，作為示蹤刑。
在進(jìn)行擬合的屬性是光吸收率的函數(shù)的特定情況下，對(duì)于吸收 率，可選擇某些具體的有用函數(shù)。 一種這樣的函數(shù)是指基線調(diào)整的油 峰與基線調(diào)整的水峰的比率，或基線調(diào)整的水峰與基線調(diào)整的油峰的 比率。該函數(shù)特別用于監(jiān)視從水基泥漿濾出物到天然原油的凈化。其 反函數(shù)特別用于當(dāng)期望收集水的樣本時(shí)，監(jiān)視從油基泥漿濾出物到原 生水的凈化。
基線調(diào)整的油峰是油峰通道(靠近1740nm)減去附近的低吸收 率"基線參考，，通道(例如，位于1300或1600nm的通道) 基線調(diào)整 的水峰是水峰通道(靠近1420或1935nm)減去附近的低吸收率"基 線參考"通道(例如，位于1300或1600nm的通道)。將時(shí)間等于無 窮大代入我們的預(yù)測棋型，使得能夠估計(jì)在無限時(shí)間屬性的極限值， />。將屬性的當(dāng)前值戶除以它的預(yù)測終值將產(chǎn)生最終純度的分?jǐn)?shù)。
在本發(fā)明的笫一實(shí)施例中，本發(fā)明的方法和設(shè)備將流體測量數(shù)據(jù) 擬合到非漸近曲線。非漸近曲線的一示例為下述曲線(例如，冪級(jí)數(shù) 逼近)，其隨著典型的抽吸時(shí)間提供對(duì)數(shù)據(jù)的改進(jìn)擬合，還可在多個(gè) 時(shí)間成功外推到所述抽吸時(shí)間，但是在無限時(shí)間逼近正無窮大或負(fù)無 窮大。非漸近曲線的另一示例為具有振蕩分量的等式(諸如正弦波)， 其永不到達(dá)固定極限?？稍陬l率、相位以及幅度上調(diào)整正弦波，以提供對(duì)與抽吸的每一沖程(stroke)相關(guān)的監(jiān)視響應(yīng)中的脈沖的改進(jìn)擬 合。在笫二實(shí)施例中，所述方法和設(shè)備使用模式識(shí)別。也就是說，本 發(fā)明的方法和設(shè)備使用諸如log (l-ftp) = (-p) log (t) + log (A!/Ao)的等式。所述方法和設(shè)備隨后執(zhí)行一系列不同的最終純度的估計(jì)，或者可 通過A。來表示流體的物理屬性的終值，其中，Ao從A!開始，然后進(jìn) 行到A+" A+2c等。對(duì)數(shù)據(jù)的擬合最接近直線的形狀的A。值(基于 R均方值)隨后成為Ao的最佳估計(jì)值。在笫三實(shí)施例中，本發(fā)明的 方法和設(shè)備將可微分曲線擬合到測量數(shù)據(jù)或從測量數(shù)據(jù)得到的物理 屬性數(shù)據(jù)。本發(fā)明隨后從(dA/dt)與A的比率來估計(jì)A/A。。在笫四實(shí) 施例中，本發(fā)明將漸近曲線擬合到附近光學(xué)通道(波長)的吸收率差， 而不是吸收率本身。吸收率差去除由于經(jīng)過沙?；驓馀菀鸬幕€偏 移。在用于地層的污染物的傳統(tǒng)方式中，可應(yīng)用等式1和等式3。等式l A = Ao —Ait"5"2,其中，Ao>l， A戶0， 5lA = A° 可使用體積V來代替時(shí)間t。還可歸納出計(jì)算而不是假設(shè)最佳擬合功率p的情況。等式2 A-Ao-Ai t ，其中，a0>1， A^0， p>0!，coA — A0 等式3 _4 = ^4-最終吸收羋An的分?jǐn)?shù)，當(dāng)吸收率為A時(shí)可實(shí)現(xiàn)該等式。只有在A。是純原油的吸收羋的情況下，ftp-最終純度的分?jǐn)?shù)還 等同于fp-純度的分?jǐn)?shù)。等式4 l-ftp-n-(A/Ao)-遠(yuǎn)離吸收率的分?jǐn)?shù)， 對(duì)于等式l，傳統(tǒng)方式使用對(duì)于N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(Ai， t,12)的線性 最小二乘擬合來找到最佳A。、 A"其中，N。對(duì)于等式2,在 如本發(fā)明中所述假設(shè)或找到用于p的最佳擬合值之后，使用對(duì)于N個(gè) 數(shù)據(jù)點(diǎn)(Ai， t「P)的線性最小二乘擬合來找到最佳A0、 A"其中，i -1， N?，F(xiàn)轉(zhuǎn)到圍3到圖10，示出在本發(fā)明的實(shí)施例中執(zhí)行的各種函數(shù)，如困3所示，在本發(fā)明的一示例中，在310從地層提取流體，在320 測量流體的屬性，從而在330，利用包括被用來獲得數(shù)椐斜率的擬合 的非漸近曲線從屬性的擬合進(jìn)行對(duì)流體污染物的估計(jì)。盡管以下的討論將經(jīng)過時(shí)間用作應(yīng)變量，但是應(yīng)理解也可使用抽 吸的流體體積或某些其它參數(shù)。如圖4所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中， 本發(fā)明執(zhí)行對(duì)于數(shù)據(jù)的分段非漸近曲線擬合，以在每個(gè)線段的中心確 定平滑值和數(shù)椐斜率。對(duì)于數(shù)據(jù)隨時(shí)間的導(dǎo)數(shù)的對(duì)數(shù)相對(duì)于時(shí)間的對(duì) 數(shù)執(zhí)行回歸，以獲得直線的回歸斜率和截距。通過直線的回歸斜羋和截距以及A(t)和A,t-P在多個(gè)時(shí)間的平均值來估計(jì)分?jǐn)?shù)最終純度的值 ftp。例如，提供一種使用非漸近等式(諸如，A-bo + bit + hf)隨 著滾降時(shí)間線段來擬合吸收率的方法和設(shè)備。然后，通過徵積分算法， A'-dA/dt-bi + 2b2t并且A'/A -(b!+2b2t)/(bo + bit + b2t2),對(duì)于該形式的等式A(t)-A。-A!t-P，可執(zhí)行l(wèi)n(dA/dt)對(duì)ln(t)的直線回歸，以獲得斜率和截距并計(jì)算最佳擬合值叩=(1+斜率)以及磕1=6沖(截距-111(1+斜率))。通過這種方式，對(duì)于-p，不需要假設(shè)值-5/12、 -2/3或任何其 它固定值。相反，可通過對(duì)于p和A,的最佳擬合值，并兩次通過A(t) 和A^P在多個(gè)時(shí)間的平均值來估計(jì)ftp-A/A。 (410)。如困5所示，在本發(fā)明的笫二實(shí)施例中，提供一種使用非漸近曲 線來擬合數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備510。在該實(shí)施例中，所述方法和設(shè)備將等式l的修改版本擬合到數(shù)據(jù)，其中，修改的等式不在無限時(shí)間逼近 漸近線，諸如以下的等式8和等式9所示的示例，使用形式A-A。-h(t)，其中，/ —oo， h(t)不趨向O,等式8 A = An —A，Sf，其中， x=-n到+m。 等式9 A = Ao — Ai [t_p+ k—、in ( t)〗。sin(戰(zhàn))項(xiàng)可提供對(duì)在徵粒被激起時(shí)一般隨著每個(gè)抽吸沖程出現(xiàn) 的響應(yīng)中具有周期尖峰的數(shù)據(jù)提供較好的擬合。當(dāng)然，不管曲線不是 漸近曲線的時(shí)間有多長，震蕩項(xiàng)防止所述曲線,經(jīng)穗定到閨定值.可 選取與抽吸沖程頻率一致的fl)值，對(duì)于等式9，本發(fā)明使用對(duì)于N個(gè) 數(shù)據(jù)點(diǎn)(Ai， ,f—5^+;r、iii(奴))的線性最小二乘擬合來找到襲佳Ao、Al8如困6所示，在笫三實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種模式識(shí)別610. 如困6所示，本發(fā)明執(zhí)行對(duì)于Ao的反復(fù)試驗(yàn)估計(jì)的模式識(shí)別，而不 是直接計(jì)算A。。在該實(shí)施例中，將被觀察的模式為最接近直線的相似 點(diǎn)，其通過對(duì)于線性最小二乘擬合的最高相關(guān)系數(shù)R來確定。所述方 法和設(shè)備使用一系列不同的Ao的估計(jì)來執(zhí)行一系列對(duì)于吸收率數(shù)據(jù) 的線性最小二乘擬合，其中，所述A。從A+e開始，然后到A+2f，直 到A+Nf，其中，A+N￡<3.5 OD，其中，3.5用作用于工具的動(dòng)態(tài)范 圍上限的示例。擬合在重對(duì)數(shù)空間中最接近直線的A。值隨后成為Ao 的最佳估計(jì)。根據(jù)W趨向一的接近程度來確定擬合到直線形狀的接 近程度，其中，W為平方值范圍從0 (不相關(guān))到1 (完全相關(guān))的 相關(guān)系數(shù)。也就是說，對(duì)于一系列Ao猜測，在對(duì)于N個(gè)測量數(shù)據(jù)點(diǎn) <formula>formula see original document page 16</formula> 的線性最小二乘擬合中，基于最佳W來找到最佳Ao.所述線的斜率的示例將為(-p A" A。)，其對(duì)于p的任何固定值， 還允許立即確定Al可假設(shè)p的固定值，或者可通過ln(dA/dt)對(duì)ln(t) 的直線回歸的斜率計(jì)算p的最佳擬合值。應(yīng)注意在此不計(jì)算Ao。對(duì)于 Ao的不同猜測(估計(jì))僅計(jì)算R2。也就是說，嘗試Ao-A + iif的不 同估計(jì)，使用產(chǎn)生最佳W的估計(jì)。為了將Ao估計(jì)到比f更加精細(xì)的 分辦率，可使用二元會(huì)聚，以在襲佳的兩個(gè)先前確定的A。值之間迭 代地測試Ao值。等式10 <formula>formula see original document page 16</formula>對(duì)于等式10，在一系列不同的A。猜測中，本發(fā)明使用對(duì)于N個(gè) 數(shù)據(jù)點(diǎn)的線性最小二乘擬合來找到最佳R2。在笫四實(shí)施例中，本發(fā)明的方法和i殳備將可徵分曲線擬合到測量 的數(shù)據(jù).本發(fā)明通過將連續(xù)可徵分的曲線擬合到吸收率數(shù)椐(或平滑 吸收率數(shù)據(jù))從(dA/dt)/A估計(jì)ftp。也可執(zhí)行對(duì)于數(shù)椐的各個(gè)線段的 分段擬合。應(yīng)注意擬合曲線本身不需要暹近終值。它的目的僅僅是 對(duì)于數(shù)據(jù)點(diǎn)的足夠大的時(shí)間間隔提供平滑擬合函數(shù)，從而對(duì)于所迷間隔內(nèi)的任何時(shí)間t,可計(jì)算A(t)和dA(t)/dt兩者的擬合值，隨后將其 代入等式14-16。如等式14-16所示，現(xiàn)在可通過當(dāng)前斜率dA(t)/dt與當(dāng)前值A(chǔ)(t) 的比率確定最終吸收率值。用于計(jì)算dA(t)/dt和A(t)的局部擬合和平 滑函數(shù)本身不需要具有終值。如隨著功率系列擬合或功率系列擬合組 發(fā)生的，所述函數(shù)甚至可以在無限時(shí)間，趨向正無窮大或負(fù)無窮大。因此，如圖7、圍8和困9所示，在不曾計(jì)算Ao或?qū)u近曲線 擬合到吸收率數(shù)據(jù)的情況下，可通過吸收率的改變速率與吸收率的比 率來確定在時(shí)間t達(dá)到的最終純度分?jǐn)?shù)，ftp。例如，使得等式ll A-Ao — Aih(t)，其中，limh(t)-0 -~>oo 關(guān)于時(shí)間提取笫一導(dǎo)數(shù)，等式12 (dA/dt) = —Ai (dh/dt)，因此，A！ = —(dA/dt)/(dh/dt) 等式13ftp = A / [ A + A， h(t)〗=1 / [ 1 + Ai h(t) / A〗=1 / [ 1 - (dA/dt)(鏡t)-1 h(t)A"]， 所以710等式14&-[1-A"(dA/ht)g(t)(dh/dt)"r1示例使得h(t)-t""，從而(》1/也=-pt-Pt"，然后810等式15ftp-n+A"(忉dt)tP"]-1對(duì)于p=5/12的特殊情況，910等式16 ftp-[l+(12/5)A"(dA/dt)t〗-1在第五實(shí)施例中，如困IO所示，本發(fā)明的方法和設(shè)備找到吸收 率差數(shù)據(jù)的終值，而不是吸收率本身。繪制鄰近通遣的吸收率差，以 去除由沙粒或氣泡引起的基線偏移(1010),本發(fā)明的方法和設(shè)備執(zhí) 行對(duì)吸收率差而不是吸收率本身的擬合。例如，通道差是與不同光波 長相應(yīng)的光通道OD16-OD15之間的差到達(dá)它們的終值的預(yù)測，而不 是單個(gè)OD通道到達(dá)它的終值的預(yù)測，吸收率差數(shù)據(jù)被獨(dú)立使用或與 困3-9中描述的方式結(jié)合使用來確定分?jǐn)?shù)最終純度，ftp.在笫六實(shí)施例中，如圖13所示，本發(fā)明將連續(xù)可橄分的非漸近曲線1302擬合到可作為與流體有關(guān)的任何適合參數(shù)的測量值或從所 述測量值得出的數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)。擬合可針對(duì)經(jīng)過時(shí)間，或者擬合可 針對(duì)抽吸的流體體積。作為示例而不是限制，本發(fā)明使用擬合到原始 數(shù)據(jù)點(diǎn)的非漸近曲線，諸如A(t) == Cl + c211/2 + c311/3 + c411/4。使用微積分算法，分析地計(jì)算第一導(dǎo)數(shù)，作為dA/dt-(C2/2)t^ + (C3/3)t"3 + (C4/4)t-3"，以在某些非常長的時(shí)間(例如，24小時(shí))估計(jì)參數(shù)(諸如吸收率、折射率、電阻率)的"終"值，其中， 所述非常長的時(shí)間(例如，24小時(shí))比一般終止抽吸以實(shí)現(xiàn)樣本凈化 的時(shí)間(2小時(shí))長得多。隨時(shí)間繼續(xù)，(Ao-A)和t(dA/dt)兩者均下降, 其中，A是時(shí)間t的吸收率。假設(shè)它們以相同的速率下降，則它們是 成比例的，這表示，(Ao-A)-mt(dA/dt)，其中，"m，，是常數(shù)。本發(fā)明 嘗試對(duì)于Ao的各種猜測，直到找到在y-(A。-A)與x=t(dA/dt)之間產(chǎn) 生最佳線性最小二乘擬合的猜測。最佳擬合由y-mx+b給出，其中， 截距b最接近0，我們發(fā)現(xiàn)這種情況比在直接成比例的兩個(gè)變重之間 找到線性擬合的最大W更加敏感。本發(fā)明選擇在某時(shí)間t (優(yōu)選地， 最近時(shí)間t)的原始數(shù)據(jù)點(diǎn)，在所述某時(shí)間上，實(shí)際數(shù)據(jù)增長到(或 最接近)最佳擬合線。為了預(yù)測在稍后時(shí)間(r + A/ )的吸收率，我們 使用AA- (A。-A)/[ 1 + m( l+t/At)]，其通過在(Ao-A)-mt(dA/dt)中，用A^/A/代替dA/dt，用,+ A/代替t，并用^ + A^代替A所獲得。 我們遞歸地應(yīng)用該AA公式來預(yù)測z + A/的吸收率，然后，使用我們重 新計(jì)算的吸收率來計(jì)算在某些稍后的時(shí)間"A/的吸收率，對(duì)于所有后 來的時(shí)間依此類推。如果所述擬合的斜率1304，即，m為正，則表示所選擇的是原 始數(shù)據(jù)的較差區(qū)段或不期望的區(qū)段，其朝向正無窮大或負(fù)無窮大向上 或向下彎曲。選擇在某個(gè)時(shí)間t的原始數(shù)據(jù)點(diǎn)(優(yōu)選的，襲近時(shí)間t)， 在該時(shí)間上，實(shí)際數(shù)據(jù)與最佳擬合線相交(或最為接近)。本發(fā)明隨 后使用AA- (Ao-A)/[l+m(l+t/At)]，根據(jù)"A(t)和A0項(xiàng)計(jì)算在某 稍后的時(shí)間的吸收率，」(Z + A/) = J(0 + A^.本發(fā)明隨后遞歸地向前應(yīng) 用該AA公式，以產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)的未來預(yù)測A(t).對(duì)于隨時(shí)間上升并變平的數(shù)據(jù)，通過A(t)/A。給出在以后任何時(shí)間t的最終純度的分?jǐn)?shù)。 對(duì)于隨時(shí)間下降并變平的數(shù)據(jù)，通過As-A(t)/[ As -Aol給出在以后任 何時(shí)間t的最終純度的分?jǐn)?shù)。這里，As是在用戶選擇的數(shù)據(jù)窗的左側(cè) 邊緣(較早時(shí)間)的開始吸收率。在笫六實(shí)施例中，如困13所示，不假設(shè)"m，，為負(fù)數(shù)，這就是為 什么遞歸公式被寫為l + zw(l + 〃A/)而不被寫為l-iw(l + 〃A/)。在笫六實(shí)施例中，使用截距"b"到O的接近程度。使用截距到"b"的接近程 度是因?yàn)楫?dāng)巳知擬合線的截距應(yīng)該為0時(shí)，對(duì)于找到最佳擬合線而言， 所述截距到"b"的接近程度比RZ趨向一的接近程度更加敏感。此外， 使用用于預(yù)測以后時(shí)間的吸收率的遞歸公式。對(duì)于隨時(shí)間下降并變平 的數(shù)據(jù)，我們將用戶選擇的窗的左側(cè)邊緣的吸收率用作開始吸收率， 而不是如數(shù)據(jù)上升并變平時(shí)所進(jìn)行的那樣將0用作開始吸收率，現(xiàn)參照圍11，示出用于確定流體的中紅外光譜的焦熱電陣列的 更加詳細(xì)的示困。在一實(shí)施例中，本發(fā)明提供光源402，諸如紅外光 源，其可以是穗定狀態(tài)光源或調(diào)制或脈沖光源。在穗定狀態(tài)光源的情 況下，提供光調(diào)制器。調(diào)制器可以是任何適合的裝置，其變動(dòng)光源的 強(qiáng)度，所述裝置包括但不受限于本領(lǐng)域公知的電子脈沖發(fā)生器電路， 其變動(dòng)光源的強(qiáng)度；或者機(jī)電換流器404，其中斷光源到井下流體的 路徑。提供調(diào)制器以調(diào)制照射在流體和光檢測器上的來自光源的關(guān)的 強(qiáng)度?？商峁┓瓷溏R或瞄準(zhǔn)儀403以聚焦和/或集中來自光源402的光. 提供腔室或管道406以便提供井下流體，從而向來自光源的光暴露井 下流體。提供光學(xué)窗408,通過該光學(xué)窗408,井下流體407被暴露 向光.為了應(yīng)用的目的，術(shù)語"流體，，包括液體、氣體以及從流體或氣 體沉淀的固體。本發(fā)明還包括檢測器，諸如焦熱電檢測器412。焦熱電檢測器412 還可包括焦熱電檢測器陣列。提供分光計(jì)414和處理器422來分析來 自焦熱電監(jiān)測器的信號(hào)以確定井下流體407的屬性。提供中紅外線性 可變?yōu)V波器416，并將其插入從井下流體插射的光440與焦熱電檢測 器412之間.提供高增益放大器420以當(dāng)需要時(shí)放大來自焦熱電檢測器412的信號(hào)。分光計(jì)414包括具有存儲(chǔ)器的處理器422。處理器422 包括實(shí)現(xiàn)軟建棋技術(shù)的程序，以將化學(xué)計(jì)量等式、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其它軟 建模程序應(yīng)用于對(duì)由焦熱電檢測器檢測的紅外光的測量，從而通過焦 熱電檢測器信號(hào)來估計(jì)井下流體的其它物理和化學(xué)屬性。還將響應(yīng)于 焦熱電信號(hào)的分光計(jì)輸出輸入軟建模程序、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或化學(xué)計(jì)量等 式，以估計(jì)井下流體的屬性。現(xiàn)參照困12，示出用于確定流體中的聲速的聲換能器的更加詳 細(xì)的示意困。本發(fā)明提供換能器701、樣本流水線703或樣本流動(dòng)路 徑705，其包含用于測量位于管道或樣本流動(dòng)路徑或樣本橫711內(nèi)的 流體708的流體密度和聲速的流體樣本。流水線壁706的厚度707是 已知的。提供處理器702和脈沖調(diào)制電子裝置704，以便聲脈沖從脈 沖發(fā)生器701a經(jīng)過壁706發(fā)送到流動(dòng)路徑705中的流體705，或者從 脈沖701b經(jīng)過厚度707b的壁706發(fā)送到樣本腔室711,換能器701 從處理器監(jiān)視的聲脈沖接收回波。本發(fā)明還包括壁隔絕件，其為插入 換能器與壁之間的聲分離件，由與壁相同的材料制成。所述分離件簡 單地增加脈沖回波反射在組合的隔絕件加上近壁材料之內(nèi)的往返距 離和相應(yīng)的行進(jìn)時(shí)間。它用于增長連續(xù)衰減的回波脈沖之間的時(shí)間， 從而用于改善脈沖分離，避免脈沖的重疊并改善每個(gè)脈沖中能量的定 量。處理器確定樣本流水線中流體的密度.本發(fā)明從地層或鉆孔捕獲 流水線中的流體樣本。本發(fā)明隨后將聲脈沖送入流水線或樣本柵中的 流體樣本。本發(fā)明的處理器隨后監(jiān)視流水線或樣本槽的壁內(nèi)的回波返回，并將每個(gè)聲回波脈沖的能量集成.處理器隨后確定宸動(dòng)流水線的 壁內(nèi)側(cè)的集成聲回波脈沖的衰減斜率。本發(fā)明隨后確定內(nèi)倒壁/流體界 面的反射系數(shù)，本發(fā)明確定流體中的聲速。本發(fā)明如上所述地確定所 述線中的流體密度.本發(fā)明如上所述確定流水線中的流體粘度.已經(jīng)在優(yōu)選實(shí)施例中將本發(fā)明描述為搮作于井下環(huán)境中的方法 和設(shè)備，然而，還可將本發(fā)明實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的一組指令， 所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括ROM、 RAM、 CDROM、閃存或當(dāng)前已知或未知的任何其它的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令被執(zhí)行時(shí)將促使計(jì)算 機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。盡管已經(jīng)按照上述發(fā)明示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí) 施例，但是它們的目的僅僅是示例而不是為了限制本發(fā)明的范圍，本 發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1、一種用于估計(jì)井下流體的特征的方法，包括隨著時(shí)間從地層接收所述流體；進(jìn)行與流體的屬性相關(guān)的多個(gè)測量；將非漸近曲線擬合到所述多個(gè)測量；以及從擬合的曲線估計(jì)所述流體的特征。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括 提取擬合曲線的笫一導(dǎo)數(shù)；以及產(chǎn)生對(duì)參數(shù)的終值的估計(jì)A。，直到在y與X之間找到產(chǎn)生基本 最佳的最小二乘擬合的估計(jì)，其中，y-參數(shù)A在時(shí)間t的值減去終 值A(chǔ)o，其中，x=t(dA/dt), t-時(shí)間，
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，通過y-mx+b給出最佳擬 合，其中，截距b最接近0，并且m為斜率。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括 選擇接近擬合曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)；以及使用A和時(shí)間t來預(yù)測參數(shù)A在稍后的時(shí)間,+ A,的未來值。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，預(yù)測參數(shù)A的未來值還包括確定AA = (A(rA)/ [ 1 + m (1 + ,]。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括 遞歸地確定M以便預(yù)測未來時(shí)間的參數(shù)A,
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，擬合非漸近曲線的步樣包 括執(zhí)行分段非漸近曲線，以在數(shù)據(jù)線段的中心獲得平滑值和數(shù)據(jù)斜 率，所迷方法還包括使得數(shù)據(jù)相對(duì)于時(shí)間或體積之一 的導(dǎo)數(shù)的對(duì)數(shù)對(duì)于包含時(shí)間和 體積的集合中的一個(gè)的對(duì)數(shù)進(jìn)行回歸，以獲得直線回歸斜率和截距，
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，還包括從直線回歸斜率和截距以及平滑數(shù)據(jù)值在多個(gè)時(shí)間的平均值來計(jì)算分?jǐn)?shù)最終純度ftp.
9、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，通過以下等式來定義非漸 近曲線A-Ao-AiStx，其中，x--n到+m。
10、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，通過以下等式定義非漸近曲線A - Ao — Ai [ t_P + k—、in (cot)]。
11、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，擬合非漸近曲線的步驟包 括擬合終值A(chǔ)c的一系列線性最小二乘估計(jì)，其適合等式 logfc-log[l-(A/Ao)]-(-5A"12Ao)logt，其中，具有對(duì)數(shù)空間中最接近直線的擬合的估計(jì)是Ao在最終流體污染物的最佳估計(jì)。
12、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述特征為分?jǐn)?shù)最終純度ftp和分?jǐn)?shù)最終污染物fte之一。
13、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述特征是分?jǐn)?shù)最終純度， 其通過以下等式從ftp估計(jì)得出f審=[1 - A、dA/dt) h(t) (dh/dt)"] 一、
14、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述特征是分?jǐn)?shù)最終純度 ftp并通過以下等式來確定ftp-[l+A"(dA/鄰tp'1]-1。
15、 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括估計(jì)分?jǐn)?shù)最終純度ftp 并通過以下等式來確定ftp = [ 1 + (U/S) A"(dA/dt) t ] —1 。
16、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述流體的屬性包括以下 項(xiàng)中的至少一個(gè)粘度、密度、聲速、熒光度、折射率、體積模量、 電阻率和光屬性差，
17、 一種用于估計(jì)井下地層流體的特征的設(shè)備，包括 與地層相連的流體中的探測器；傳感器，用于隨時(shí)間對(duì)流體的屬性進(jìn)行多個(gè)測量；以及 處理器，被配置為將對(duì)所述屬性的測量擬合到非漸近曲線，以估 計(jì)所述流體的特征，
18、 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，處理器還被配直為提 取擬合曲線的笫一導(dǎo)數(shù)；以及產(chǎn)生終值的估計(jì)A。，直到在y與x之間找到產(chǎn)生基本最佳的最小二乘擬合的終值的估計(jì)，其中，y-屬性A 在時(shí)間t的p值減去終值A(chǔ)0，其中，x-t(dA/dt)， t 時(shí)間。
19、 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，通過y-mx+b給出最佳 擬合，其中，截距b最接近0，并且m為斜率，
20、 如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，處理器還被配置為選 擇接近擬合曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并使用A和時(shí)間t來預(yù)測在稍后的時(shí)間 ,+ A/的未來吸收率。
21、 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，為了預(yù)測所述未來值， 處理器使用等式AA = (Ao-A)/ [1 + m (1 + t/At)〗。
22、 如權(quán)利要求21所迷的設(shè)備，其中，處理器還被配置為遞歸 地確定zu以便預(yù)測所述A的值。
23、 一種包含指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行所迷指令時(shí)， 所迷指令執(zhí)行用于估計(jì)地層流體的特征的方法，包括從地層接收所述流體； 隨著時(shí)間流體的屬性進(jìn)行多個(gè)測量；以及 將非漸近曲線擬合到所述屬性的測量以估計(jì)所迷流體的特征。
24、 如權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述方法還包括 提取所迷曲線的第一導(dǎo)數(shù)；以及產(chǎn)生終值的估計(jì)Ac，直到在y與x之間找到產(chǎn)生基本襲佳的最 小二乘擬合的估計(jì)，其中，y-在時(shí)間t的終值A(chǔ)減去終值A(chǔ)o，其中， x=t(dA/dt)， t"時(shí)間。
25、 如權(quán)利要求24所述的介質(zhì)，其中，在所述方法中，通過 y-mx+b給出最佳擬合，其中，截距b最接近O，并且m為斜率，
26、 如權(quán)利要求25所述的介質(zhì)，其中，所述方法還包括 選擇接近擬合曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)；以及使用A和時(shí)間t來預(yù)測在稍后的時(shí)間WA/的未來值。
27、 如權(quán)利要求26所述的介質(zhì)，其中，在所述方法中，預(yù)測A 的步稞還包括確定^ = (Ao-A)/ [ 1 + m (1 + t/At)〗'
28、 如權(quán)利要求27所述的介質(zhì)，其中，所述方法還包括 遞歸地確定M以便預(yù)測未來時(shí)間的參數(shù)A。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于實(shí)時(shí)地估計(jì)地層流體的特征(包括最終純度)的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)提供以下步驟隨時(shí)間對(duì)提取的地層流體的參數(shù)進(jìn)行多個(gè)測量，并將非漸近曲線擬合到所述測量以估計(jì)地層流體的特征。
文檔編號(hào)G06F19/00GK101223529SQ200680013531
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者伯納多·普和, 羅科·迪弗吉奧 申請(qǐng)人:貝克休斯公司