[發明專利]用于小裝置的保護隔層

有效

• 申請號: 200680043195.1
• 申請日: 2006-09-13
• 公開（公告）號: CN101313128A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 克里斯多夫·哈里森;奧利弗·C·穆林斯;奧利維爾·凡高文伯基;艾里克·P·冬塞爾;知見寺明人
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B47/10
• 分類號: E21B47/10;E21B47/01;E21B49/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 王新華

技術領域

本發明涉及小裝置領域，如具有在惡劣環境條件下應用的傳感器、致動器、流動控制裝置、加熱器、流體噴射器等。更具體地，本發明的目的在于提供一種適用于在惡劣環境條件下如浸沒在油井流體中應用的小裝置的保護隔層，例如，防止受到其性質為侵蝕和/或腐蝕的高壓高溫井下流體的浸漬。?

背景技術

油氣儲集層的開發和抽提包括關于地質地層中的流體的廣泛數據的收集和分析。例如，地質地層中的油氣儲集層的經濟評價包括地層流體的完全分析。同樣地，開發和生產考慮的問題如用于油氣儲集層的生產方法、回收效率、以及生產系統的設計都依賴于對儲集層的油氣流體的性質和特性的初始和連續分析的精確性。地層分析和評價要求恒定地測量地層流體，以獲得關于流體性質的數據。?

地層流體特性如密度、粘度、溫度、壓力、汽油比(GOR)、泡點等提供了分析儲集層地層的性質和特點的方法。地層流體性質產量的測量可以了解地質地層的特點，如滲透性和流體特性。數據還提供了評價油氣儲集層的經濟值的方法。?

典型地，在油井開發的勘探階段期間獲得地層流體樣品，并在地面確定流體的熱物理性質。然而，經常需要和/或理想地確定在油氣儲集層的壓力和溫度時的某些儲集層流體的性質，如原油或鹽水的密度和粘度。雖然在地面的流體樣品的壓力和溫度可以調節到儲集層中的條件，但有時很難在地面上獲得與井下地層流體完全一致的流體樣品的化學成分。?

已經發現，由于較輕油氣的揮發性、固體的沉積、鉆井液的污染等，造成在提取流體樣品中出現各種變化。此外，從井眼中提取井下流體樣品以及在地面在井下壓力和溫度條件下保持和處理提取的流體樣品很昂貴，?因此，優選在地面獲得和傳遞用于待分析的數據的井下的流體性質，從而顯著地減少油氣儲集層的分析和評價的時間和成本。?

如根據井下流體分析的分析的、涉及儲集層產量和優選法的答復結果典型地依賴于分析井下流體的極小樣品，即通過相對低于典型地質地層中的油氣儲集層的10^-9的體積分析。此外，儲集層中的地層流體的成分和特性在開發和提取油氣儲集層的同時經過變化。因此，優選通過在全部油井勘探和生產階段頻繁地進行井下測量而常規地監測地層流體的性質。?

與使用小測量和數據收集裝置如微芯片傳感器的慣常條件相比，典型地在油井勘探和生產工業中處理的油井流體為極惡劣的操作環境。例如，在生產油氣儲集層中的典型井下流體條件包括從50到175攝氏度或以上的井下溫度、從100到2000巴的井下壓力、500到1300kgm^-3范圍內的密度、以及從0.1到1000mPas的粘度。?

作為其化學和成分性質的結果，油井流體在性質上傾向于侵蝕和腐蝕。由于布置油井設備的困難環境，設備必須可以經受住由于由如H₂S和CO₂、以及固體微粒(例如沙子)組成的腐蝕流體可能造成的劇烈沖擊和腐蝕。參考文獻為1990年9月3日出版的熱和流體流動(Heat?and?FluidFlow)的第11卷#3的J.A.C.Humphrey的“受到固體微粒沖擊的侵蝕中的流體運動的基礎”(Fundamental?of?Fluid?Motion?in?Erosion?by?Solid?ParticleImpact，Int.J.)，用于討論由固體微粒如流體中的沙子造成的侵蝕。?

此外，油氣儲集層流體傾向于復雜，并可能包含范圍從瀝青烯和蠟到甲烷的化學成分。油氣流體的化學成分使蠟質材料沉積在井下儀器上具有明確的可能性，其經常造成儀器產生污垢。?

發明內容

在上述背景的結果，以及在油井勘探和生產領域中公知的其它因素中，申請人認識到，在井下條件下的應用中，需要可以承受完全暴露到油井流體的牢固的小裝置。?

申請人進一步認識到，在石油的勘探和生產工業中，如果小裝置適合用于避免不利的井下型條件，則小裝置具有涉及到油氣流體的評價和開發的許多區域中的應用前景。?

申請人注意到，目前，通常沒有公知的適用于在石油工業中的高壓-高溫的惡劣環境下保護小裝置的保護涂層或隔層。?

申請人發現了將產生適用于在如地層流體在或接近井下條件中侵蝕的惡劣環境下應用的牢固小裝置的表面涂層和保護隔層。?