[發(fā)明專利]石油井下隨鉆氣體檢測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410140042.5
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN104975854A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 姚金志;劉其春;萬亞旗;魏兵;周建立;王偉東;周發(fā)舉;吳剛;王立波;龔洪海
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化勝利石油工程有限公司地質錄井公司
• 主分類號: E21B49/08
• 分類號: E21B49/08;E21B47/18
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 崔曉艷

技術領域

本發(fā)明涉及油氣勘探開發(fā)領域，特別是涉及到一種石油井下隨鉆氣體檢測裝置。

背景技術

石油鉆井的過程中，甲烷、二氧化碳和硫化氫氣體的檢測是一項重要的內容，一方面是有助于油氣發(fā)現(xiàn)，另一方面是有助于安全鉆井。

目前的甲烷檢測主要是在地面通過氣相色譜分析來實現(xiàn)，甲烷氣體通過環(huán)空鉆井液返至井口已經經過了一定的滯后時間，并且攜帶的油氣信息準確性也會受到影響，而地面氣相色譜分析還需要借助大量的外圍輔助設備，且具有周期性，做不到實時檢測，隨著鉆井速度越來越快，對氣體分析的周期性要求越來越嚴格。所以，將現(xiàn)場甲烷檢測由地面轉向井下，利用井下甲烷氣體傳感器對井下甲烷進行隨鉆檢測，做到早發(fā)現(xiàn)，早分析，對油氣發(fā)現(xiàn)意義重大。

目前二氧化碳氣體的檢測主要是在地面上進行，通過非分光紅外原理的方式檢測地面鉆井液中二氧化碳氣體的含量。當鉆頭打開地層后，地層中的二氧化碳氣體侵入鉆井液，通過鉆具與井筒的環(huán)形空間而達到地面，這個過程存在一定的滯后時間。隨著鉆井技術的飛速發(fā)展，這種問題日益明顯。

常規(guī)硫化氫氣體檢測方法為應用電化學傳感器在地面檢測鉆井液氣體中的硫化氫，由于硫化氫氣體從井底上返至地面需要一定的時間，硫化氫氣體的檢測從而存在滯后性。

在申請?zhí)枮镃N201080064837.2的專利申請中，提到了一種“二氧化碳和硫化氫的井下光譜探測”，其特征在于一種探測井下環(huán)境中二氧化碳的方法，包括：將井下工具放置到井孔中，將井下流體試樣提供到井下工具中，通過用光源發(fā)射出的具有足夠波長的光來照射井下流體試樣，分析井下工具中的井下流體試樣，以探測二氧化碳，通過用光源發(fā)射出的具有足夠波長的光來照射井下流體試樣，探測與流體試樣互相作用的光；以及測量探測到的光，以產生一定范圍的數據點，所述數據點表示試樣中存在的二氧化碳的量。此專利所述內容為，紅外光直接照射井下流體試樣，通過檢測照射后的光的變化從而檢測試樣中二氧化碳氣體的含量。此專利存在的問題是鉆井液、地層流體等井下流體存在非透明流體，從而對于通過直接照射測量二氧化碳氣體含量有一定的難度。另外硫化氫氣體極易與水相溶，從而對于通過直接照射測量硫化氫氣體含量有一定的難度。

為此我們發(fā)明了一種新的石油井下隨鉆氣體檢測裝置，解決了以上技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種適用于石油井下進行甲烷、二氧化碳、硫化氫氣體檢測的石油井下隨鉆氣體檢測裝置。???

本發(fā)明的目的可通過如下技術措施來實現(xiàn)：石油井下隨鉆氣體檢測裝置，該石油井下隨鉆氣體檢測裝置包括井下測量系統(tǒng)和地面測量系統(tǒng)，該井下測量系統(tǒng)包括微氣體分離模塊、微機電紅外檢測模塊和泥漿脈沖發(fā)生器，該地面測量系統(tǒng)包括壓力傳感器、地面接收模塊和上位機，該微氣體分離模塊接收井下流體，并將井下流體進行脫氣脫出氣體，該微機電紅外檢測模塊連接于該微氣體分離模塊，并將脫出的氣體進行檢測，輸出隨鉆氣體濃度電信號，該泥漿脈沖發(fā)生器將隨鉆氣體濃度電信號轉化為泥漿壓力脈沖信號，以編碼的形式傳輸至該地面測量系統(tǒng)，該壓力傳感器將泥漿壓力脈沖信號轉換成模擬信號，通過有線或者無線的方式傳輸至該地面接收模塊，該地面接收模塊連接于該壓力傳感器，將模擬信號處理為數字信號，該上位機連接于該地面接收模塊，并將數字信號轉換成隨鉆氣體濃度，并按照井深數據，形成對應井深的隨鉆氣體濃度數據。

本發(fā)明的目的還可通過如下技術措施來實現(xiàn)：

該井下測量系統(tǒng)還包括高溫電池模塊，該高溫電池模塊連接于該微機電紅外檢測模塊、該泥漿脈沖發(fā)生器和該微氣體分離模塊，并為其供電。

該地面測量系統(tǒng)還包括井深跟蹤模塊，該井深跟蹤模塊連接于該上位機，并傳輸井深數據給該上位機。

該地面接收模塊進行A/D轉換、降噪、濾波處理，以將模擬信號處理為數字信號。

該上位機顯示對應井深的隨鉆氣體濃度數據。

井下流體包括地層流體、井下環(huán)空鉆井液中的一種，以及它們的組合。

該石油井下隨鉆氣體檢測裝置檢測的隨鉆氣體為甲烷。?

當檢測的為甲烷時，該微機電紅外檢測模塊采用窄帶紅外光源，窄帶紅外光源波長范圍為3200nm～3400nm。

該石油井下隨鉆氣體檢測裝置檢測的隨鉆氣體為二氧化碳。

當檢測的為二氧化碳時，該微機電紅外檢測模塊采用窄帶紅外光源，窄帶紅外光源波長范圍為4200nm～4500nm。

該石油井下隨鉆氣體檢測裝置檢測的隨鉆氣體為硫化氫。?