[發明專利]用于測定鉆井液含氣量的系統及方法

在審

• 申請號: 201410149547.8
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN105092412A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 鮑云杰;黃澤光;宋曉瑩
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: G01N7/16
• 分類號: G01N7/16;G01N35/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;蔣宏飛

技術領域

本發明涉及一種用于測定鉆井液含氣量的系統，以及一種用于測定鉆井液含氣量的方法。

背景技術

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天然氣資源。在頁巖氣勘探開發過程中，頁巖氣含量是一個重要的評價參數。

在鉆井施工過程中，在近平衡鉆井條件下，當巖心和巖屑在離開井底時，由于所處的壓力、溫度等物理條件的變化，巖心或巖屑中的氣體會發生解吸、逸散，在至井口之前，氣體會直接解吸或逸散到鉆井液中。因此，測定鉆井液中的氣體含量，對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意義。

現有技術中一種用于測定鉆井液含氣量的系統包括脫氣器以及通過氣測管線與脫氣器密封連通的氣相色譜儀。一種測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，通過氣測管線將脫出的氣體送到氣相色譜儀或其他氣體分析設備中分析氣體總量和成分組成。另一種測量方法是按照一定的時間(或鉆井深度)間隔或根據需要，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行脫氣，然后利用氣相色譜儀或其他氣體分析設備對脫出的氣體進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誤差較大。

因此，如何解決鉆井液含氣量的檢測誤差較大的問題，是本領域技術人員的攻關方向之一。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種可以提高鉆井液含氣量的檢測準確率的測定系統。

根據本發明的用于測定鉆井液含氣量的系統，包括：

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液口、用于將與鉆井液中氣體性質相近或相同的參照氣體注入所述密封腔體的進氣口，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；

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；

設在連通所述容器和所述氣體分析裝置的管路上的真空泵；

計算裝置，用于根據參照氣體的初始量、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。

在一個實施例中，本發明的系統還包括用于對所述容器的密封腔體加熱的加熱裝置。

在本發明的系統中，所述加熱裝置包括容納有導熱介質的容納槽以及用于加熱導熱介質的加熱件，其中所述容器放在所述容納槽中，且由導熱材料制成。

在本發明的系統中，所述容器的進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。

在本發明的系統中，所述參照氣體為乙炔。

在本發明的系統中，所述加熱裝置的加熱溫度為70℃-80℃。

在本發明的系統中，所述計算裝置構造成通過下式來計算鉆井液中氣體含量：

C＝脫出氣體量/(脫出參照氣體量/注入參照氣體量)；

其中，C為鉆井液中的氣體含量。

在本發明的系統中，鉆井液占所述容器的密封腔體體積的70％-85％。

根據本發明的使用上述中任一項所述的系統測定鉆井液含氣量的方法，包括：

在井口采集鉆井液，并將鉆井液注入容器中；

將參照氣體注入容器，并與鉆井液充分混合；

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；

根據參照氣體的初始量、參照氣體的脫出量以及脫出氣體總量計算出鉆井液含氣量。

在本發明的方法中，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容器進行加熱。