[發明專利]鉆井流體中顆粒粒度和形狀分布的分類

在審

• 申請號: 201580073900.1
• 申請日: 2015-03-12
• 公開（公告）號: CN107208478A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: M·D·羅維;J·T·格斯尼;C·C·布里頓
• 申請（專利權）人: 哈里伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B49/08
• 分類號: E21B49/08;E21B47/00;G01V8/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 張欣

1.一種方法，包括：

使用包括一個或多個處理器的數據采集系統接收鉆屑的圖像，所述鉆屑源于正鉆探的井筒并且包含多個顆粒；

通過獲得每個顆粒的三個二維距離測量值以及獲得每個顆粒的四個角度測量值來用一個或多個處理器分析所述鉆屑的所述圖像；以及

基于每個顆粒的所述三個二維距離測量值和所述四個角度測量值來利用所述一個或多個處理器確定所述鉆屑的顆粒粒度分布和所述鉆屑的形狀分布中的至少一者。

2.根據權利要求1所述的方法，其中利用所述數據采集系統接收所述鉆屑的所述圖像之前：

將所述鉆屑輸送穿過振動器的振動篩；

利用一個或多個成像裝置來捕獲所述振動篩之處或之后的所述鉆屑的圖像并且由此生成圖像數據；以及

將所述圖像數據傳輸到所述數據采集系統。

3.根據權利要求2所述的方法，還包括利用發射已知波長的電磁輻射的光源來照明所述振動篩之處或之后的所述鉆屑，其中所述光源選自由以下各項組成的組：白光源；白熾光源；紅外光源；激光；一個或多個發光二極管；以及它們的任意組合。

4.根據權利要求2所述的方法，其中所述光源包括多個光源，所述方法還包括在所述多個光源之間切換，由此提高所述多個顆粒中的至少一些的對比率。

5.根據權利要求1所述的方法，其中獲得每個顆粒的所述三個二維距離測量值包括：

識別并測量每個顆粒的長度；

識別并測量每個顆粒的寬度，其中所述寬度的測量值將所述長度平分并與其正交；以及

識別并測量每個顆粒的中間寬度，其中所述中間寬度的測量值是在所述長度與所述寬度之間的交點之間的中間點處獲得的并與所述長度正交。

6.根據權利要求5所述的方法，還包括比較給定顆粒的長度、寬度和中間寬度的測量值，以確定所述給定顆粒是方形的、圓形的還是三角形的。

7.根據權利要求5所述的方法，還包括對每個顆粒的長度、寬度和中間寬度的測量值求平均以確定所述鉆屑內的所述多個顆粒的統計粒度分布。

8.根據權利要求1所述的方法，其中當所述四個角度測量值各自在約70°與約110°之間時，所述多個顆粒的給定顆粒被識別為方形顆粒。

9.根據權利要求1所述的方法，其中當所述四個角度測量值各自大于90°時，所述多個顆粒的給定顆粒被識別為圓形顆粒。

10.根據權利要求1所述的方法，其中所述四個角度測量值包括第一角度、第二角度、第三角度和第四角度，并且其中當所述第四角度為零并且所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度的和為約180°時，所述多個顆粒的給定顆粒被識別為三角形顆粒。

11.根據權利要求1所述的方法，還包括基于所述三個二維距離測量值和所述四個角度測量值而利用所述一個或多個處理器將每個顆粒分類為方形、圓形和三角形中的一個。

12.根據權利要求1所述的方法，還包括：

利用至少第一成像裝置和第二成像裝置捕獲每個顆粒的圖像，其中所述第一成像裝置在第一焦平面上捕獲圖像并且所述第二成像裝置在不同于所述第一焦平面的第二焦平面上捕獲圖像；

利用所述一個或多個處理器分析從所述第一成像裝置和所述第二成像裝置獲得的每個顆粒的圖像并且獲得關于每個顆粒的與所述第一成像裝置相關聯的第一深度測量值和與所述第二成像裝置相關聯的第二深度測量值；以及

基于所述三個二維距離測量值、所述四個角度測量值以及所述第一深度測量值和所述第二深度測量值而利用所述一個或多個處理器確定每個顆粒的三維形狀，

其中所述三維形狀選自由立方體、球體和角錐體組成的組。

13.根據權利要求1所述的方法，其中所述數據采集系統還包括神經網絡，所述神經網絡包括基于已知類型、粒度和體積的物理對象的一個或多個集合的訓練數據集，并且其中利用所述一個或多個處理器確定所述鉆屑的所述顆粒粒度分布和所述形狀分布中的至少一者還包括：

利用物理對象的所述一個或多個集合訓練所述神經網絡以生成所述訓練數據集；以及

利用所述一個或多個處理器查詢所述神經網絡以使所述訓練數據集的所述已知形狀、粒度和體積與由所述一個或多個處理器獲得的所述測量值相關聯。