[發明專利]地層水污染率井下實時監測方法與裝置

有效

• 申請號: 202010581106.0
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111810115B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 楊玉卿;支宏旭;高永德;魯法偉;劉海波;張國強;張偉;左有祥;褚曉冬;蘭萌
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/08;G06Q50/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 劉凱強;張奎燕

地層水污染率井下實時監測方法與裝置，基于地層流體特性，構建一種計算水基泥漿污染率的檢測方法，借助該方法，可以實時計算地層抽取流體樣品的污染情況(地層水污染率，即純凈地層水和水基泥漿侵入液的比例)，指導勘探人員、解釋人員區分地層水和水基泥漿侵入液。

技術領域

本文涉及石油勘探和污染控制技術領域，尤指一種地層水污染率井下實時監測方法與裝置。

背景技術

石油勘探中，獲取井下真實地層流體的樣本至關重要，地層流體反映的性質決定了后續油氣開發是否進行和如何進行。地層取樣中，地層測試器的探針與井壁緊密座封后，地層取樣儀的活塞泵開始工作，通過探針中心的吸口抽取地層液體。因水基泥漿對地層的侵蝕作用，抽取的地層液體一般包括一定比例的水基泥漿濾液侵入液和純凈地層水的混合物，這與取得純凈地層水樣品的目的相左。獲得取樣流體中水基泥漿濾液的比例，即水基泥漿的污染率，是決定取樣時機的關鍵參數。取樣流體混合物富含K⁺、Na⁺和Cl^-等多種離子，離子的濃度、種類和水溶液的溫度是決定溶液導電性能的主要影響因素。原有的地層流體取樣方法，無法區分地層水和泥漿侵入液，無法準確計算出抽取流體樣品的地層水和泥漿侵入液的比例——即計算地層水的污染程度，更無法計算和指導地層水取樣時機的選擇、抽取時間、泵抽排量的大小。

國內目前僅僅依靠地層測試器操作工程師和解釋工程師的經驗判斷抽取的溶液是否是純凈的地層水樣品，判斷方法簡單定性，不能本質上解決現場問題。

此外，常用方法還有地層流體現場離子檢測法，可以一定程度上區分地層水和泥漿侵入液的比例。但該方法屬于取樣作業事后分析判斷，不能在實時取樣作業時給予理論支持、定量判斷及現場作業指導。且該方法受各種變量影響較大，方法準確性較低。

發明內容

本申請提出了一種地層流體電導率的測量裝置，基于該裝置和流體特性，構建一種計算水基泥漿污染率的檢測方法，借助該方法，可以實時計算地層抽取流體樣品的污染情況(地層水污染率，即純凈地層水和水基泥漿侵入液的比例)，指導勘探人員、解釋人員區分地層水和水基泥漿侵入液。

本申請提供了兩種不同精度的測量方法，當要求地層水污染率的誤差在10％-30％，所述方法簡單計算容易，而且獲得的結果精度可能在10％以下。

地層水污染率井下實時監測方法，當要求地層水污染率的誤差在10％-30％時，所述方法包括：

1)在水基泥漿存在的條件下，使取樣裝置進入井下目標地層；

2)通過取樣探針將地層流體抽入所述取樣裝置內，并使所述地層流體通過所述取樣裝置中設置的電導率測量裝置，所述取樣裝置測量得到的地層流體泵抽體積為V；測量得到的地層流體的電導率為C；測量完成后將所述地層流體從所述取樣裝置的出口排出；

3)測量所述水基泥漿的電導率C_sjnj，并將步驟2)中得到的所述V和所述C帶入式(1)得到地層水的電導率C_dcs；

式(1)中，C為所述地層流體的電導率，單位為S/m；C_dcs為所述地層水的電導率，單位為S/m；參數n和m取-1≤n＜m≤4的整數，α_i單位為S/m⁴，α_i的取值通過最小二乘法根據實際抽吸過程實時測量到的電導率C以及對應的地層流體泵抽體積V進行擬合、調試獲取得到，所述擬合、調試獲得的結果在1％精度范圍內；地層流體泵抽體積V的單位為m3；

4)人為設定地層水污染率k’的值，所述k’的取值范圍是0％-70％，