測量地層現場靜態溫度的方法

2023-10-10 15:17:09 2

專利名稱：測量地層現場靜態溫度的方法
技術領域：
本發明涉及在鑽井階段的井中測量地層現場靜態溫度。停止循環亦指關井。停止循環使井孔充滿鑽井泥漿，而鑽井泥漿的溫度通常不同於未受幹擾地層的溫度。
一種測量這種溫度的方法為將一溫度計放下至充滿鑽井泥漿的井孔內，並記錄預定深度處的溫度，該溫度為中止循環後的時間(Δt)的函數。所述溫度計可為一自裝備式溫度記錄器或一表面記錄溫度計。當溫度不隨時間變化時，即可認為該恆定溫度為地層現場靜態溫度。但是，上述方法較為費時。
下面為上述方法的一種改進方法。在該方法中，繪出溫度相對於log((tk+Δt)/Δt)的關係曲線，其中tk為循環時間，Δt為中止循環後的時間。用外推法所求出的10g((tk+Δt)/Δt)的結果基本上等於零，這意味著循環時間相對於中止循環後的時間可被忽略不計。由外推法所求出的溫度即可認為是地層現場靜態溫度。
但是，如將循環時間弄錯，則會對外推溫度產生很大的影響。而這種錯誤是很容易產生的，例如當鑽井階段完成之後，鑽工牽引著鑽頭向上行進數百米，並且在關井之前，為了清潔鑽頭，循環要持續若干小時。在這種情況下，鑽工將報告出特定階段鑽探所需的循環時間與清潔鑽頭所需時間的總和，作為循環時間。但是為了求出溫度記錄，循環時間應為特定階段鑽探所需的循環時間。
本發明的一個目的是提供一種更為精確的現場靜態溫度的測量方法。
為此，本發明提供了一種由井孔所貫穿的地層的現場靜態溫度的測量方法，該測量方法包括如下步驟a)將一工具放下至鑽井內的一預定位置，所述工具包括一具有一入口並設有一與流體相接觸的溫度傳感器的中央導管，流體分析裝置，以及流體排出裝置；b)在地層和中央導管入口之間形成排他性流體連通；c)使地層流體通過中央導管；d)分析地層流體；以及e)測量地層流體基本上未汙染時的溫度。
下面將對本發明作更為詳細的描述。本發明提供了測量由井孔所貫穿地層的現場靜態溫度的測量方法，該方法的第一步為將一工具放下至井孔內的一預定位置，所述工具包括一具有一入口並設有一與流體相接觸的溫度傳感器的中央導管，流體分析裝置，以及流體排出裝置。所述預定位置可為井孔的底部，或為地層中欲對地層現場靜態溫度進行測量的一位置處。所述工具通過例如一鋼絲繩放下至井孔內。
然後，在地層和中央導管入口之間形成排他性流體連通。為了形成排他性流體連通，將一探測器伸入地層內，其中探測器的出口與工具的中央導管入口直接以流體連通。由於探測器的入口位於地層內，因此存在於井孔內的鑽井泥漿無法進入中央導管，從而在地層和中央導管入口之間形成了排他性流體連通，同時井孔流體則被隔離。
然後使地層流體通過中央導管。此過程藉助於一抽吸泵完成，該抽吸泵將地層流體經探測器吸入中央導管，並將地層流體由中央導管排出。可以理解，在鑽井孔期間，鑽井泥漿會侵入地層。因此，當地層流體被抽出時，首先鑽井泥漿會被抽出，然後鑽井泥漿和原始地層流體的混合物被抽出，最後未汙染地層流體才被抽出。
當地層流體通過中央導管時，對其進行分析以測定其成分。
然後連續測量地層流體的溫度，直至地層流體基本上為未汙染的流體。申請人發現，未汙染的地層流體的溫度不單純是流體的溫度，而且還確實是現場靜態溫度。
在實際測量過程中，溫度和成分均被記錄，而地層的現場靜態溫度即為基本上未汙染的地層流體的溫度。
由於在本發明的方法中，未汙染地層流體的溫度是被測出來的，所以這種方法比公知方法更為準確。
另外，本發明的方法可通過一用於採集地層流體樣品的工具加以實施，例如Schlumberger的模塊化動態地層測試器(Modular DynamicFormation Tester)工具。該工具還包括一用於校準壓力傳感器的精確溫度計，該精確溫度計的輸出信號可用於本發明的方法中。本領域公知的其他可採用的合適工具有Halliburton的重複動態測試器和Western Atlas的貯層特徵儀器(reservoir characterizationinstrument)。
如果烴類儲層流體是粘度較高的所謂重油，那麼將難以獲取具有代表性的儲層流體的樣品。為了獲取具有代表性的樣品，形成排他性流體連通的步驟還包括啟動設置於探測器附近的加熱裝置以加熱地層。
作為一個合適的實施例，探測器與組件中的封隔器墊相連，而加熱裝置則設置於封隔器墊中。作為備擇實施例，加熱裝置設置於工具上。加熱裝置可以是產生微波、光波或紅外波的裝置。加熱裝置還可以是電加熱器、化學加熱器或核能加熱器。
本發明的方法同樣可適用於套管井孔。在這種情形下，將工具放下至井孔內的步驟包括兩個步驟。首先在需確定溫度的位置處形成穿過套管壁進入地層內的一射孔組，其中射孔組包括至少一個伸入地層內的射孔。然後將工具放下至套管井孔內。該工具還包括設置於中央導管入口兩側的一上封隔器和一下封隔器，其中，中央導管開口於下封隔器的下方或上封隔器的上方，並且上、下封隔器之間的距離大於一射孔組的高度。
形成排他性流體連通這一步驟則包括設置封隔器，從而使射孔組跨於封隔器之間。
權利要求
1.一種測量由井孔所貫穿的地層的現場靜態溫度的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟a)將一工具放下至井孔內的一預定位置，所述工具包括一具有入口並設有一與流體相接觸的溫度傳感器的中央導管，流體分析裝置，以及流體排出裝置；b)在所述地層和所述中央導管入口之間形成排他性流體連通；c)使地層流體通過所述中央導管；d)分析所述地層流體；以及e)當地層流體基本上未汙染時測量溫度。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述地層和所述中央導管入口之間形成排他性流體連通的步驟包括將一探測器伸入所述地層中，所述探測器具有一與所述工具的中央導管入口直接流體連通的出口。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述形成排他性流體連通的步驟還包括啟動設置於所述探測器附近的一加熱裝置以加熱地層。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述地層由套管井孔所貫穿，其中步驟a)包括a1)在需確定溫度的位置處形成穿過所述套管壁進入所述地層內的一射孔組；a2)將所述工具放入井孔內至所述射孔組，所述工具還包括設置於中央導管入口兩側的一上封隔器和一下封隔器，其中，所述中央導管開口於所述下封隔器的下方或所述上封隔器的上方，並且上、下封隔器之間的距離大於一射孔組的高度，以及步驟b)包括設置所述封隔器，以使所述射孔組跨於所述封隔器之間。
全文摘要
一種測量由井孔所貫穿的地層的現場溫度的方法，包括將一工具放下至井孔內的一預定位置，所述工具包括一具有一入口並設有一與流體相接觸的溫度傳感器的中央導管，流體分析裝置，以及流體排出裝置；僅使地層流體通過中央導管；分析地層流體；以及測量地層流體基本上未汙染時的溫度。
文檔編號E21B47/06GK1486394SQ02803816
公開日2004年3月31日 申請日期2002年1月15日 優先權日2001年1月18日
發明者穆罕默德·N·哈舍姆, 穆罕默德 N 哈舍姆 申請人:國際殼牌研究有限公司