способ обеспечения отбора репрезентативного образца флюида (варианты)

Формула изобретения

1. Способ обеспечения отбора репрезентативного образца флюида, заключающийся в том, что

отбирают образец флюида в точке отбора, находящейся в скважине,

анализируют физические и химические свойства образца флюида в точке отбора, находящейся в скважине,

записывают свойства образца в точке отбора в архив электронной базы данных,

анализируют физические и химические свойства образца флюида в месте, удаленном от точки отбора в скважине,

записывают свойства образца, находящегося в удаленном месте, в архив,

подтверждают правильность скважинного образца флюида путем сравнения свойств образца в точке отбора и свойств образца в удаленном месте, для чего

сравнивают давление при закупоривании в сосуде для образца в точке отбора, находящейся в скважине, с давлением при откупоривании в сосуде для образца в удаленном месте, с учетом изменения температуры для определения разности давлений в заранее выбранном диапазоне допустимого расхождения давлений,

записывают свойства образца, проверенного на правильность, в архив.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что точка отбора, находящейся в скважине, находится вблизи продуктивного пласта (коллектора).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаленное место находится в месте расположения скважины, из которой отобран образец флюида.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаленное место находится в лаборатории.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при анализе скважинного образца флюида в удаленном месте дублируют методы анализа, используемые для получения свойств скважинного образца в точке отбора.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых записывают в архив информацию, касающуюся переноса образца из одного физического места в другое.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что свойства образца в точке отбора включают в себя местоположение точки отбора, находящейся в скважине, максимальную температуру точки отбора во время отбора образца, давление в сосуде для образца при закупоривании в точке отбора, находящейся в скважине, идентификацию сосуда с отобранным образцом.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что свойства образца в точке отбора дополнительно включают в себя состав образца и индикаторы фазовых переходов.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе подтверждения правильности записывают информацию, касающуюся расхождений между свойствами скважинного образца в точке отбора и свойствами образца в удаленном месте.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что архив базируется на Интернет-технологии.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают страницу "цепи сохранности проб" в архиве, отображающую параметры подтверждения правильности образца флюида.

12. Способ по п.2, отличающийся тем, что при анализе образца скважинного флюида в удаленном месте дублируют методы анализа, используемые для получения свойств образца в точке отбора, находящейся в скважине.

13. Способ по п.2, отличающийся тем, что свойства скважинного образца в точке отбора включают в себя

местоположение точки отбора, находящейся в скважине,

максимальную температуру точки отбора, находящейся в скважине, во время отбора образца,

давление в сосуде для образца при закупоривании в точке отбора, находящейся в скважине,

идентификацию сосуда с отобранным образцом.

14. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают страницу "цепи сохранности проб" в архиве, отображающую параметры подтверждения правильности образца флюида

15. Способ обеспечения отбора репрезентативного скважинного образца флюида, заключающийся в том, что

отбирают образец флюида в точке отбора, находящейся в скважине вблизи продуктивного пласта (коллектора),

анализируют физические и химические свойства скважинного образца флюида в точке отбора, находящейся в скважине, при этом свойства образца в точке отбора включают в себя

местоположение точки отбора, находящейся в скважине,

максимальную температуру точки отбора, находящейся в скважине, во время отбора образца,

давление в сосуде для образца при закупоривании в точке отбора, находящейся в скважине,

идентификацию сосуда с отобранным образцом,

состав образца и

индикаторы фазовых переходов,

записывают свойства скважинного образца в точке отбора в архив электронной базы данных,

анализируют физические и химические свойства скважинного образца флюида в месте, удаленном от отточки отбора в скважине,

записывают свойства образца, находящегося в удаленном месте, в архив,

подтверждают правильность скважинного образца флюида путем сравнения свойств скважинного образца в точке отбора, находящегося в удаленном месте, и

записывают свойства образца, проверенного на правильность, в архив.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают страницу "цепи сохранности проб" в архиве, отображающую параметры подтверждения правильности образца флюида.

17. Способ обеспечения отбора репрезентативного скважинного образца флюида, заключающийся в том, что

отбирают образец флюида в точке отбора, находящейся в скважине вблизи продуктивного пласта (коллектора),

анализируют физические и химические свойства скважинного образца флюида в точке отбора, находящейся в скважине,

записывают свойства образца в точке отбора в архив электронной базы данных,

анализируют физические и химические свойства скважинного образца флюида в месте, удаленном от точки отбора в скважине,

записывают свойства образца, находящегося в удаленном месте, в архив,

подтверждают правильность скважинного образца флюида путем сравнения свойств скважинного образца в точке отбора, и свойств образца, находящегося в удаленном месте, для чего сравнивают давление при закупоривании в сосуде для образца в точке отбора, находящейся в скважине, с давлением при откупоривании в сосуде для образца в удаленном месте, с учетом изменения температуры, для определения разности давлений в заранее выбранном диапазоне допустимого расхождения давлений, и

записывают свойства образца, проверенного на правильность, в архив.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают страницу "цепи сохранности проб" в архиве, отображающую параметры проверки пригодности образца флюида.

19. Способ обеспечения отбора репрезентативного скважинного образца флюида, заключающийся в том, что

отбирают образец флюида в точке отбора, находящейся в скважине вблизи продуктивного пласта (коллектора),

анализируют физические и химические свойства скважинного образца флюида в точке отбора, находящейся в скважине, при этом свойства образца в точке отбора включают в себя

местоположение точки отбора, находящейся в скважине,

максимальную температуру точки отбора, находящейся в скважине, во время отбора образца,

давление в сосуде для образца при закупоривании в точке отбора, находящейся в скважине,

идентификацию сосуда с отобранным образцом,

записывают свойства скважинного образца в точке отбора в архив электронной базы данных,

анализируют физические и химические свойства скважинного образца флюида в месте, удаленном от точки отбора в скважине,

записывают свойства образца, находящегося в удаленном месте, в архив,

подтверждают правильность скважинного образца флюида путем сравнения свойств скважинного образца в точке отбора и свойств образца, находящегося в удаленном месте, для чего

сравнивают давление при закупоривании в сосуде для образца в точке отбора, находящейся в скважине, с давлением при откупоривании в сосуде для образца в удаленном месте, с учетом изменения температуры, для определения разности давлений в заранее выбранном диапазоне допустимого расхождения давлений, и

записывают свойства образца, проверенного на правильность, в архив.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают страницу "цепи сохранности проб" в архиве, отображающую параметры подтверждения правильности образца флюида.

21. Способ обеспечения отбора репрезентативного образца флюида, заключающийся в том, что

отбирают образец флюида в точке отбора, находящейся в скважине,

анализируют физические и химические свойства скважинного образца флюида в точке отбора, находящейся в скважине,

записывают свойства образца в точке отбора в архив электронной базы данных,

анализируют физические и химические свойства образца флюида в первом месте, удаленном от точки отбора,

записывают свойства образца в первом удаленном месте в архив,

подтверждают правильность скважинного образца флюида путем сравнения свойств скважинного образца в точке отбора и свойств образца в первом удаленном месте,

записывают свойства образца в первом удаленном месте,

анализируют физические и химические свойства скважинного образца флюида во втором месте, удаленном от точки отбора,

записывают свойства образца во втором удаленном месте в архив,

подтверждают правильность скважинного образца флюида путем сравнения свойств скважинного образца в точке отбора и свойств образца во втором удаленном месте, для чего

сравнивают давление при закупоривании в сосуде для образца в точке отбора, находящейся в скважине, с давлением при откупоривании в сосуде для образца в удаленном месте, с учетом изменения температуры, для определения разности давлений в заранее выбранном диапазоне допустимого расхождения давлений.

записывают свойства образца, проверенного на пригодность, в архив.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что удаленное место находится в месте расположения скважины, из которой отобран образец флюида.

23. Способ по п.21, отличающийся тем, что удаленное место находится в лаборатории.

24. Способ по п.21, отличающийся тем, что при анализе скважинного образца флюида в первом и втором удаленном месте дублируют методы анализа, используемые для получения свойств образца в точке отбора, находящейся в скважине.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых

выполняют тесты скважинного образца флюида в по меньшей мере одном из удаленных мест,

записывают результаты тестов в архив.

26. Способ по п.21, отличающийся тем, что свойства скважинного образца в точке отбора включают в себя местоположение точки отбора, находящейся в скважине, максимальную температуру точки отбора во время отбора образца, давление в сосуде для образца при закупоривании в точке отбора, находящейся в скважине, идентификацию сосуда с отобранным образцом.

27. Способ по п.24, отличающийся тем, что свойства образца в точке отбора, находящейся в скважине, включают в себя

местоположение точки отбора, находящейся в скважине,

максимальную температуру точки отбора, находящейся в скважине, во время отбора образца,

давление в сосуде для образца при закупоривании в точке отбора, находящейся в скважине,

идентификацию сосуда с отобранным образцом.

28. Способ по п.25, отличающийся тем, что свойства образца в точке отбора включают в себя местоположение точки отбора, находящейся в скважине, максимальную температуру точки отбора во время отбора образца, давление в сосуде для образца при закупоривании в точке отбора, находящейся в скважине, идентификацию сосуда с отобранным образцом.

29. Способ по п.21, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают страницу "цепи сохранности проб" в архиве, отображающую параметры подтверждения правильности для образца флюида.

30. Способ по п.26, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают страницу "цепи сохранности проб" в архиве, отображающую параметры подтверждения правильности для образца флюида.

31. Способ по п.27, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают страницу "цепи сохранности проб" в архиве, отображающую параметры подтверждения правильности для образца флюида.

32. Способ по п.28, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают страницу "цепи сохранности" в архиве, отображающую параметры подтверждения правильности для образца флюида.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к определению параметров флюидов и, в частности, к цепи сохранности флюидов для повышения качества данных, управляемости и согласованности данных.

Предшествующий уровень техники

Термин «защита потока» используется для описания широкого круга вопросов, связанных с надежностью и работоспособностью систем нефте- и газодобычи. Технология защиты потока состоит из двух операций - операции проектирования и операции контроля. Операция проектирования начинается с фазы разведки и оценки и заканчивается пуском системы. Операция контроля начинается с первой добычи и продолжается весь период эксплуатации месторождения. Операции контроля - это цикл обратной связи, используемый для мониторинга и оптимизации производительности системы добычи.

Образцы флюидов из углеводородных продуктивных пластов (коллекторов) существенны для определения качества добываемых флюидов. Многочисленные решения по разработке месторождения, например стратегии добычи и проектирования установок для добычи флюидов, зависят от свойств флюидов в образцах из разведочной скважины. Важно иметь информацию об исходных флюидах в продуктивных пластах. Образцы флюидов на более поздних стадиях эксплуатации коллектора требуются для оценки состояния флюидов в определенный момент времени или после совершения некоторых операций добычи, однако, сравнение всегда касается свойств исходных флюидов. Таким образом, важно собирать качественные, репрезентативные (показательные, характерные) образцы флюидов и управлять этими данными.

Краткое изложение сущности изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа, обеспечивающего отбор надежного и репрезентативного образца флюида. Изобретение описано применительно к флюидам в продуктивных пластах и характеристикам пласта, однако, следует понимать, что изобретение применимо к любому образцу флюида, например для использования в медицинских целях.

Поставленная задача решена путем создания способа отбора репрезентативного образца флюида, который заключается в том, что отбирают образец флюида в точке отбора, которая может находиться в скважине (на глубине пласта), в устье скважины или в наземной или подземной добывающей установке, анализируют физические и химические свойства образца флюида в точке отбора, записывают свойства образца в точке отбора в архив электронной базы данных, анализируют физические и химические свойства образца флюида в месте, удаленном от точки отбора, записывают свойства образца в удаленном месте в архив, проверяют пригодность образца флюида путем сравнения свойств образца в точке отбора и свойств образца в удаленном месте, включая воспроизведение методов скважинных измерений в удаленном месте, и записывают свойства проверенного образца в архив.

Подтверждение пригодности образца флюида означает, что выбранные физические и химические свойства, проанализированные в точке отбора, совпадают в заранее выбранном диапазоне допустимого расхождения со свойствами образца, проанализированными в удаленном месте, предпочтительно, чтобы использовались одни и те же физические и химические методы. Однако в некоторых случаях свойства образца в точке отбора могут не совпадать со свойствами образца в удаленном месте в выбранном диапазоне допусков, в этом случае свойства образца, проверенного на пригодность, включают в себя идентификацию различий в результатах в архиве. Проанализированные свойства включают в себя свойства, измеренные или полученные тестированием. Следует отметить, что свойства образца, проверенного на пригодность, могут включать в себя результаты анализа, которые были получены в удаленном месте, а не в точке отбора.

Краткое описание чертежей

Вышеизложенные и другие признаки и аспекты настоящего изобретения будут пояснены нижеследующим подробным описанием конкретного варианта осуществления изобретения, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает схему последовательности операций известного процесса защиты потока;

фиг.2 - схему последовательности операций процесса проектирования процесса защиты потока согласно изобретению;

фиг.3 - схему последовательности операций процесса контроля процесса защиты потока согласно изобретению;

фиг.4 - логическую блок-схему последовательности операций определения цепи сохранности флюидов согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Защита потока является важным вопросом, который нужно решать заблаговременно в процессе проектирования систем добычи флюидов и который жизненно важен для шельфовых систем добычи. На фиг.1 показана схема последовательности операций известного типичного процесса защиты потока, в целом обозначенного позицией 10. Процесс 10 (фиг.1) защиты потока в общих чертах иллюстрирует процесс 11 проектирования, включающий в себя этап 12 отбора образцов, этап 14 анализа, этап 16 моделирования и этап 18 проектирования, а также процесс 20 контроля.

Процесс начинается с фазы разведки и оценки, на которой измеряются данные свойств флюидов в естественном залегании и образцы выбранных флюидов извлекаются для более детального анализа. Конкретные исследования, связанные с защитой потока, могут производиться на образцах флюидов в лаборатории. Объем и тип этих анализов зависит от ожидаемых проблем. Затем лабораторные данные используются в ряде конструкторских программных средств для моделирования различных сценариев для системы добычи. Этот процесс позволяет определять каждую систему и подходящую для нее стратегию управления защитой потока.

После того, как выбранная система спроектирована и установлена, управление защитой потока должно отслеживаться и оптимизироваться в процессе контроля. С учетом того, что первоначальная разработка этих стратегий является консервативной, имеются хорошие возможности для оптимизации процесса. Однако высокая стоимость сбоя требует тщательного мониторинга системы для выявления потенциальных проблем прежде, чем они приведут к катастрофическому сбою. В процессе контроля данные системы, такие как температура, давление и расходы, получают с датчиков, установленных в различных точках. Модели, в которых используются данные свойств флюида, полученные на фазе разработки, адаптируются к измеренным данным системы. Эти модели теперь можно использовать для определения текущего состояния системы и для оптимизации системы путем ряда прогонов.

Последовательности операций конструирования и контроля должны гладко стыковаться друг с другом и быть согласованными. Те же наборы данных и модели, которые использовались для разработки системы, должны использоваться для мониторинга и оптимизации. Ниже будет более подробно описан каждый элемент технологического процесса.

На фиг.2 представлена схема последовательности операций 11 процесса проектирования согласно изобретению. Отбор 12 образцов является первым этапом процесса 11 проектирования.

Результаты измерений защиты потока привели к необходимости иметь новую информацию о репрезентативных образцах. Целью любой процедуры отбора образцов является доставка в лабораторию образца, идентичного по составу флюиду в коллекторе. К сожалению, многие твердые вещества, вызывающие проблемы с защитой потока, выпадают в виде осадка из раствора в процессе отбора образца аналогично тому, как это происходит в системах добычи. Изменения давления и температуры могут вызывать фазовые переходы, приводящие к изменению состава образцов. Внесение загрязнений в процессе отбора образцов также может привести к изменению состава флюида. Наиболее распространенным источником загрязнений является буровой раствор.

Идеальный образец должен быть забран без загрязнений из коллектора при постоянной температуре и давлении и перенесен в лабораторию нетронутым при поддержании температуры и давления. При этом изменения, связанные с фазовыми переходами, переносами или загрязнением, исключаются. На практике в настоящее время это неосуществимо. Более реально уменьшить возможность фазовых переходов путем компенсации давления и температуры.

Можно регистрировать данные образца, например, но не исключительно, дату взятия образца, порядковый номер сосуда, номер образца, файл журнала, глубину отбора образца, способ отбора образца и конфигурацию инструмента, давление в пласте, температуру и давление образца на момент помещения его в сосуд, состав образца флюида, газовый фактор (ГФ), уровень загрязнений, плотность, вязкость, концентрацию H₂S, давление насыщения, pH воды и спектроскопический снимок образца (в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах, флуоресценцию, отражательную способность). Эти данные можно сохранять в системе 22 управления данными. Система 22 управления данными может представлять собой электронную систему или программное обеспечение.

На этапе 14 анализа измеряются нужные свойства флюида, относящиеся к обеспечению потока. Анализ флюида можно производить в скважине, в месторождении и/или в лаборатории. Список нужных свойств флюида зависит от типа флюида и ожидаемых условий эксплуатации системы. Обычно применяют фазовый подход к разработке программы анализа. Сначала производят обработку образца и проверку его пригодности. Для этого обычно определяют состав и основные свойства флюида. После идентификации достаточно качественных образцов производят проверку защиты потока.

Проиллюстрированы проверки на парафин, асфальтен и гидрат. Для парафина в дегазированной нефти производят следующие измерения: нормального распределения парафина с использованием высокотемпературной газовой хроматографии (ВТГХ), температуры образования парафина, вязкости и температуры застывания нефти. Если эти параметры указывают на возможность осаждения парафина, проблемы повышенной вязкости или загустевания, необходима программа более тщательного анализа, включающая в себя измерения, производимые в трубопроводе газированной нефти, и химическую оценку.

Для асфальтенов данные, описывающие дегазированную нефть, включающую в себя конечную точку титрования АНАС (асфальтен насыщенных ароматических смол) и парафинового раствора (обычно н-пентана и н-гептана), используются в качестве контрольных показателей стабильности флюидов. Поскольку способы проверки и моделирования для асфальтена разработаны не так хорошо, как для парафина, обычно измеряют также давление осаждения, по меньшей мере, одного асфальтена в газированной нефти. В случае обнаружения проблемы с асфальтеном проводят дополнительные исследования, которые сводятся к составлению фазовой диаграммы асфальтена в функции температуры и к оценке эффективности химикатов или покрытий в качестве превентивных стратегий (предотвращения осаждения).

Для газообразных гидратов состав из стандартной PVT или исследования пригодности и состав воды используют в термодинамической модели для формирования ожидаемой границы образования гидрата. Если данные состава являются исключительными или условия температуры и давления находятся вне диапазона пригодности модели, можно осуществлять прямое измерение условий формирования гидрата. Если существует потенциальная проблема, для оценки действенности термодинамических ингибиторов и/или ингибиторов низкой дозировки (ИНД) используются модели в сочетании с экспериментальными данными.

Область измерений для защиты потока - это постоянно развивающаяся область техники, в которой регулярно появляются новые технологии. Это приводит к положительным и отрицательным последствиям. Положительная сторона состоит в том, что возможности измерения и интерпретации изменений в поведении флюида постоянно увеличиваются. Это обеспечивает усовершенствованную конструкцию, которая оптимизирует производительность и снижает риски защиты потока. Однако динамический характер технологии измерений привел к недостатку стандартизации и несогласованности между измерениями и моделированием.

На этапе управления 22 данными все данные отбора образцов и анализа флюидов сохраняются в центральной базе данных, например в системе на основе Интернета. База данных может содержать журналы отбора образцов, информацию по переносу и перевозке и все результаты измерений свойств флюидов, произведенных в скважине, в месторождении и в лаборатории. Управление базой данных предусматривает несколько функций: управление данными и услугу управления данными для клиентов; систему доставки данных на основе Интернета для клиентских данных и отчетов; возможность отслеживать качество образца путем простого сравнения множественных измерений, произведенных во время отбора образцов, обработки и анализа и путем отслеживания истории образцов (это услуга цепи сохранности); перенос данных непосредственно в модели свойств флюидов.

На этапе 16 моделирования могут формироваться модели свойств флюидов и модели процессов. Модели свойств флюидов включают в себя, но не только, термодинамические модели, модели осаждения и модели многофазного потока. Модели свойств флюидов являются соединением между аналитическими данными флюидов и инженерным применением. Все эти модели используют данные измерений, имеющиеся в базе данных свойств флюидов. Для термодинамической модели экспериментальные данные свойств флюидов и фазового поведения загружаются в термодинамический пакет. Уравнения параметров состояния трансформируются в соответствии с измеренными значениями. Параметры модели можно затем сохранять в базе данных совместно со свойствами флюидов, используемыми для их генерации. Модели осаждения и модели многофазного потока непосредственно используют данные свойств флюидов в базе данных. Важно помнить, что модели должны разрабатываться с использованием того же типа экспериментальных данных, хранящихся в базе данных. Это значит, что тип и качество образца и техника и процедуры анализа должны согласовываться с используемыми данными для разработки модели. Это обеспечивается в процессе управления данными и объединенном подходе согласно настоящему изобретению.

Модели свойств флюидов внедрены в инженерные пакеты промышленных стандартов. Пакеты, используемые для проектирования систем добычи, включают в себя, но не исключительно: средства моделирования продуктивного пласта (коллектора); средства моделирования ствола скважины; средства моделирования трубопровода от нефтедобывающей скважины и средства моделирования процесса или установок. Было предпринято множество попыток для включения одного и того же набора моделей свойств флюидов в средства моделирования разных типов. Таким образом, свойства флюидов будут моделироваться согласованно в разных частях системы добычи.

На этапе 18 проектирования модели используются на стадиях инженерной разработки до подачи и при подаче для выбора типа системы добычи и разработки процедур эксплуатации. На этой стадии разрабатываются стратегии предотвращения и исправления для общих проблем защиты потока. Часть исследований может включать в себя процедуры для запуска и остановки. На фазе детального проектирования модели можно пересматривать и дорабатывать, чтобы они отражали окончательную конструкцию системы.

На фиг.3 изображена схема последовательности операций процесса 20 контроля защиты потока согласно настоящему изобретению. Процесс контроля 20 начинается с первой добычи и продолжается все время эксплуатации месторождения. Первоначально он опирается на данные и модели, используемые в процессе 11 проектирования. Эти модели и данные можно изменять с течением времени, чтобы они отражали изменения в системе или флюидах.

Данные получают из двух источников 26. Датчики 24 в системе измеряют данные о производительности системы (динамически-оперативные данные). Эти измерения можно проводить в режиме реального времени или периодически. В настоящее время имеются различные датчики 24, которые важны для мониторинга защиты потока. Параметры включают в себя дискретные точки давления, дискретную и распределенную температуру, фазовые расходы и расходы нагнетания химикатов. Эти измерения сохраняются в системе сбора 28 данных.

Вторым источником данных являются данные свойств флюида и защиты потока (статические данные), собранные до стадии 11 проектирования и поддерживаемые в хранилище 22 статических данных. Как и в последовательности 11 операций проектирования, данные свойств флюида в хранилище 22 статических данных должны быть полными и согласованными с моделями, используемыми для контроля. Это предполагает, что задолго до установки системы нужно рассмотреть, как стратегии защиты потока будут отслеживаться 30 и оптимизироваться 32. Это важно, чтобы получить все необходимые данные при бурении скважин и чтобы можно было легко получить репрезентативные образцы. Когда в системе осуществляется добыча, значительно сложнее и дороже собирать высококачественные образцы защиты потока в подводной области.

Если состав флюида изменяется с течением времени, статические данные свойств флюида все же могут периодически обновляться. Состав может меняться по мере истощения. Например, когда газовый конденсат падает ниже давления насыщения, выход конденсата и температура образования парафина могут падать. При накоплении с сортировкой по составу состав может меняться при добыче флюидов из областей, удаленных от начальной точки отбора образцов. Новые месторождения или зоны, включенные в существующую систему добычи, могут также изменять свойства флюида в системе. Набор данных о свойствах флюида должен обновляться, чтобы отражать эти изменения.

Те же инженерные модели 18, которые использовались при проектировании системы, используются для интерпретации производительности системы. Модели должны быть согласованы с данными измерений. Чем меньше данных доступно системе, тем меньше будет ограничений для согласования или доводки, что увеличивает неопределенность, связанную с неуникальной природой согласованной модели.

Рассмотрим следующий простой пример. Температуры на входе и выходе секции трубопровода от нефтедобывающей скважины выкидной отличаются от предсказанных с помощью модели. Равномерно ли отличается коэффициент U теплопередачи в целом по всей длине трубы от предполагаемого значения или имеется более короткий участок трубопровода от нефтедобывающей скважины, где нарушена изоляция, а в других местах предполагаемое значение U является верным? Это может иметь значение для осаждения парафина. Если коэффициент теплопередачи значительно выше на протяжении короткого участка трубопровода, то в этой области температура стенки будет значительно ниже, что приведет к увеличению скорости осаждения парафина. Распределенное измерение температуры (температура через каждые несколько метров) вдоль трубопровода дало бы более подробную информацию и позволило бы исключить или подтвердить эту возможность. Поэтому дополнительная разрешающая способность в данных температуры обеспечивает согласованную модель с меньшей неопределенностью.

На фиг.4 показана логическая блок-схема последовательности операций цепи сохранности флюидов согласно настоящему изобретению. Под цепью сохранности понимают процесс, в котором отбирают образцы флюида и измеряют его свойства, чтобы получить ценную информацию для разработки продуктивного пласта (коллектора). Процесс включает в себя мониторинг измерений свойств флюида на разных стадиях между и в ходе сбора образцов и лабораторного анализа. В частности, цель изобретения состоит в том, чтобы связать результаты анализов в скважине, под водой, в месте расположения скважины, в наземной установке и в лаборатории в единую систему управления данными и облегчить контроль качества и обеспечение качества.

Способ цепи сохранности флюидов начинают с отбора 34 образца флюида. Образец флюида можно получить на глубине продуктивного пласта (в скважине), в устье скважины или на сепараторе. Осуществляют измерение 36 в естественном залегании выбранных физических и химических свойств образца флюида. После того, как образец собран и проанализирован в точке отбора, создают архив 38 в базе данных электронного доступа, содержащей страницу цепи сохранности, отображение измерения в скважине (сводку и графическое представление) со ссылкой на файлы журнала, отображение схемы петрофизических журналов, указывающих местоположение образца в коллекторе, и страницу обеспечения качества. Проверка пригодности и анализ 40 образца в месте расположения скважины осуществляется на поверхности, включая состояние продуктивного пласта (контейнера) и давление в продуктивном пласте (контейнере) при откупоривании. Способы измерений, используемые в точке отбора, повторяются на этой стадии, чтобы обнаружить любую аномалию в измерениях с уменьшенной неопределенностью. Измерения и анализ в месте расположения скважины вводятся и документируются в архиве 42 базы данных образцов. Если отмечены аномалии между измерениями образца флюида в скважине (в естественном залегании) и измерениями образца флюида в месте расположения скважины, процесс могут начать вновь 44. Затем проверенный на пригодность образец флюида переносят в лабораторию и анализируют 46. Основные анализы повторяют, а также могут производить специальные исследования. Хотя для измерения свойств флюидов в точке отбора могут использоваться разные физические методы, для скважинных образцов те же процедуры, которые использовались в среде скважины, повторяют в месте расположения скважины и/или в лаборатории, чтобы оценить качество образца, скважинных приборов и процедур отбора и обработки образца. Все собранные данные поступают в архив образцов в базе данных для сопоставления и проверки пригодности - этап 48. Любые несоответствия и аномалии можно отметить в архиве для использования в моделировании защиты потока. На каждой стадии процесса проверяют отпечаток образца.

Ниже способ согласно настоящему изобретению описан более подробно. База данных облегчает мониторинг процедур для обеспечения качества полученной информации. Измерения свойств флюида на разных стадиях отображаются в системе на основе Интернета отслеживания качества и анализа образцов. Также определяют процедуры для обработки конфликтующих измерений и исследования причин расхождений. Эти предписания используют в качестве основы для оценок и проверок процедур цепи сохранности флюидов, чтобы сертифицировать образцы флюидов и измерения и более уверенно выбирать значения свойств флюида для исследования продуктивного пласта (коллектора).

Для получения образца(ов) флюида в скважине можно использовать многочисленные методы. Модульный тестер динамики пласта (МТД) от Schlumberger широко используется для отбора образцов флюида в скважине и после недавних усовершенствований осуществляет анализ флюида в скважине на основании методов оптической спектроскопии, которые позволяют своевременно распознавать характеристики флюида, которые могут повлиять на отбор качественных образцов. Преимущество анализа флюидов в скважине состоит в том, что флюид оценивается в условиях, близких к условиям пласта, т.е. первоначальное состояние флюида минимально нарушено. Кроме того, сканирование свойств флюида на разных глубинах в геологическом пласте до отбора образца полезно для определения оптимальных глубин отбора образцов.

Помимо абсорбционной спектроскопии можно использовать и другие физические методы для измерения свойств флюидов в среде скважины, например вязкости и плотности, с помощью электромеханических систем, обнаружения росы с помощью флуоресцентного спектроскопа, давления точки кипения с помощью датчиков, обнаружения газов с помощью отражения света, измерения pH с помощью химических реагентов и сопротивления.

В ходе или сразу после отбора образцов каналы данных инструмента для отбора образцов в трубопроводе обрабатывают для получения зарегистрированных и проанализированных физических и химических свойств образца флюида в точке отбора, например, но не исключительно, основной информации - даты, порядкового номера сосуда, номера образца, имени файла журнала, глубины, конфигурации инструмента для отбора образцов, давления в пласте, максимальной зарегистрированной температуры или температуры пласта, типа бурового раствора, типа образца, типа сосуда, времени запечатывания сосуда, объема образца, минимального давления при отборе образца, минимальной температуры при отборе образца; состава образца - весовых % CO₂ , C₁, C_2-5, C₆₊, H₂ S, газового фактора (ГФ), фракции воды в сосуде и практической плотности углеводородов; свойств флюида - вязкости, плотности, давления точки кипения, давления начала асфальтена, фазовых переходов и удельного сопротивления; загрязнения - загрязнения УВР (буровым раствором на углеводородной основе), очищенный CO₂ , очищенный C₁, очищенный C_2-5 и очищенный C₆₊; индикаторов фазовых переходов - график флуоресценции, график детектора газа, SDS, SAS и оптическая скважинная камера; и параметров обеспечения качества - оптического спектра поглощения, спектра флуоресценции, вязкости, плотности, давления точки кипения и детектора газа.

Алгоритм обработки данных позволяет получить сводный отчет, который можно легко загрузить в базу данных флюидов. Поскольку отбор образцов и анализ информации в скважине являются первыми этапами в процессе описания флюида, они создают новый архив в базе данных для конкретного геологического пласта (коллектора), из которого отбирают образцы. Последующие измерения, произведенные либо в месте расположения скважины либо в наземной установке, либо в лаборатории, вносятся в этот архив по мере их появления. В архиве образцов также создается страница «цепь сохранности», отображающая параметры проверки пригодности на разных стадиях (в скважине, под водой, в месте расположения скважины, на поверхности, в лаборатории) для облегчения извлечения образца и отслеживания процесса.

В базу данных также загружаются графические дисплеи скважинных данных, поскольку они облегчают анализ и сравнение с лабораторными измерениями. Полезные дисплеи включают в себя состав флюида, ГФ, зависимость гидродинамического давления и температуры от времени, мониторинг загрязнения УБР, зависимость признака флуоресценции и газа от времени, оптические каналы и петрофизические журналы, идентифицирующие места отбора образцов.

В данном месте отбора образцов можно заполнить флюидом один или несколько сосудов. Для цепи сохранности очень важно правильно определить сосуды по порядковым номерам для отслеживаемости на более поздних стадиях. База данных облегчает сравнение между образцами, взятыми на одной и той же глубине, и это можно использовать в качестве проверки контроля качества.

Когда образец достигает поверхности, основной лабораторный анализ давления-объема-температуры (PVT) можно производить в месте расположения скважины с помощью PVT Express от Schlumberger или других анализов, но, при необходимости, можно отбирать больше образцов с помощью скважинного анализатора флюидов. Первым действием является проверка пригодности образца путем измерения давления образца при откупоривании сосуда. Значение ниже указанного давления образца при закупоривании сосуда, с учетом изменений температуры, в ходе отбора образца указывает, что часть содержимого сосуда могла вытечь.

Если проверка давления при откупоривании сосуда является удовлетворительной, то анализ флюида в месте расположения скважины будет продолжен, как запланировано, в противном случае образец будет перенесен в лабораторию. Состав флюида, ГФ и загрязнение УБР измеряют и сравнивают с измерениями в скважине. Если свойства флюида в скважине и в месте расположения скважины или лаборатории не согласуются, и если утечки (разница между давлениями при откупоривании и закупоривании) не обнаружено, можно исследовать фазовые переходы (т.е. подобразец, используемый для тестирования, может оказаться нерепрезентативным). Если фазовых переходов не обнаружено, повторяют измерения, произведенные в скважине, в лаборатории, чтобы исключить проблемы калибровки прибора. Все эти процессы проверки пригодности сохраняются и комментируются в базе данных.

В основном имеются пять ситуаций, которые могут давать непригодный образец, а именно утрата цвета (утрата компонентов или фазовые переходы), потеря газа, потеря компонентов, рассеяние света и расхождения при поканальном сравнении оптического спектра. Сравнение оптических спектров, полученных в условиях скважины и в лаборатории, дает всю информацию и поэтому для цепи сохранности важно повторять те же измерения либо в месте расположения скважины либо в лаборатории с использованием надлежащим образом переконфигурированного подобразца.

Скважинные методы воспроизводятся в лаборатории или в месте размещения скважины и отображаются в разделе обеспечения качества в базе данных. В лаборатории измеряют состав флюида с помощью газовой и жидкостной хроматографии или других устройств измерения состава. Сравнение результатов разных методик весьма поучительно. Кроме того, оптический спектр поглощения можно измерять в лаборатории или в месте расположения скважины с помощью копии скважинного спектрометра или с помощью другого спектрометра.

Дублирование скважинных измерений в лаборатории или в месте расположения скважины не только позволяет проверять пригодность образцов и сертифицировать согласование с цепью сохранности, но также помогает идентифицировать и своевременно решать другие проблемы, например отказы оборудования, проблемы интерпретации и отбор неправильных образцов, повторная обработка образцов и/или методы переноса образца.

Из вышеизложенного подробного описания конкретных вариантов осуществления изобретения следует, что процесс цепи сохранности является новым. Хотя конкретные варианты осуществления изобретения были описаны здесь в некоторых деталях, это было сделано исключительно в целях описания различных признаков и аспектов изобретения, но не в целях ограничения в отношении объема изобретения.