[发明专利]加压流体的PVT分析

说明书

相关申请的引用 

本申请要求2009年7月30日提交的美国专利申请号61/229,961的优先权，其全部内容通过引用结合于此。 

技术领域

本发明涉及便携式分析系统和方法。 

背景技术

可执行各种压力-体积-温度(PVT)测量来定义油气藏流体(气体、液体、并且有时是固体)的物理属性。可在大型、固定实验室中采用数件单独的设备来执行这些测量。早期(以及一些当前)PVT筒利用水银作为温度受控的压力容器内的加压和混合介质。在20世纪90年代早期开发了无水银的筒，其使用抑或浮动活塞抑或机械螺丝来改变样本体积并由此改变压力。这两种类型的容器均使用机械搅拌来混合所包含的样本。传统和当前商用的PVT筒一般具有窗口以允许察看筒的内容从而用于相确定和体积测量，并且一般被限制为小于15,000磅/平方英寸(psi)的压力额定值。 

概述 

具有执行一般需要数个仪器的多套分析的能力的集成、可便携系统可用于执行固定实验室质量PVT测量。 

在一个方面，压力-体积-温度测试系统包括：便携式环境控制室；布置在该便携式环境控制室中的第一压力容器；布置在该便携式环境控制室中的第二压力容器，该第二压力容器与该第一压力容器液压通信；粘度计，配置为测量该第一压力容器和该第二压力容器之间流动的流体的粘度；以及光学系统，配置为测量该第一压力容器和该第二压力容器之间流动的流体的光学属性。该系 统的各实施例可包括单独的以下特征或其组合。 

在一些实施例中，粘度计包括毛细管粘度计，该毛细管粘度计所在位置使得第一压力容器和第二压力容器之间流动的流体流过该毛细管粘度计。在一些情况下，该粘度计包括两个位于毛细管每一侧的可用来测量流体的温度和压力的石英计(例如，第一石英计在毛细管的一侧并且第二石英计在毛细管的另一侧)。 

在一些实施例中，光学系统包括用光纤光缆光学耦合到光学模块的分光光度计，该光学模块所在位置使得第一压力容器和第二压力容器之间流动的流体流过该光学模块。 

在一些实施例中，第一和第二压力容器包括将样本流体与液压流体分离开的活塞。在一些情况下，该系统还包括可用于与粘度计、与光学系统、以及与同第一和第二压力容器液压通信的泵电通信的自动控制系统。在一些实施例中，测试系统还包括可用于至少部分基于来自光学系统的数据确定特定烃相体积的自动控制系统。该自动控制系统可用于在PVT实验期间在除了输入初始实验参数之外无需操作者输入的情况下基于来自泵、光学系统、和粘度计的数据控制泵，这些PVT实验包括：恒质膨胀(CCE)、差异分离(DLE)、定容衰竭(CVD)、分离器测试、粘度测量、析蜡点温度(WAT)、以及沥青质开始实验。该自动控制系统可用于同时执行多于一个的实验。 

在一些实施例中，便携式环境控制室包括可用于控制压力容器中的流体的温度的可编程烘炉。在一些情况下，该环境控制室可用于提供0°至350℉范围内的温度并允许恒温和编程匀变温度控制。 

在一些实施例中，压力容器在便携式环境控制室内是可旋转的。压力容器在便携式环境控制室内可旋转以控制第一和第二压力容器相对于将第一压力容器连接到第二压力容器的导管的垂直位置。 

在一些实施例中，第一和第二压力容器以及相关联的装配和连接配置为包含高达20,000psia的压力。 

在一些实施例中，系统配置为提供压力、温度和体积精确度并总的控制在2％内。 

在一个方面，一种测试流体的方法，包括：将测试系统运输到从地层提取 样本流体的位置；控制测试系统中该样本流体的温度和压力；通过在第一压力容器和与该第一压力容器液压通信的第二压力容器之间传递该样本流体使该样本流体平衡；在使该样本流体平衡的同时测量该第一压力容器和该第二压力容器之间流动的流体的粘度；以及在使该样本流体平衡的同时测量该第一压力容器和该第二压力容器之间流动的流体的光学属性。 

在一些实施例中，控制该样本流体的温度包括使用包含第一和第二压力容器的便携式环境控制室控制该样本流体的温度。在一些情况下，各方法还包括可调整地控制便携式环境控制室内第一和第二压力容器的定向。在一些情况下，各方法还包括使用便携式环境控制室以指定速率降低该样本流体的温度。 

在一些实施例中，各方法还包括基于样本流体的各部分的光学属性的变化标识该样本流体中的相变边界。