[发明专利]用于分析从井涌出的至少一个岩屑的方法及相关仪器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分析从井涌出的至少一个岩屑的方法。

背景技术

当钻油井或用于其它排出物（特别是气体、蒸汽、水）的井的时候，已知的是周期地回收包含于从井涌出的钻井泥浆中的固体试样，为了对它们分析。

回收的固体试样被可视地分析，以确定被钻的地层特性的地质信息。此外，执行一些分析以确定岩屑的化学和物理性质，例如岩屑的组分特性和尺寸特性。

上面提到的分析或在正被钻的井的附近执行，例如在特定的设备舱内，或在用于研究岩屑的远离钻井场所的实验室中执行。

岩屑的正确分析有助于确定包含于地层中的流体的潜在沉积物的位置，特别通过界定适当的地质地下结构。

因此，一旦岩屑从井回收，通过执行现场分析而提供岩屑的信息是非常有价值的。

对岩屑的分析已经有了相当大的发展。特别地，非常精确的分析技术现在可以直接实施于井场上，例如x-射线衍射（XRD）、x-射线荧光（XRF）、显微镜以及甚至是原子核磁共振（NMR）。

虽然在岩屑上可以收集大量的信息，但一旦它被提取，剩下的关键问题在于确定被分析岩屑的提取深度。

特别地，如果在确定关于特殊岩屑的深度时缺乏准确性，从上述分析技术获取的信息不能被有效使用。

为了确定在地面上回收的岩屑在被钻削时所处的位置，已知的是准确地监测在井内注入泥浆的泵的流率，以及从井中出来的回收的泥浆的流率。

随后，可以用一个数学模型计算岩屑从井内被钻削的点到地面之间的传输特性。岩屑传输模型的示例在SPE28306、SPE77261或SPE64646中公开。

在这些模型中，岩屑的阻力系数（drag coefficient）是确定岩屑在泥浆中的特性的关键参数。这一阻力系数是凭经验地或半经验地确定的，这确定关于每一岩屑的深度中可能带来很大的误差。

特别地，最大块的岩屑对于确定有关岩屑分析的化学或物理信息是非常有价值的，例如多孔性、化学成分等。

然而，大块岩屑经常具有非常古怪的形状，并因此对于流出井的钻井泥浆内的流动情况非常敏感。这特别是在泥浆流动方式是湍流以便最佳化平流且更好清洁环形空间时是这种情形。

发明内容

本发明的一个目标是获得一种用于分析从正被钻的井涌出的至少一个岩屑的方法，其带来了井中的岩屑位置的精确确定，并且可以容易地在现场、在井附近实施。

本发明的一个特定目的是简单地且快速地获得岩屑阻力系数的精确确定，为了提高估计从其被钻的时刻至其在地面被回收的时刻的岩屑流动特性的模型的精确性。

为了这一目的，本发明涉及一种上述类型的方法，包括以下步骤：

-将至少一个岩屑布置在岩屑支撑表面上；

-将测量仪器放置在该支撑表面上方，该测量仪器面对岩屑，且与该岩屑间隔开；

-使用测量仪器在岩屑附近测量参考平面和支撑表面之间沿着与支撑表面垂直的轴线的第一距离；

-使用测量仪器测量参考平面和岩屑之间沿着该垂直轴线的第二距离；

-基于第一距离和第二距离之间的差值计算岩屑的代表尺寸。

根据本发明的方法包括以下一个或多个特征，它们可孤立地实施或根据任何可能的技术组合实施：

-测量仪器包括光学测量装置；

第一距离的测量包括：将光学测量装置聚焦于支撑表面上且测量第一焦距，第一距离被从测量的第一焦距导出；

第二距离的测量包括聚焦于岩屑的顶部上且测量第二焦距的步骤，第二距离被从测量的第二焦距导出；

-该方法包括在至少一个测量平面中获取岩屑的图像的步骤，该方法包括基于从获取的图像测量的距离确定岩屑的至少一个第二代表尺寸；

-该方法包括在图像上确定岩屑的轮廓的步骤，该计算步骤包括基于测量的轮廓确定第二代表尺寸；

-计算步骤包括利用预定密度分布计算由轮廓限制的表面S的惯量，所述预定密度分布特别是这样的密度分布：

-支撑表面与至少一个被分析的岩屑形成反差；

-该方法包括分析从井涌出的多个岩屑，所述多个岩屑在支撑表面上相互分离；

-该方法包括从井回收岩屑的取样，并且筛分所述取样，以便从将被分析的岩屑中去除一些回收的岩屑；

-该方法包括基于在计算步骤计算的第一代表尺寸计算每个岩屑的阻力系数的步骤；以及

-该方法包括基于数学模型使用岩屑的第一代表尺寸确定岩屑在井内的位置的步骤。