[发明专利]一种泥浆气体井下检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及泥浆气体检测领域，特别是涉及一种泥浆气体井下检测方法。

背景技术

在石油天然气的开采过程中，只要油气层被打开，油气层内的烃类等危险气体或多或少都要混入泥浆中被携带到地面上来，使使用的泥浆密度不足以平衡地层压力，地层油气大量进入井筒使地层压力高于泥浆液柱压力，又会引起泥浆密度降低，严重失衡会导致井喷。因此，越早检测到地下的油气异常，就能越早避免事故。尽管录井泥浆气体检测的种类很多，但是能够真正实现实时地检测地下泥浆气体检测技术几乎没有，目前常用的泥浆气体检测技术都是地面或井口检测，如文献“王印.储层钻井液气体定量检测影响因素及方法研究[D].山东科技大学.2010”所述检测方法。这些检测技术由于受到钻井液上返迟到时间的影响，往往会在钻开油气层十几分钟或几十分钟后才能检测到油气的存在，因此，泥浆气体检测技术必须尽可能地缩短从钻开油气层至检测到油气存在的时间，提高气体检测的实时性，实现真正意义上的泥浆气体井下检测。目前世界石油测录井行业的领先者，如Schlumberger、Halliburton、Datalog及Geo services等公司正在地面气体检测的基础上，全力进行井下随钻气体检测的研究，如文献“张卫.随钻井下气体检测技术进展[J].录井工程.2010，06”，专利“Rocco Difoggio.Method and Apparatus for Downhole Detection of CO₂and H₂S Using Resonators Coated with CO₂and H₂S Sorbents[P].US7516654B2.2009,4”中所述。

若能开发一种泥浆气体井下检测并实时将检测结果上传至井上的装置，这样就可以提前预警，从而避免井喷事故的发生。文献“张卫，慈兴华，张光华等.钻井液气体分析检测技术研究[J].天然气工业，2006，26(5)”中提到，常用的井下气体检测方法采用红外全烃检测方式，色谱分析等，专利“Li Jiang.Hydrogen Sulphide Detection Method and Apparatus[P].US6939717B2.2005.9”中也提到泥浆中硫化物的检测方法。以甲烷为例：目前，在甲烷的检测方法中，基于化学氧化和分解甲烷来达到检测甲烷的检测方法要求较高的能量和温度。用光谱和色谱检测甲烷需要大型的仪器，不适合溶液中甲烷的实时检测。本发明利用电化学检测泥浆气体的方法，甲烷的电化学检测是通过甲烷在电极材料表面的吸附，或者转化过程中存在的荷电催化中心和荷电粒子来进行研究的。其优点在于可以借助电极材料的选择获得目的产物，通过控制电极电位可以控制电化学反应速度。其活化性能低，比相同条件下的化学催化反应速度快，易于应用于现实检测，实现商业化，具有重要的研究价值。

Jafarian等人研究了甲烷在镍电极上在碱性电解液中的电氧化，研究认为镍电极在碱性电解液中循环扫描表面会发生Ni(II)/(III)的转化，对甲烷的氧化起催化作用的是NiOOH，分步反应如下：

Ni(OH)2+OH-⇔NiOOH+H2O+e----(1)]]>