[发明专利]用于地质部位开发监控的采样压力下流体的装置

说明书

本发明涉及一种包括采样腔室(01)的流体采样装置，该装置包括下部活塞(05)、上部活塞(02)和中间活塞(28)。使中间活塞(28)移动，以便当关闭腔室时，确保腔室(01)大致恒定体积。

技术领域

本发明涉及诸如气体储层开发(气体储存/提取、气体开采)之类的地下介质开发以及监控这些操作(蓄水层上操作的污染)的技术领域。本发明尤其涉及监控诸如二氧化碳(CO₂)或甲烷之类气体的地质存储部位的领域。本发明还涉及诸如通过CO₂注入来提高油回收或从母岩中开采气体之类的其它领域。

具体地，本发明涉及流体采样装置，更具体地说，涉及一种用于采样压力下井中流体的装置、管道、导管、管线、储层等。

井中存在的流体需要进行采样以便确定其成分，从而表征井筒所达到的地质储层以及整个工业储存和/或生产过程中随时间的进程。这对于地质气体储存部位的监控尤其如此。

背景技术

工业企业家已经开发出许多技术来监控注入到多孔介质内流体的演变进程。

例如，大家已知道，基于对挥发性种类的研究来对地质的CO₂储存部位进行地质监控的方法。此类方法的实例在专利申请FR-2,972,758和FR-2,974,358中已有描述。

这些方法基本上适用于两个隔间：

-储存/盐田蓄水层，其中，主要目的是量化溶解和沉淀的CO₂，并由此建立起真正的质量平衡，

-叠置在冠岩上的蓄水层，其中，主要目的是尽可能早地诊断出泄漏。为了实施这些方法，因此有必要让装置在通过地质地层钻探出的井中采样压力下的流体。此类装置称作为采样器。

大家已经知道称作FTS(Flow-Through Sampler)的采样器，其允许从通过地质地层钻探出的井中获得流体采样。此类装置由采样腔室组成，采样腔室的各端具有弹簧加载的阀门。门闩机构将诸阀门连接在一起，并使它们保持打开。腔室之上有编程关闭时间的时钟和释放阀门的触发机构。下端设置有允许流体进入的装置。在顶部处有用以附连缆线的缆线插口。

专利US-5.945,611披露了一种用于采样管道、管子、导管等中处于压力下的流体的装置。该装置包括多个活塞、具有公共通道的本体，其中，所述活塞可滑动地安装在位于所述通道内的侧向入口和侧向出口端口，并与管道连通，所述入口和出口端口这样进行布置，使得活塞的运动可覆盖和打开所述入口和出口端口。

专利US-5,896,926披露了一种用于在原位采样静压状态下地下水而不干扰环境的装置，但包括封隔器来使采样系统与位于上方的区域隔绝开，以及用于将流体“抽吸”到采样腔室内的所述采样器内的就地泵送系统。

法国专利申请，其申请号是FR-12/03,329(尚未出版)，披露了一种采样装置，一方面，该采样装置包括受浸没在采样流体的油腔室内弹簧控制的活塞，另一方面，该采样装置包括一旦移动便排出流体的第二活塞。该装置通过容纳在填满油的腔室内的压缩弹簧来保持打开或关闭的位置。弹簧腔室内状装的油允许减缓减压效应以达到顺利地采样。该装置能够通过手动阀来使用实心活塞的机械动作回收采样的流体。该设计允许避免水银系统或活塞流体系统，并允许在受控压力条件下回收所有或部分的流体。此外，该设计允许避免使用如几乎所有已知采样器中使用的波动腔室和油腔室。该装置的另一优点在于，其可在打开位置中下降到地下介质中，因此，克服了打开的问题并允许完全地填充采样腔室。然而，本专利申请中描述的装置可提出有关由于流体的可压缩性可能阻滞第一活塞返回而关闭采样器的问题。

本发明涉及流体采样装置，该采样装置包括采样腔室，采样腔室包括下部活塞、上部活塞和中间活塞。中间活塞移动而在关闭腔室时确保大致恒定的腔室体积，以避免与采样流体不可压缩性相关的问题。

发明内容