[发明专利]使用钻井液的比热容确定钻井液的其他性质

说明书

提供了一种监测和控制钻井中使用的钻井液的一种或多种性质的方法。所述方法包括使所述钻井液循环穿过井筒，测量所述钻井液的比热容，以及至少部分地基于所述钻井液的所述测量的比热容来确定所述钻井液的另外性质的值。例如，所述钻井液的所述另外性质可以是所述钻井液的油水比。作为另一个示例，所述钻井液的所述另外性质可以是所述钻井液中的固体的平均比重。

背景技术

在钻井时，钻井液经连续循环从地面穿过井筒并返回地面，以进行各种功能。例如，钻井液，也称为钻井泥浆，用于从井眼中移除钻屑，控制地层压力，并冷却、润滑和支撑钻头。通常，钻井液被泵送沿井眼向下穿过钻柱内部，经由钻头端部中的喷嘴泵出，然后经由钻柱与井眼壁之间的环形空间返回到地面。在地面上，钻井液经循环穿过一系列振动筛和其他类型的设备，以回收钻井液并使钻井液适用于继续循环穿过井筒。

由于与钻屑的反应，流体滤失到地层中以及其他因素，钻井液的性质可随着钻井液循环穿过井筒而改变。因此，在进行钻孔时，必须仔细监测和控制钻井液的组成和其他性质。

许多钻井参数，诸如测量深度、钻柱旋转速度、钻压(weight on the bit)、井下扭矩、表面扭矩、表面压力、井下压力、钻头取向和钻头偏斜，都可以在钻井过程进行时实时(即连续)或至少频繁地进行测量和调节。然而，钻井液的一些性质，诸如钻井液中的油水比和钻井液中固体的平均比重，无法容易地实时测量和调节，或甚至不能频繁地测量和调节。

例如，为了确定钻井液的油水比和钻井液中固体的平均比重，钻井液工程师或泥浆工程师(以下称为“泥浆工程师”)必须直接测量此类性质。典型的现场泥浆工程师在其日常工作中具有许多其他职责，并且通常仅每隔几小时测量钻井液的油水比和/或钻井液中固体的平均比重。即使泥浆工程师能够更频繁地测量这些性质，目前进行测量的方法也是复杂且耗时的。例如，泥浆工程师可能需要耗费多达一个小时或更长时间来直接测量钻井液的油水比和钻井液中固体的平均比重。取决于钻头所穿透的岩层的属性、与所述岩层相关的预期类型的碳氢化合物(例如，石油和天然气)和其他因素，此类时间范围在所有情况下可能都不足够。

附图说明

本申请所包括的附图示出了本文描述的实施方案的某些方面。然而，附图不应被视为排他性实施方案。如对于本领域技术人员而言将显而易见的，本文公开的主题能够在形式和功能上进行相当大的修改、改变、组合和等同。

图1是示出描绘钻井液的比热容与钻井液的油水比之间的相关性的表示的示例的曲线图。

图2是示出描绘钻井液的比热容与钻井液中固体的平均比重之间的相关性的示例性表示的曲线图。

图3是示出可以根据本公开的某些实施方案使用的井筒钻井系统的示例的图。

图4是示出根据本公开的井筒钻井系统的示例的图，其中流体处理单元位于泥浆保持池中。

图5是示出根据本公开的井筒钻井系统的示例的图，其中流体处理单元在混合料斗的下游。

图6是与本文公开的方法具体相关的流体处理单元的一部分的放大视图。

具体实施方式

通过参考该具体实施方式以及本文中包括的示例，可以更容易地理解本申请。为了说明的简单和清楚性，在适当的情况下，可以在不同附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。另外，阐述了许多具体细节以便提供对所公开主题的透彻理解。然而，本领域普通技术人员应理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的主题。在其他情况下，没有详细描述方法、过程和部件，以免模糊所描述的相关的相关特征。而且，该描述不应被视为限制本文所描述的主题的范围。附图不一定按比例绘制，并且某些部分的比例可能被夸大以更好地说明本申请的细节和特征。