專利名稱：：用于地層流體的井下特征化的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及用于在位確定關(guān)于含烴的地質(zhì)地層的現(xiàn)場確定的方法和設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及用于執(zhí)行地層流體的井下表征的方法和
背景技術(shù)：
：對商業(yè)上可行的烴的聚積進行特征化是測井的主要目標。井下采樣和測試工具(例如模塊化的動態(tài)地層測試器(MDT)(MDT是SchlumbergerLtd.的商標)在測井階段期間被使用，以獲得對所述聚積的開采特征的更直接的評估。MDT工具的目標是提供在儲油層流體和井筒之間液壓連通的受控通道。所述工具允許少量的地層流體通過與儲油巖層(地層)接觸的探針回流。除去獲得對所述儲油層的流動特征和地層壓力的更直接的測量之外，還可以獲得流體的高質(zhì)量的試樣以用于分析。在歷史上，流體試樣被帶到地表，用于在實驗室中進行分析，但是對于MDT工具的近期的開發(fā)已經(jīng)使得在開采或采樣序列過程中在井下直接測量流體屬性成為可能。MDT工具的細節(jié)和所述MDT工具的光學流體分析儀(0FA)模塊可以參照授予Urbanosky的共有美國專利No.3,859,851、授予Safinya等的共有美國專利No.4，994，671、授予Mullins等的共有美國專利No.5，167,149、授予Mullins等的共有美國專利No.5，201，220、授予Mullins等的共有美國專利No.5,266，800以及授予Hines等的共有美國專利No.5,331，156，在此所有上述專利以引用的方式并入本文中。井下分析的主要優(yōu)點在于所述流體是相對原始的。如果采樣壓力在飽和壓力之上，則流體處于單相，以確保分析原始的成分。對于在飽和壓力之下的壓力，在油區(qū)中的液相以及其上面相關(guān)的氣相的屬性的測量將獲得比在地表上重新組合的試樣更精確的試樣。事實上，當試樣被獲取到地表時將試樣保持在其在井下所處的狀態(tài)中是困難的。石油和天然氣實質(zhì)上是多種烴組分的混合物，所述組分的改變與一些無機物質(zhì)一起表示流體的特性。不同類型的儲油層流體包括黑油、揮發(fā)性油、反凝析物、濕氣和干氣，且不同的流體類型需要對其開采進行不同的考慮，而不同的屬性被用于其描述。例如，通常認同的是，黑油和干氣可以采用所述油和氣的相的平均屬性(例如容積因子和氣溶解率)進行滿意地描述。作為接近臨界流體的揮發(fā)性油和反凝析物，以及濕氣都需要對流體成分的更詳細的了解，這是因為最終釆收率將由生產(chǎn)條件(例如主壓力)的控制來支配。實驗室分析可能持續(xù)多日，而地表井位分析可能導致不希望的相變以及關(guān)鍵組分的損失，井下流體分析則與實驗室分析和地表井位分析不同，可提供實時的信息。所述流體屬性的詳細描述對于儲油層中的流體的精確建模是有利的。事實上，諸如完井的類型、生產(chǎn)工序以及地表處理和加工設(shè)施的設(shè)計等的決定受到所生產(chǎn)的流體的特性的影響。例如，如果在儲油層中的流體是反凝析物，則飽和(露點)壓力將與地層壓力和滲透性相結(jié)合，決定用于流體生產(chǎn)的回流最大壓差，或者是否實施用于壓力維持或液體汽化的噴射方案。
發(fā)明內(nèi)容在一個所述的示例中，用于對與地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體進行特征化的方法獲得與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體試樣，并在與地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的井孔中測量所述流體的試樣的化學成分和熱物理屬性。示例的方法基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個選擇表示所述流體的試樣的數(shù)學模型，并基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個調(diào)整數(shù)學模型的參數(shù)，以生成經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型。然后，所述示例的方法可以基于所述經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型確定與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體的屬性。在另一個所述的示例中，用于對與地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)進行特征化的系統(tǒng)包括用于獲得與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體的試樣的裝置。所述系統(tǒng)也包括用于測量所述流體的試樣的化學成分的第一傳感器；以及用于測量所述流體的試樣的熱物理屬性的第二傳感器。另外，所述示例的系統(tǒng)包括電子單元，所述電子單元用于基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個選擇表示所述流體的試樣的數(shù)學模型。所述電子單元也可以基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個調(diào)整所述數(shù)學模型的參數(shù)，以生成經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型。另外，所述電子單元可以基于所述經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型確定與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體的屬性。圖l是純組分的壓力一溫度圖2是烴的混合物的壓力一溫度圖，所述壓力一溫度圖示出所述混合物的泡點線、露點線和臨界點；圖3是烴的擬組分的壓力一溫度圖4是可以被用于實現(xiàn)所述示例的方法的示例的設(shè)備的圖；圖5是由MDT工具的CGA模塊所確定的烴的擬成分的壓力一溫度圖；圖6是在生成圖5中所采用的烴的實際成分的壓力一溫度圖；圖7a-7f是在生成圖5中所采用的烴的實際成分的壓力一溫度圖，但具有用于污染所述試樣的鉆井液濾液的不同摩爾分數(shù)；圖8是示出在確定是否繼續(xù)采樣中使用的相的計算的流程圖；圖9是示出在關(guān)于是否繼續(xù)采樣的決定中的使用隨時間進行的相的計算的流程圖10是示出使用用于限定反凝析物的壓差(或者壓降；drawdownpressure)的相的計算的流程圖ll是示出使用用于限定揮發(fā)性油的壓差的相的計算的流程圖12是可以被用于對地層流體進行在位特征化的另一個示例的設(shè)備；圖13是示出可以結(jié)合圖12的示例的設(shè)備使用以對地層流體進行特征化的示例方法的流程圖14a和14b是示出對地層流體進行特征化的另一種示例方法的流程圖。具體實施例方式如下文更詳細地所述，關(guān)于含油氣的地質(zhì)地層的在位確定通過使用采樣工具(例如Schlumberger模塊化動態(tài)地層測試器(ModularDynamicFormationTester(MDT)))進行。以所述采樣工具獲得的井下數(shù)據(jù)被用于進行儲油層流體的成分分析，且所述儲油層流體的成分分析涉及所述流體的熱力學行為的模型；即，所述流體組分的質(zhì)量分數(shù)被用作狀態(tài)方程(EOS)的輸入，以預測所述流體的相態(tài)。對于相對于儲油層流體的熱力學行為而被特征化的所述儲油層流體，計算所述儲油層的流體生產(chǎn)參數(shù)、傳輸屬性以及商業(yè)上有用的指標。例如，所述熱力學模型可以提供相包絡(luò)(phaseenvelope),所述相包絡(luò)可以被用于迭代地改變所述試樣的收集速率，以便避免進入兩相區(qū)域。對于評估開采特定的儲量所需的方法也可能有用的其他屬性可以從所選擇的狀態(tài)方程中被估計出。作為示例，在具體的溫度和壓力下的膨脹之后，從液體形成的氣體的密度、粘度和體積可以從提供有化學成分的EOS中直接得出。所述流體試樣相對于其熱動力模型的特征化也可以用作基準，以確定所獲得的試樣的有效性，是否保持所述試樣，和/或是否在感興趣的位置上獲得另一個試樣。更具體地，基于熱力學模型和關(guān)于地層壓力、采樣壓力和地層溫度的信息，如果確定所述流體試樣在所述試樣的泡點曲線附近或以下獲得，則可以進行判定，以拋棄所述試樣和/或以較低速率獲得試樣(即更小的壓降)，這樣不會從所述試樣產(chǎn)生氣體。替代地，因為在地層中的氣體反凝析物的準確的露點的了解是有利的，所以當條件允許時，可以進行判定以改變壓差，以試圖觀察所述液體凝結(jié)，并由此建立實際的飽和壓力。為了生成所述儲油層流體的相對精確的熱力學模型，需要獲得所述儲油層流體的成分的精確確定。這樣，如在下面進行的更詳細的描述，所述儲油層流體成分可以采用MDT工具的凝析物和氣體分析儀(CGA)模塊被評估。更具體地，所述CGA模塊測量吸收譜，并將其轉(zhuǎn)換成所感興趣的流體中幾個分子組的濃度。尤其是，可以確定甲烷(CH4)、包括乙垸、丙垸、丁烷和戊烷的分數(shù)(C2H6、C3H8、i-C4H1Q、n-C4H1Q、i-C5H12、n-C5H12)的組、己烷和更重的組分(C6H14+)的結(jié)塊以及二氧化碳(C02)的濃度。然而，在此所述的示例的方法和設(shè)備可以被更普遍地用于所述流體成分的任何所需的劃分。于是，如果需要，所述流體的每種組分可以被單獨考慮，以潛在地增加建模的精度。在對示例的方法和設(shè)備繼續(xù)進行更詳細的描述之前，現(xiàn)在提供復雜的流體的相態(tài)的簡要概括。物質(zhì)可能以三種基本的相存在，即氣體、液體和固體。物質(zhì)的相態(tài)表示物質(zhì)在特定的壓力和溫度條件下所處于的所有可能的狀態(tài)或相。"物質(zhì)"通過一種或更多種可識別的"組分"或"化學實體"來形成。術(shù)語"系統(tǒng)"在所述上下文中也將與術(shù)語"物質(zhì)"類似地使用(即，"系統(tǒng)"是廣泛意義上的系統(tǒng)，而不局限于某個特定實例性的系統(tǒng))。眾所周知，吉布斯相律表明，假定在組分之間沒有化學反應，則系統(tǒng)的自由度(NF)等于組分數(shù)(NC)減去相數(shù)(NP)加2。數(shù)字2表示強度屬性的壓力和溫度。系統(tǒng)的自由度建立獨立的強度屬性的數(shù)量，所述獨立的強度屬性必須詳細規(guī)定，以獲得所述系統(tǒng)的所有屬性的熱力學狀態(tài)。圖l是純組分(NC=1)的壓力一溫度(P-T)圖。當兩相共存時，NF等于，且所述兩相沿著如圖l所示的線中的任何一個存在。對于三相NF=0，所述相位可能僅在由三相點限定的特定壓力和溫度下存在。臨界點存在于氣/液相分界線的末端上，且該氣壓曲線對于石油工業(yè)具有高的關(guān)聯(lián)性。在臨界點上，氣體和液體屬性是相同的。超過所述臨界點，在流體屬性不發(fā)生不連續(xù)的改變的情況下，出現(xiàn)相變。在具有高于所述臨界點的壓力和溫度的區(qū)域中，所述流體被稱為超臨界的。石油流體(油和氣)是具有復雜的相態(tài)的多種烴組分的混合物(即，NC>2)。當存在兩相時，NF>2，且存在兩相時的壓力和溫度條件由P-T圖中的包絡(luò)所包圍的面積表示。圖2是具有列于表1中的成分的烴流體的P-T相圖。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在圖1中，純組分的泡點曲線和露點曲線一致。在混合物的情況下，例如在圖2中所表示的一個，所述兩條曲線包圍兩相區(qū)域，并在臨界點相遇。在所述包絡(luò)內(nèi)的線與不同摩爾分數(shù)的氣體(V)相對應，且因此所述泡點線對應于V-O，而所述露點曲線具有V4。很重要的是注意到在圖2中流體成分是恒定的。如圖2所示，最左邊的線表示所述混合物的泡點曲線。對于在泡點曲線上面的壓力和溫度條件，所述流體處于液相。如果壓力在臨界溫度(Tc)以下的恒定溫度(即，在表示所述泡點曲線和露點曲線之間的描繪的臨界點上的溫度，且在所述臨界點上，所述氣體和液體的密度相等，在相之間存在的彎月面已經(jīng)消失)下減小，"第一"氣泡將在泡點壓力下形成。在圖2中，最右邊的線被稱作露點曲線。超過露點曲線的壓力和溫度條件對應于單一氣相。所述相包絡(luò)的特征在于三個屬性臨界凝結(jié)壓力、臨界凝結(jié)溫度和臨界點。所述臨界凝結(jié)壓力是兩相存在的最高壓力(在圖2中為大約98巴)；所述臨界凝結(jié)溫度是兩相存在的最高溫度(在圖2中為大約298'C);而所述臨界點是露點曲線和泡點曲線相遇而流體各相接合的點。在臨界點附近，在不借助交叉模型的情況下，經(jīng)典(例如三次方型)的狀態(tài)方程(EOS)不能提供流體的熱力學屬性的精確預測(在臨界溫度的幾攝氏度c以內(nèi))。在96巴的壓力和260'C的溫度下，所述混合物的臨界點如圖2所示。狀態(tài)方程(EOS)通過給物質(zhì)的三種強度屬性建立關(guān)系而在數(shù)學上描述流體的相態(tài)，所述三種強度屬性為壓力、溫度和摩爾體積?；镜腅OS是下面所示的理想氣體方程(1)(1)尸！在石油工業(yè)中所采用的最多的狀態(tài)方程是范德瓦耳斯(vanderWaals)方程。這些三次方程被展開用于求解復雜的多組分混合物的相平衡。這些方程的一般形式是(2)p=—6,(r)]-"(r)/[(^+62(r,w+63(,其中VM是摩爾體積，T是溫度，而R是普適氣體常數(shù)。在式2的右邊的第一項表示由于分子所占據(jù)的體積而對摩爾體積進行的修正。第二項表示由于作為溫度的函數(shù)的分子的吸引力而對壓力的貢獻。涉及采用三次狀態(tài)方程對流體進行特征化的一個缺點是所述等式僅僅提供粗略的液體密度的預測(及所述預測可能有至少10%的誤差)。然而，簡單的經(jīng)驗修正，稱為體積轉(zhuǎn)換，已經(jīng)被設(shè)計，以在不影響相平衡預測的情況下對其進行改善。所述修正通常通過調(diào)整所測量的密度的系數(shù)而被確定。存在其他的、更復雜的狀態(tài)方程，例如公知的本尼迪克特-韋柏-魯賓(Benedict-Webb-Rubin)方程。這些方程可能需要依賴于流體的復雜性的顯著的處理能力。這樣，在大多數(shù)石油領(lǐng)域的應用中，采用三次EOS。出于本公開的目的，可以采用三次EOS、更復雜的EOS和/或連續(xù)的熱力學模型。通過狀態(tài)方程確定露點曲線和泡點曲線的公知方法已經(jīng)被很好地記載了，見例如Michelsen,M丄，"CalculationofPhaseEnvelopesandCriticalPointsforMulticomponentMixtures",FluidPhaseEquilibria,4，1980(pp.1-10)，所述文獻在此以引用的方式整體并入本文中。采用三次狀態(tài)方程確定露點曲線和泡點曲線需要知道臨界溫度、臨界壓力和每種組分的離心因子(")，以及二元相互作用參數(shù)(bij)(如果所述二元相互作用參數(shù)未知可以將其被設(shè)成O，并可能導致所述預測精度的降低)。通過兩相的狀態(tài)方程確定泡點所需的算法與確定露點所需的算法基本相同，已經(jīng)在所述文獻中進行記載；見例如Michelsen，M.L.id。主要地，這需要液體成分以及壓力或溫度是固定的，且然后對于假定的溫度和氣體摩爾分數(shù)，通過EOS模型計算揮發(fā)性。然后，這些值被用于計算平衡比。所述過程被迭代直到所述氣體摩爾分數(shù)的總和等于一。對于當一些流體組分被分組時的情況，可以采用方案將成組的成分分裂成一定摩爾分數(shù)的獨立組分。已經(jīng)在所述文獻中被描述的這些過程可能增加根據(jù)特定的狀態(tài)方程進行預測的精度。所選擇的EOS的特定參數(shù)也可以被調(diào)節(jié)成附加的物理測量(例如所測量到的熱物理屬性)或者用于獲得更有代表性的模型的現(xiàn)有常識。如果，例如，試樣的泡點的壓力的測量是可以進行的，則信息被合并以在所述點上配合所選擇的狀態(tài)方程。可以被微調(diào)的模型參數(shù)包括臨界壓力、臨界溫度和每種組分的離心因子(")、二元相互作用系數(shù)(bU)禾B/或混合物的摩爾成分。對于較差表示液體密度的三次EOS，密度的測量需要確定體積修正因子，并因此允許具有優(yōu)于10%的不確定性的預期密度。在相計算中的不確定性通過與采用EOS對流體行為進行建模所涉及的誤差、以井下工具所測量到的流體的成分中的不確定性、以及采用擬組分表示烴分數(shù)組相關(guān)聯(lián)。因此，在此所述的示例中，所述計算可以在概率的框架中進行且對所計算的相位行為中的不確定性的估計可以用所述結(jié)果來報告。結(jié)果，計算機化的系統(tǒng)或操作者可以實時地進行過程決定。在通過MDT工具獲得的成分和其他物理屬性測量對應于接近臨界的條件的特定情況下，通過三次狀態(tài)方程計算出的流體屬性中的不確定性顯然更高。然而，接近臨界的流體的信息數(shù)值已經(jīng)很大。尤其，確定臨界點的哪一側(cè)(即是否流體是接近臨界的液體或接近臨界的氣體)是對于開采和生產(chǎn)的判定有用的數(shù)據(jù)。例如，接近臨界的氣體可能在生產(chǎn)管道中表現(xiàn)出反凝析行為而同時接近臨界的液體將具有泡點壓力。為了體現(xiàn)所提出的分析方案的性能，在表1中列出的如圖2所示的相邊界的成分被作為起點。然后表1的組分根據(jù)由MDTCGA分析可得到的組而被分組。于是，形成兩個組以表示分數(shù)C2至C5和C6+，即結(jié)合組分C2至C5的摩爾分數(shù)，而C6和更大的碳鏈的摩爾分數(shù)被結(jié)合。相平衡計算以所述CGA擬組分重復進行，而所得的P-T截面如圖3所示。對于新的擬成分(pesudo-composition),在圖3中可見，臨界凝析壓力為大約87巴的壓力，臨界凝析溫度為大約282'C，而臨界點處于大約86巴的壓力和大約258'C的溫度下。通常，這些計算值對于在表l中所列出的擴展的成分比如圖2所示的值略低。當將通過擬組分分析獲得到值與所述擴展組分確定的值相比較時，在臨界溫度基本不變(即在大約1%以內(nèi))的同時，擬組分的臨界凝析壓力大約降低12%，臨界凝析溫度大約降低5%而臨界壓力大約降低1線。盡管所述比較僅僅針對一種典型的流體進行，但是所述結(jié)果表示通過擬成分估計出的相圖的最大壓力和溫度可能對于限定流體在保持單相的同時能夠經(jīng)受的最大壓力和溫度的下降(與估計誤差一起)是有用的。預測的臨界溫度的非常小的變化更值得注意。這意味著CGA擬組分分析能夠僅基于計算的臨界溫度和實際油藏溫度的比較來區(qū)別流體類型(例如液體或氣體)。一旦限定所述流體模型，則可以計算下列屬性兩相之間的表面張力；每個相的粘度；凝析氣體比率(CGR)或油氣比率(GOR);每個相的密度；體積因子和可壓縮性；熱容量；以及飽和壓力(泡點或露點)。這樣，EOS可以被求解以獲得在給定壓力下的飽和壓力。密度、氣液比率和體積因子是EOS的副產(chǎn)物。諸如熱容量或粘度的其他屬性結(jié)合關(guān)于流體成分的信息得自其他屬性。當這些屬性中的任何屬性被通過MDT工具或任何其他測井技術(shù)直接或間接地測量，或者可從現(xiàn)有的常識獲得的，可以被用于證實EOS模型或調(diào)整EOS模型內(nèi)的參數(shù)。后者取決于用戶的判斷力，但是在估計從被用于計算相包絡(luò)的方法產(chǎn)生的不確定性中可能是有用的。進而，采用在此所述的典型的方法和設(shè)備所測量和計算得到的屬性可以被用于與用于進行流體的成分數(shù)值模擬的其他的儲油層評估技術(shù)以及儲油層的生產(chǎn)行為相結(jié)合?，F(xiàn)在回到圖4，示出了可以被用于實現(xiàn)在此所述的示例流體特征方法的示例設(shè)備。尤其，鉆井工具10被從典型的多股電纜15的下端懸掛在井孔12中，所述多股電纜15以常規(guī)形式被纏繞在地層表面上的合適的絞盤(未示出)上。電纜15被電連接到地層表面上的電控制系統(tǒng)18。工具10包括細長主體19，所述細長主體19封閉工具控制系統(tǒng)16的井下部分。細長主體19也運送可選擇性地延伸的流體進出組件20以及可選擇性地延伸的工具錨定構(gòu)件21，所述流體進出組件20和工具錨定構(gòu)件21被分別安置在所述工具體的相對的兩側(cè)。流體進出組件20被裝備用于選擇性地將井孔12的壁的所選擇部分封鎖或隔離，這樣建立與相鄰的地層14的流體連通。用于確定井下壓力和溫度的傳感器或其他裝置(未示出)以及流體分析(例如光學)模塊25也被包括在工具10中，所獲的流體通過流過所述流體分析模塊25。此后，所述流體可以通過端口(未示出)被排出，或可以被送給一個或者更多個流體收集室22和23，所述流體收集室22和23可以容納和保持從地層獲得的流體。流體進出組件、流體分析部件和到收集室的流動路徑的控制由電子控制系統(tǒng)16和18進行。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應當理解，所述電子控制系統(tǒng)可以包括至少一個微處理器或其他處理器或處理單元、相關(guān)存儲器以及其他硬件和/或軟件。采用圖4的設(shè)備，在所測量的儲油層壓力和溫度下獲得地層流體的試樣，且相關(guān)信息以CGA模塊/算法處理。所述CGA模塊測量吸收光譜并將其轉(zhuǎn)換成在感興趣的流體中的多個分子團的濃度。所述MDT工具的CGA模塊提供甲垸(CH4);包括乙烷、丙烷、丁烷和戊烷的分數(shù)的基團(C2H6、C3H8、i-C4H1Q、n-C4H1Q、i-C5H12、n-C5H12);己烷和更重的組分(C6H14+)的結(jié)塊以及二氧化碳(C02)的濃度的測量，可以根據(jù)所述濃度的測量計算摩爾分數(shù)或重量分數(shù)。由CGA確定的(擬)組分在表2中列出。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從所述成分中，獲得圖5的相圖。在實驗室中測量到的儲油層的壓力和實際的飽和壓力也在圖5中繪出。從圖5中可以觀察到，在儲油層中的流體類型(在大約550巴的壓力和156。C的溫度下被測量)是反凝析的，這是因為壓力/溫度結(jié)合處于臨界點的右側(cè)且在露點曲線之上。正如在此后所討論的，因為所述信息表示在采樣的同時所采取的考慮，所以所述信息是有價值的。通過以上被特征化的流體，通過三次EOS計算的、在156。C上的飽和壓力值是372巴。采用由實心圓表示的±10%的置信區(qū)間，進行采樣的人將被建議不降低到低于410巴的壓力。對于由在此所述的設(shè)備進行采樣得到的特定的流體，實驗室的成分分析是可行的，且如表3中所示表3<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>如表3的組分所述，產(chǎn)生相圖并顯示在圖6中。正如從圖6中所見，在156匸的溫度下，所獲得的流體的實際的飽和壓力是389.5巴。所述點顯示在圖5的圖形上，并落在所示的置信區(qū)間內(nèi)。根據(jù)在此所述的示例的一個方面，相圖的生成可以被用于幫助確定在所獲得的流體試樣上的井孔泥漿污染物的效果。尤其，諸如圖4所示的工具被引入井孔中，并停駐于所需的井孔深度處，所述工具通常基于具有在被期望找到單相流體(例如油或氣)的區(qū)域中的裸眼測井的儲油層的評估而被選擇。工具探針與儲油層實現(xiàn)液壓連通，且流體通過所述工具被抽取，并在井孔工具的光學模塊中被分析。第一成分測量被獲得并通常對應于來自附近的井孔區(qū)域的被高度污染的流體，在所述井孔區(qū)域中，鉆井流體(例如油基泥漿)被過濾進儲油層，并與原本的流體(包括例如烴)相混合。污染物的量化估計(即污染物的分數(shù))可以采用利用對由MDT所獲得到試樣進行近紅外光學分析的算法而確定，例如在授予Mullins等的美國專利No.6，350，986以及授予Schroer等的美國專利No.6，274,865所公開的內(nèi)容，所述兩個專利的內(nèi)容在此以引用的方式整體并入本文中。所述污染物估計等同于在基于油的泥漿濾出液/地層流體混合物中的污染物的質(zhì)量分數(shù)。被污染的試樣的初始成分測量被用于基于以狀態(tài)方程進行的計算生成相圖。己知在混合物中的污染物的分數(shù)，所測量的污染成分被轉(zhuǎn)換用于獲得未被污染的流體的估計。例如，如果成分測量與某些氣體組分的成分分析一起確定試樣中的液體分數(shù)，則所有的污染物被分配給液體成分，而污染物的分數(shù)可以從所述流體中被減去，以給出原始流體的成分估計。然后，原始流體成分估計可以被用于預測純相的相圖。隨著流體被通過MDT的光學模塊泵取，所述流體的成分被不斷地確定。典型地，隨著采樣的進行，獲得日益增多的較為清潔(即污染少)的試樣。相圖可以被連續(xù)地生成，且成分被轉(zhuǎn)換以基于污染物的分數(shù)估計未被污染的試樣。這些估計應當與原始流體成分的最初估計相符。通過持續(xù)地找到被估計的未被污染的成分并與原有的確定相比較，可以證實所述污染物測量。污染物對于各種測量和測定的影響由此可以參照圖7a-7ff尋出。圖7a-7f示出對于在表3中列出的但被由5(m的nC16和50。/。的nC18(摩爾分數(shù))組成的泥漿濾出液污染的不同量試樣的P-T圖。圖7a至7e示出從所述具有不同比例(摩爾分數(shù))的污染物的混合物獲得的圖。對于20%摩爾分數(shù)的濾出液(圖7a)，由于被污染的混合物的臨界點大約為172巴和大約39(TC，所以在大約550巴和大約156X:的(周圍的)儲油層條件下的流體為液相。隨著污染物從圖7a到圖7b(10%的摩爾分數(shù)的濾出液)、圖7c(5%的摩爾分數(shù)的濾出液)、圖7d(4%的摩爾分數(shù)的濾出液)和圖7e(2.5%的摩爾分數(shù)的濾出液)逐漸減小，臨界點朝向較低的溫度移動(例如，從大約390。C到大約157X:)。對于2.5%摩爾分數(shù)的濾出液，臨界點基本與儲油層的溫度一致。在所述污染水平上，可能錯誤地得出在儲油層中的流體是超臨界的。在1%的摩爾分數(shù)的濾出液下(圖7f)，流體在儲油層條件下(即，在550巴和156r下)完全處于氣相，在儲油層溫度下的露點壓力又為389巴。因此，應當理解，如果沒有對污染進行修正，則可能對地層中的流體狀態(tài)進行不正確的判定。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應當理解，當大百分比的地層流體由較長的碳鏈(例如C6+)構(gòu)成時，由50M的nC16和50。/。的nC18組成的泥漿濾出液將對流體的熱力學模型產(chǎn)生較小的影響；且當大百分比的地層流體由甲烷或短碳鏈構(gòu)成時，典型的基于油的泥漿濾出液將對所述流體模型產(chǎn)生較大的影響。提供可以生成現(xiàn)場流體的相圖并可以考慮泥漿濾出液污染的井下工具具有大量的應用。例如，流體試樣相對于其熱力學模型的特征可以被用作確定所獲得的試樣的有效性的標準，不論是否將試樣保持在感興趣的位置上，和/或是否在所述感興趣的位置上獲得另一個試樣。更具體地，轉(zhuǎn)到圖8，在由井孔工具獲得流體試樣之后，(被污染的)試樣的成分或偽成分的測量在102上進行，而污染水平的測量在104進行。在兩種測量以及污染物的成分的給定的已知信息的情況下，原始(未被污染的)流體的成分的確定在106進行。利用狀態(tài)方程，未被污染和已被污染的流體的相的計算可以在108被進行和比較。然后，相的計算可以在地層溫度和壓力下在IIO上被比較，以便確定是否污染顯著地影響所述流體的PVT屬性。換句話說，如果地層的壓力和溫度位于被污染的流體和未被污染的流體的P-T圖的相同部分上，所述P-T圖的相同部分表示在兩種情況下流體處于同一相，則污染可以不被考慮成"顯著的"，而在井孔中的一定的深度處采樣可以在112上以所獲得的試樣的存儲(如果需要)完成。另一方面，如果污染顯著地影響流體的PVT屬性，則在114上，確定是否在地層中的深度位置上的采樣時間已經(jīng)到達最大時間。如果是，則在116中，工具優(yōu)選地被移動到用于采樣的新位置上；而如果否，則在118中，獲得附加的流體試樣，希望流體污染降低到不是很明顯的水平。連續(xù)或多次采樣，以及對于來自連續(xù)或多次采樣的數(shù)據(jù)的處理獲得多次污染測量、多次未被污染的成分的確定以及多組相計算可以被以幾種方式使用。首先，隨著對污染物測量和未被污染的成分進行多次測定，對這些值、置信水平增加。所述置信水平可以與作為"產(chǎn)品"的實際的確定一起提供。第二，正如此后參照圖10和11被討論，在一定的情況下，最初的相的計算可以被用于調(diào)整液面降低壓力，以便獲得單相流體。第三，多次測定可以被用于預測污染清潔速率，所述多次測量依次被用于確定是否在采樣位置上繼續(xù)采樣?；氐綀D9，對于之前在122中、在第一流體試樣上進行的第一相計算，在124中、在第二流體試樣上進行第二相計算。如果需要，可以在另外的流體試樣上進行第三和后續(xù)的相計算。基于各個相計算，對污染清潔的速率進行確定。如果在126中，污染清潔的速率表明在合適的時間框架內(nèi)到達可接受的污染水平，在128中進行繼續(xù)采樣。如果否，則在130中終止采樣。應當注意，"可接受的污染水平"與是否污染水平將顯著地影響如上參照圖8所述的流體的PVT屬性相關(guān)。如上所述，相計算也可以被用于調(diào)整液面降低(采樣)壓力。如圖IO所述，基于在132的相計算以及地層的溫度和壓力的已知信息，可以對于現(xiàn)場流體是黑油133、揮發(fā)性油134、凝析物135、濕氣136和干氣137進行測定。在凝析物的情況下，如果在138中，采樣自地層的流體是氣體(即凝析物表現(xiàn)"反凝析行為")，如在共有的美國專利No.7，002，142中所述，所述文件在此以引用的方式整體并入本文中，在140中，所述氣體可以利用其熒光以及在142中對所觀察到的其露點壓力進行監(jiān)測。同樣，在144，根據(jù)相計算，可以計算露點壓力Pdew(即在對應于現(xiàn)場溫度的露點曲線上的點)。如果在146，儲油層的現(xiàn)場壓力Preservoir大于露點壓力，最大壓差(即Preservoir-Pdew)在148限定，以便維持單相流體進入井孔工具中。所述最大壓差可以被用于采樣過程中，以調(diào)整在獲得試樣過程中所采用的壓差。然而，如果根據(jù)相計算的Preservoir的計算不大于Pdew，則應當不會觀察到反凝析行為。于是，在146中計算的Pdew與從熒光的監(jiān)測中觀察到的Pdew不相等，且流體模型應當在150中通過例如選擇不同的狀態(tài)方程、調(diào)整EOS中的參數(shù)，或者調(diào)整組成成分的測定來進行相應地調(diào)整。如果在132的相計算表明，現(xiàn)場流體是揮發(fā)性油134，如圖11所示，則可以進行不同組計算。對于揮發(fā)性油，在152，計算飽和壓力Psat以及可選地計算臨界壓力。如果在153中，儲油層壓力Preservoir大于Psat，則最大壓差(即，Preservoir-Pdew)被在154限定，以便維持單相流體(即液體)進入井孔工具中。所述最大壓差可以被用于在采樣過程中調(diào)整在獲得采樣的過程中所采用的壓差。另外，如果調(diào)整壓差，則可以對系統(tǒng)進行其他調(diào)整(例如污染清潔速率——圖9)。然而，如果Preservoir不大于Psat，則所獲得的試樣應當是兩相試樣155。如果需要，所述測定可以與實際試樣的相位的測定相比，且如果預測與實際情況不同，則相應地調(diào)整流體模型。應當注意，最大壓差也被用于進行關(guān)于生產(chǎn)來自地層的烴的判定。根據(jù)在此所述的示例的方法和設(shè)備的另一個方面，如果確定流體試樣在試樣的泡點曲線附近獲得，則可以在不同的壓降下對壓差進行判定，以便找到準確的(實際的)泡點。然后，所述泡點可以被用于進行關(guān)于生產(chǎn)來自地層的烴的判定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，在此所述的示例的設(shè)備的一個可能的"輸出"是每種所獲得的試樣的、具有可信的指示或不可信的指示的一個或者更多個P-T圖。替代P-T圖，可以對于每個感興趣的深度提供在所述深度處的地層溫度下的泡點或露點的數(shù)值指示。同樣，可能簡單地提供對于兩相生產(chǎn)出現(xiàn)所處的壓力的指示。其他可能的輸出尤其包括密度、氣液比和粘度測定，以及對于試樣質(zhì)量和流體行為的污染效應的評估。在不同的井孔深度處的流體成分測量的多功能性使得獲得對儲油層結(jié)構(gòu)的更好的認識成為可能。己知所估計出的成分梯度，能夠?qū)⒃诓煌疃壬系乃烙嫵龅某煞峙c在該深度處的實際測量值相比，以分析變化?？赡馨殡S或不伴隨壓力梯度的改變的成分的突變指示了儲油層結(jié)構(gòu)中的垂直不連續(xù)性。成分測量與在不同深度處的實時的相計算一起使得重要的流體屬性(例如在井下條件下獲得的高質(zhì)量的單相試樣上的飽和壓力、氣液比和液體排出體積)的計算和確認，而沒有在地層表面上相重組的風險。這些屬性隨深度的變化可以被用作整個儲油層的流體模型的構(gòu)造的基礎(chǔ)。流體成分和相態(tài)計算很具有實用性的具體情況是含有氣體和液體帶的儲油層的分析，在所述儲油層中，主要感興趣的是辨別氣體是否與液體相關(guān)聯(lián)。在所述情況下，根據(jù)相計算和成分梯度獲得的液態(tài)烴的泡點給出在兩個帶之間的連通的指示。具體地，如果油帶不接近其飽和壓力，則最可能是不與附近的氣體帶連通。相反地，如果油不處于其飽和壓力下，且含有氣體的地層位于附近，則可能兩個帶是連通的。另一個應用是厚儲油層的情況，在該厚儲油層中，由于重力和溫度梯度導致成分變化。在這些情況中，對于油-汽流體的接觸的預測能夠根據(jù)成分梯度進行。在跨過大范圍深度的儲油層中，成分變化可以在所選擇的井中的之前的步驟之后被測試。前述的示例的設(shè)備和方法能夠?qū)崿F(xiàn)與地面下或地表下的地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體的相對迅速的井下特征。更具體地，一些前述的示例的設(shè)備和方法配置用于使得地層流體(例如被從地下地層或儲油層提取或生產(chǎn)的基于烴的流體)的屬性(例如熱物理屬性)采用井下工具快速確定。尤其，在一些上述的示例中，地層流體可以被采樣并經(jīng)受有限的成分分析(例如偽組分分析)。所述受限的成分分析采用一組相對受限的化學成分或組分確定試樣的化學成分(即偽成分)。例如，成分分析可以獨立地測量硫化氫、二氧化碳、甲烷、乙垸、丙垸以及其他更重的烴的摩爾分數(shù)。然而，典型地，為了進行更迅速的成分分析，特定組的烴可以被同時或混在一起測量。例如，在一個受限的成分分析中，可以測量甲烷；包含乙烷、丙烷、丁垸和戊垸分數(shù)的組；包含己烷和更重的烴的組；以及二氧化碳。然后，受限的成分分析的結(jié)果(例如偽組分濃度或摩爾分數(shù))可以被用于增加熱力學流體模型的參數(shù)，例如，三次狀態(tài)方程，以形成用于流體的、可調(diào)整的偽組分模型。然后，依次地，流體偽組分模型可以被用于得到所采樣的流體的各種熱物理屬性，以由此促進流體儲油層或被生產(chǎn)的儲藏物的經(jīng)濟平衡，以控制生產(chǎn)參數(shù)進行儲油層的更有效和高效地生產(chǎn)，以選擇優(yōu)化的完井等。這樣，前述的示例的方法和設(shè)備主要聚焦在釆用化學成分分析生成表示地層流體的熱物理行為(例如相態(tài)或?qū)傩?的數(shù)學模型。因此，采用所生成的模型確定的地層流體的任何熱物理屬性的精度，至少部分地由受限的化學成分分析而確定。然而，如結(jié)合圖2和3的以上描述和在下文結(jié)合圖12、13、14a和14b的更詳細的示例中，除去用于提供流體的改進的熱力學模型的成分分析之外，流體的熱力學數(shù)學模型也可以被采用地層流體的物理屬性的井下測量而調(diào)諧或調(diào)整。例如，采用至少一個其他的物理屬性生成流體的熱力學模型，可以顯著地提高所述模型的精度以及預測流體在不同于進行井下測量所處的溫度和壓力的溫度和壓力下的熱力學行為的能力。例如，飽和壓力、流體密度、流體粘度、熱容量和/或流體的任何其他物理屬性的測量可以提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)被用于調(diào)諧或調(diào)整地層流體的熱力學模型，以提供對于整個生產(chǎn)過程的流體的熱力學行為、流體的儲物的經(jīng)濟性等的更精確的預測。另外，采用連續(xù)的熱力學模型或多分散的流體的使用可以被用于進一步提高成分模型(例如偽組分模型)的精度。現(xiàn)在回到圖12，描述可以被用于執(zhí)行地層流體的井下測量并對地層流體進行特征化的另一個示例設(shè)備200。如圖12所示，井下流體分析工具202被設(shè)置在穿透地質(zhì)地層206的井孔204內(nèi)。工具202可以采用任何所需的技術(shù)和設(shè)備被置于與地層206相鄰的井孔204中。例如，工具202可以是經(jīng)由鉆桿或經(jīng)由任何其他類型的適合于將工具202設(shè)置在地層206中傳送工具傳送的測井電纜類型的工具。另外，如下文詳細所述，除去被配置用于對現(xiàn)場的地層流體進行特征化或分析之外，所述工具202也配置用作采樣裝置。例如，地層206可以是含有烴的將被評估的儲油層或儲藏物。尤其，可能需要對存在于地層206中的烴流體進行特征化、以確定地層206的潛在的經(jīng)濟價值，以確定用于開采地層206的更有效或高效的方式(例如在從地層提取流體時所采用的壓力以及在整個生產(chǎn)過程中的其他壓力和溫度)等。工具202包括探針208，所述探針208可以被用于從地層206中提取流體，和經(jīng)由出油管線210將所提取的流體輸送到第一室212。探針208可以是單探針或雙探針(例如屏蔽探針)、雙封隔器或適合于實現(xiàn)在工具202和第一室212之間的流體連通和適合于從地層206提取流體的其他任何裝置。溫度傳感器214和壓力傳感器216位于出油管線210中，以隨著所提取的流體進入第一室212而對所提取的流體的溫度和壓力進行測量。第一室212配置用于確定經(jīng)由出油管線210設(shè)置的所提取的流體的化學成分。更具體地，室212可以配置用于確定二氧化碳、硫化氫、甲垸、乙烷、丙烷和/或然和其他烴或烴的組的相對量。另外，室212還可以配置用于例如通過采用例如介電常數(shù)測量確定流體是油、水和/或氣來確定其中流體的相或流體類型。室212可以采用光學光譜裝置、氣體色譜裝置、質(zhì)量光譜裝置、核磁共振裝置和/或液-液色譜裝置，以進行在室212中的地層流體的化學成分的測定。如果例如采用光學光譜裝置，并測量相對簡單的光譜，則可以測量甲烷、乙烷、丙垸、二氧化碳和包含所有的更重的烴的組。這種測量足以確定流體的氣體與油的體積比。這種測量也足以進行偽組分分析，所述偽組分分析可以結(jié)合壓力和溫度測量(例如由傳感器214和216)以及流體模型，以估計流體的熱物理學屬性。通過第一室212的流體流到第二室218，所述第二室218配置用于測量其中的流體的密度和粘度(例如牛頓粘度)。這種流體密度和粘度的測量可以在第二室218中的流體相對靜止或停滯時或流體通過第二室218運動或流動時進行。采用室218進行的流體密度和粘度的測量例如可以結(jié)合經(jīng)由第一室212獲得的流體成分信息，以確定地層流體被鉆井流體污染的程度。第三室220容納來自第二室218的流體并結(jié)合第一、第二、第三閥門222、224、226操作。第三室220包括循環(huán)泵(未示出)、可變體積室(例如容積泵)、傳感器以及用于進行溫度、壓力、密度、粘度和相邊界測量的其他裝置。傳感器和用于測量溫度、壓力、密度和粘度的裝置通常是本領(lǐng)域公知的，因此為了清楚沒有在圖12中示出，且不在此進行進一步的描述。在進行與第二室218和第三室220相關(guān)聯(lián)的測量和/或其他操作的過程中，可以假定這些室218和220具有與工具202相同的溫度。然而，如果需要，則室可以被設(shè)計成合適的尺寸并被隔離用于促進室218和220的獨立的加熱和冷卻，以在不同于工具202的溫度的溫度下進行測量。這種附加的測量信息可以被結(jié)合回歸分析(例如線性或非線性回歸)使用，以提供在微調(diào)表示流體的熱物理屬性的數(shù)學模型中使用的額外信息。通過電子模塊或單元228，可以控制閥門222、224和226;室220、218和212的操作，包括由此進行的測量以及由溫度傳感器214和壓力傳感器216進行的測量。電子單元228可以包括模擬和/或數(shù)字傳感器接口電路、信號調(diào)節(jié)電路、一個或更多個處理單元，例如微處理器、存儲器電路、所存儲的計算機代碼或軟件、特定用途集成電路(ASIC)、離散模擬電路、離散數(shù)字電路、無源部件等。以這種方式，電子模塊或單元228可以被用于協(xié)調(diào)室212、218和220的操作，并分析或處理關(guān)于所提取的地層流體的數(shù)據(jù)或信息，以對流體的熱力學行為進行特征化。這種特征化可以包括選擇、生成和/或微調(diào)或提煉所提取的流體的數(shù)學模型。接著，電子單元228和/或表面計算裝置可以采用所得到的流體的數(shù)學模型精確地預測或估計在各種溫度和壓力下(例如可以在從地層206生產(chǎn)流體中所需的或所使用的溫度和壓力)的地層流體的熱力學行為。例如，關(guān)于所預測的或估計的地層206中的流體的熱力學行為的信息可以被用于建立地層流體應當被提取或生產(chǎn)以將流體維持在單相狀態(tài)(例如流體狀態(tài))時所處的條件，由此顯著地提高與從地層206生產(chǎn)流體相關(guān)聯(lián)的效率和經(jīng)濟性。當電子單元228被描述為整個地處于工具202內(nèi)時，由電子單元228執(zhí)行的操作可以選地位于其他位置和/或分布在多個位置之間。例如，由電子單元228進行的一些或全部處理活動可以在相對于井孔204位于本地或遠程的表面計算裝置上進行。在操作中，閥門222、224和226被打開/關(guān)閉以通過室220沖洗地層流體，和/或使得所提取的地層流體旁路所述室220。例如，當閥門224被關(guān)閉而閥門222和226打開時，流體從室218通過室220流進出油管線230。流體可以在預定的時間周期中被允許流經(jīng)第三室220和/或直到預定體積的流體已經(jīng)通過室220沖洗室220。例如，等于或大于室220的十倍的流體的體積可以在采用上述室220的測量或分析能力對其中的流體進行任何測量之前流經(jīng)室220。然而，任何其他的流體量可以被用于沖洗所述室220。在沖洗室220之后，閥門222和226可以被關(guān)閉，而閥門224可以被打開。在閥門222和226被關(guān)閉時迂回第三室220(即，從第二室218通過出油管線232流到出油管線230)的流體可以被通到試樣收集容器(未示出)。被保持捕獲在第三室220中的流體經(jīng)歷一系列壓力降低和穩(wěn)定，所述一系列壓力降低和穩(wěn)定結(jié)合電子單元228進行被捕獲的流體的相變的檢測和識別。這種相變信息依次提供與地層流體相關(guān)聯(lián)的附加的物理屬性(例如熱物理屬性)信息。然后，所述附加的物理屬性信息可以被用于選擇、調(diào)整和/或調(diào)諧數(shù)學模型，所述數(shù)學模型用于對包含在地層中的流體的熱物理屬性進行特征化。更具體地，被捕獲在第三室220中的流體可以被采用循環(huán)泵(未示出)進行循環(huán)，直到室220中的流體靜力學平衡、溫度平衡和擴散平衡，這通?？梢苑Q為穩(wěn)態(tài)條件。這種穩(wěn)態(tài)條件可以通過確定至少一個測量參數(shù)(例如流體的溫度、壓力、密度等)對于多個測量周期、預定的時間周期等己經(jīng)維持基本恒定(例如在預定的范圍內(nèi))來進行辨別。另外，因為被捕獲的流體處于封閉的系統(tǒng)中，所以沒有化學反應出現(xiàn)，并因此所捕獲的流體維持固定的化學成分。為了檢測在室220中所捕獲的流體的相變，容積泵(未示出)可以被用于增加室220內(nèi)的體積(即，使得其中的壓力降低)，所捕獲的流體(例如固定量的物質(zhì))可以被再次允許到達穩(wěn)態(tài)條件，而所捕獲的流體的多種參數(shù)可以經(jīng)由電子單元228被再次測量和記錄。在每次壓力下降之后的穩(wěn)態(tài)條件下測量流體之前，一組連續(xù)的或一系列的這種壓力降低操作可以被電子單元228用于辨別地層流體的相變，這可以被用于調(diào)整或調(diào)諧地層流體的熱物理模型。當上述壓力降低以離散的或步進式的方式出現(xiàn)時，在第三室220內(nèi)的壓力可以替代地被以恒定速率或可變速率連續(xù)地降低，且流體測量可以以例如預定的時間間隔進行。當示例的設(shè)備200示出具有三個室(例如室212、218和220)的工具202時，可以替代地采用更多、更少的室，或不采用室。例如，單個室可以被用于進行全部所需的測量，或替代地，可以在工具202的至少一個出油管線(例如210、230等)中直接進行全部所需的測量，由此消除采用任何室的需求。圖13是示出可以被用于對地層流體進行特征化的示例方法300的流程圖。盡管如圖13所示的示例方法300被描述為結(jié)合如圖12所示的示例的井下工具200而實現(xiàn)，所述方法可以采用任何其他的合適的井下工具實現(xiàn)。詳細地回到圖13，方法300最初經(jīng)由井下工具202對來自地層206(圖12)的流體進行采樣(塊302)。具體地，流體經(jīng)由探針208從地層206提取，并經(jīng)由出油管線210通到室212。在塊302被抽取到室212中的試樣流體被分析用于確定其化學成分(塊304)。如上所述，室212可以配置用于采用例如光譜學、氣體色譜法、質(zhì)譜分析和/或核磁共振以確定所釆樣的流體的化學成分。然后，所采樣的流體連續(xù)地流經(jīng)室218和220，在室218和220內(nèi)，所采樣的流體的至少一種熱物理屬性被測量(塊306)。例如，可以測量屬性，例如密度、粘度、熱容量、熱傳導、相對介電常數(shù)、折射率等。另外，當所采樣的流體處于單相(氣體、液體或固體)時的溫度和壓力(例如經(jīng)由傳感器214和216測量的第一溫度和壓力)可以被測量。更進一步地，可以獲得通過改變所采樣的流體溫度、壓力和/或化學成分所測量的熱物理屬性。例如，如上結(jié)合圖12所討論的，在第三室220內(nèi)的壓力可以在一定的范圍上變化，以檢測和辨別相變或邊界，例如，(液+氣)、(液+固)、(液+液+氣)和(液+氣+固)。具體地，當室220中或出油管線中的壓力降低時，可能出現(xiàn)瀝青烯沉淀物。確定當瀝青烯開始沉淀時的初始壓力可以當室220中的壓力降低時在室220中被測量。替代地或附加地，在室220可以不依賴工具202被加熱禾n/或冷卻的情況下，在室220內(nèi)的溫度可以被改變以測量在溫度范圍內(nèi)的上述相變。所采樣的流體的化學成分可以通過例如噴射造成瀝青烯沉淀物(例如液+固)相變的化學物質(zhì)而改變。然后，示例的方法選擇數(shù)學模型來表示被采樣的流體(塊30S)。在塊308的選擇是優(yōu)選地但不必需地采用在塊304中獲得的化學成分信息和/或在塊306中獲得的熱物理信息進行。在一些示例中，在塊308中所選擇的模型可以基于在塊304和306中所獲得的信息獨立地進行的另一個測量而被選擇。然后，在塊308中所選擇的模型參數(shù)基于結(jié)合塊304和306進行的至少一個測量而進行調(diào)整(塊310)。這種參數(shù)調(diào)整可以采用己知的技術(shù)進行。然后，經(jīng)過調(diào)整的模型可以被用于估計或確定在例如整個生產(chǎn)系統(tǒng)的溫度和壓力下的地層流體的屬性(塊312)。圖14a和14b是示出對地層流體進行特征化的另一種示例方法400。類似于圖13的示例方法300的之前的描述，示例方法400結(jié)合圖12的示例的工具202來描述。然而，示例方法400可以采用任何其他合適的工具被更一般25性地實現(xiàn)?，F(xiàn)在更詳細地圖14a和14b，示例方法400采用例如結(jié)合圖13的塊302所采用的相同的技術(shù)對地層流體進行采樣(塊402)。然后，所采樣的流體在室212內(nèi)分析，以識別流體的類型(塊404)。如上所述，流體類型(例如，油、氣、水)可以采用例如電介質(zhì)測量確定。然后所述方法基于流體類型選擇數(shù)學模型，所述數(shù)學模型用于表示所采樣的流體的熱物理和運輸屬性(框406)。存在多種可以選擇這種模型的已知的方法，以及用于估計所采樣的流體的化學成分的方法。例如，在所采樣的流體被確定為氣體的情況下，被稱為縮寫GERG-2004或EOSNGas的一種尤其有用的熱力學模型可以被用于表示流體。另一個類似的模型被稱為縮寫AGA8-DC92，所述模型不能提供相態(tài)信息。而其他公知的模型包括標準GERG88，所述模型采用稱為MGERG-88的維里EOS，所述MGERG-88具有二氧化碳、一氧化碳、氮氣、氫氣、烴的摩爾分數(shù)以及摩爾能量含量和密度的輸入?yún)?shù)。另外的己知的模型包括高斯(Goss)特征化方法(GC92)，所述GC92采用在恒定的壓力和密度下的CH、N2和C02摩爾分數(shù)和熱容量的組合；S-GERG;DC92，所述DC92由AmericanGasAssociation開發(fā)并與具有擴展的Benedict-Webb-Rubin狀態(tài)方程的維里EOS結(jié)合；MANGAS;以及SUPER-TRAPP。各種模型和成分估計方法的更詳細的描述可以在"Danesh，A.，'PVTandPhaseBehaviorofPetroleumReservoirFluids,DevelopmentsinPetroleumScience,'Vol.47,Elsevier,Amsterdam,1998"中找到，所述公開文件在此以引用的方式并入本文中。然后，所述方法400采用例如傳感器214和216測量所采樣的流體的溫度和壓力。例如，所述被測量的溫度可能對應于出油管線210、230和232中至少一個中所提取的地層流體的溫度和壓力。然后，流體的成分在室212內(nèi)采用例如上面結(jié)合圖13所描述的至少一種技術(shù)測量(塊410)。更具體地，在塊410中，室212可以被用于測量硫化氫、二氧化碳、甲烷以及其他的更重的烴的摩爾分數(shù)。然后，方法400使用至少一個在塊408和410中獲得的測量值以對在框406中選擇的流體模型確定合適的參數(shù)值(塊412)。這種確定可以采用例如連續(xù)的熱力學技術(shù)、偽組分技術(shù)和/或指數(shù)或伽馬概率技術(shù)等進行。然后，所述方法400在塊408中所測量到的壓力和溫度下測量地層流體試樣的密度和粘度(塊414)。流體密度和粘度可以使用上述第二室218結(jié)合圖12在塊414中測量。然后，所述示例方法400在一定的壓力范圍內(nèi)測量所采樣的地層流體的密度和粘度(塊416)。這種測量可以如上所述結(jié)合圖12在第三室220中進行。然后，在塊416進行的密度和粘度測量被分析用于識別在相變或相邊界上所測量到的壓力(塊41S)。尤其是，在(液+固)和(液+氣)相邊界或分界線上測量到的壓力可以在塊418識別。然后，所述方法400計算在相邊界(例如(液+氣)相邊界)上估計出的流體密度(塊420)。沿著(液+氣)相邊界的流體密度的計算可以通過將所測量到的密度值擬合到變量為在工具溫度下的壓力的經(jīng)驗函數(shù)而確定。然后，所述函數(shù)可以被用于采用所測量的相邊界壓力通過外推計算在相邊界(例如(液+氣)相邊界)上的密度。這種外推可以通過采用固定的函數(shù)形式P(壓力)或采用一系列項和自適應算法執(zhí)行，在所述算法中，所述項基于student-t統(tǒng)計或F統(tǒng)計進行選擇和取消選擇。一種這樣的適應算法在"Wagner,W.Cryogem'cs1972,12，214-221"中進行描述，所述文件在此以引用的方式整體并入本文中。然后，示例的方法400執(zhí)行熱力學一致性檢查(塊422)。當熱力學關(guān)系等式的兩邊的量(例如用于表示流體的熱力學行為的數(shù)學模型)可以從測量中得出以確定、在所述等式兩邊的量不是必須被測量以獲得高置信度的結(jié)果時，存在熱力學一致性條件。以這種方式，例如，如果流體模型被確定為熱力學一致的，則可能僅需要測量在所述等式的一邊上的值以利用所述流體模型(例如更容易測量數(shù)值)。在塊422的熱力學一致性(thermodynamicconsistencycheck)檢查之后，示例方法400可以調(diào)整模型參數(shù)(塊424)，然后使用已調(diào)整的模型來確定流體屬性(塊426)。在塊426確定的流體屬性可能與例如在整個生產(chǎn)過程中所經(jīng)歷的溫度和/或壓力相關(guān)聯(lián)。在此已經(jīng)描述和示出了用于對地層流體進行特征化的方法和設(shè)備的示例。盡管已經(jīng)描述了特定的示例，但是本發(fā)明并不限于此，這是因為本發(fā)明在保護范圍上在本領(lǐng)域允許的情況下盡可能寬，且說明書可以同樣被理解。因此，盡管所述示例參照生成的P-T圖進行描述，但是應當理解，不需要生成實際的圖，且可以通過找到感興趣的具體點(例如尤其在現(xiàn)場溫度下的臨界點和/或泡點或露點)來進行有用的確定。進而，盡管一定的特定工具和模塊(例如MDT和CGA)被描述，但是應當理解，可以利用能夠?qū)α黧w成分進行確定的其他工具。因此，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，在不偏離所要求的精神和保護范圍的情況下，對于所提供的發(fā)明可以進行其他的修改。這樣，盡管確定的示例的設(shè)備和方法已經(jīng)在此進行了描述，但是本專利的覆蓋范圍并不限于此。相反，本專利完全覆蓋從字面上或者在等價的說法下落入所附的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)的所有方法、設(shè)備和物品。權(quán)利要求1.一種用于對與地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體進行特征化的方法，所述方法包括獲得與地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體試樣；在與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的井孔中測量所述流體試樣的化學成分；在所述井孔中測量所述流體試樣的熱物理屬性；基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個選擇表示所述流體試樣的數(shù)學模型；基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個調(diào)整數(shù)學模型的參數(shù)，以生成經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型；以及基于所述經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型、確定與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體的屬性。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述測量所述流體試樣的化學成分包括測量所述流體試樣的摩爾分數(shù)或質(zhì)量分數(shù)組成。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述測量所述流體試樣的熱物理屬性，包括測量所述流體試樣的密度、粘度、熱容量、導熱性、相對介電常數(shù)或折射率中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述測量所述流體試樣的熱物理屬性，包括至少在一定范圍的溫度或壓力內(nèi)測量熱物理屬性，以生成一定范圍的熱物理屬性值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括在生成所述范圍的熱物理屬性值的過程中檢測所述流體試樣的相變或相邊界中的至少一個。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述測量所述流體試樣的熱物理屬性，包括確定被加入所述流體試樣的化學物質(zhì)的量，所述化學物質(zhì)的量為造成所述流體試樣的相變的量。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述選擇數(shù)學模型包括基于識別流體試樣的類型或流體試樣的化學成分中的至少一種方式來選擇數(shù)學模型。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述基于所述經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型確定與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體的屬性包括在與來自地下地質(zhì)地層的生產(chǎn)流體相關(guān)聯(lián)的溫度或壓力下確定與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體屬性。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，還包括在調(diào)整數(shù)學模型的參數(shù)之前執(zhí)行熱力學一致性檢査。10.—種用于對與地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體進行特征化的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于獲得與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體試樣的裝置；第一傳感器，所述第一傳感器用于測量所述流體試樣的化學成分；第二傳感器，所述第二傳感器用于測量所述流體試樣的熱物理屬性；以及電子單元，所述電子單元用于基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個選擇表示所述流體試樣的數(shù)學模型，其中所述電子單元基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個調(diào)整所述數(shù)學模型的參數(shù)，以生成經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型，且其中，所述電子單元基于所述經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型確定與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體的屬性。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述裝置包括探針或雙封隔器中的至少一種。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括用于至少改變所述流體試樣的壓力或溫度的室。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，在所述流體試樣的至少壓力或溫度的改變過程中，所述電子單元檢測所述流體試樣的相變或相邊界中的至少一個。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括多個閥門，所述閥門用于選擇性地將流體捕獲在所述室內(nèi)。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述室將一定量的化學物質(zhì)加到所述流體試樣中，以造成所述流體試樣的相變。16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括溫度傳感器或壓力傳感器中的至少一種，所述溫度傳感器或壓力傳感器用于測量出油管線中的流體試樣的溫度或壓力。17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述電子單元基于識別流體試樣的類型或流體試樣的化學成分中的至少一種方式來選擇數(shù)學模型。18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述電子單元通過在與來自地下地質(zhì)地層的生產(chǎn)流體相關(guān)聯(lián)的溫度或壓力下確定與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體屬性、來基于所述經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型確定與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體的屬性。19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述電子單元在調(diào)整數(shù)學模型的參數(shù)之前執(zhí)行熱力學一致性檢查。全文摘要本發(fā)明公開了用于調(diào)查井孔穿過的含烴的地質(zhì)地層的方法和設(shè)備。用于對與地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體進行特征化的示例方法獲得與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體試樣。所述示例的方法在與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的井孔中測量所述流體試樣的化學成分和熱物理屬性。所述示例方法基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個選擇表示所述流體試樣的數(shù)學模型，并基于化學成分或熱物理屬性中的至少一個調(diào)整數(shù)學模型的參數(shù)，以生成經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型。然后，所述示例的方法基于所述經(jīng)過調(diào)整的數(shù)學模型確定與所述地下地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的流體的屬性。文檔編號E21B49/00GK101566061SQ20081009233公開日2009年10月28日申請日期2008年4月22日優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日發(fā)明者安東尼·羅伯特·霍爾摩斯·古德溫,彼得·S·亨格曼,董成利,凱許申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司