專(zhuān)利名稱(chēng)：加壓儲(chǔ)層流體的自動(dòng)分析的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)于諸如充氣(加壓)原油之類(lèi)的儲(chǔ)層流體的自動(dòng)分析。
背景技術(shù)：
儲(chǔ)層流體一般在高壓和高溫下存在或被產(chǎn)生，且儲(chǔ)層流體包括碳?xì)浠衔餁怏w(如，天然氣)，且復(fù)雜的碳?xì)浠衔锪黧w一般被稱(chēng)為“油”或“凝析油”。存在其中為了儲(chǔ)層管理目的而期望確定儲(chǔ)層流體的性質(zhì)的情況，諸如確定氣油比(G0R)、流體收縮率、美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)重力、和碳?xì)浠衔锝M成。這些數(shù)據(jù)被廣泛地用在反向估計(jì)、儲(chǔ)層模擬、壓力瞬態(tài)測(cè)試、產(chǎn)量分配等。盡管一些海上平臺(tái)維持確定基本流體性質(zhì)的小實(shí)驗(yàn)室，但是平臺(tái)上的空間可能不允許必要的設(shè)備來(lái)詳細(xì)地分析流體。在一些情況下，在遙遠(yuǎn)的采樣點(diǎn)(諸如在深水海上平臺(tái)、遠(yuǎn)程地點(diǎn)、欠發(fā)達(dá)地區(qū)、和郊區(qū))來(lái)維持大體積的分析設(shè)備是不實(shí)際的。因此，在海上平臺(tái)上取得的樣本可被運(yùn)輸?shù)疥懮蠝y(cè)試設(shè)施。取決于海上平臺(tái)或郊區(qū)陸上取樣站點(diǎn)的位置，樣本可能要行進(jìn)數(shù)百或數(shù)千英里到達(dá)測(cè)試設(shè)施。至少部分地由于對(duì)于加壓石油流體的運(yùn)輸規(guī)程，這個(gè)行程可在獲取樣本的時(shí)間與執(zhí)行分析的時(shí)間之間引入顯著間隔。這個(gè)時(shí)間間隔可以是過(guò)多的且在一些情況下是不切實(shí)際的，不能頻繁測(cè)試且減少或排除了重新測(cè)試。該行程增加了樣本將被損壞或污染的可能性，并將涉及行程和時(shí)間的附加代價(jià)引入到分析的成本中。如果樣本在收集、運(yùn)輸或其他期間被污染或弄臟，污染或污垢將直到樣本行進(jìn)了許多英里到達(dá)集中測(cè)試設(shè)施才被發(fā)現(xiàn)。在這樣的情況下，在可能的情況，然后采集另一個(gè)樣本并運(yùn)輸至該集中測(cè)試設(shè)施。在一些情況下，來(lái)自液體的頂部空間蒸汽、而不是液體本身，可在海上平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)室中被分析。盡管這個(gè)方法允許在現(xiàn)場(chǎng)分析，但是可能期望有關(guān)于該液體的更多信息。進(jìn)一步，當(dāng)對(duì)于儲(chǔ)層流體的分析包括閃蒸，可能要求有獨(dú)立的裝置來(lái)閃燃(flash)樣本并收集液相和氣相，此情況中該液相和氣相一般被轉(zhuǎn)移至另一個(gè)裝置進(jìn)行成分分析。一般由海上平臺(tái)的專(zhuān)業(yè)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)這些操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式涉及用于儲(chǔ)層流體樣本(諸如加壓的儲(chǔ)層流體樣本(如，充氣原油))的自動(dòng)分析的設(shè)備、系統(tǒng)、和技術(shù)。在第一個(gè)基本方面，處理儲(chǔ)層流體樣本包括將儲(chǔ)層流體樣本分離為氣相流和液相流、用第一氣相色譜儀估定氣相流的成分、采樣液相流的性質(zhì)、并至少部分地基于液相流的所采樣的性質(zhì)或基于液相流的所采樣的性質(zhì)的變化來(lái)估定液相流的成分的體積。采樣性質(zhì)可以是自動(dòng)的。即，采樣性質(zhì)可在沒(méi)有人員觀察或交互的情況下進(jìn)行。
在第二個(gè)基本方面，用于處理儲(chǔ)層流體樣本的系統(tǒng)，包括適于容納儲(chǔ)層流體樣本的測(cè)定體積的容器、被配置為從該測(cè)定體積的容器中接收儲(chǔ)層流體樣本并將該儲(chǔ)層流體樣本分離為氣相流和液相流的相分離器、設(shè)置為從該相分離器接收氣相流的氣相色譜儀、以及被配置為檢測(cè)包含該液相流的至少一個(gè)成分的分界面的液體流量計(jì)。這些和其他實(shí)現(xiàn)方式各自可任選地包括如下特征中的一個(gè)或多個(gè)。例如，處理儲(chǔ)層流體樣本可包括在將儲(chǔ)層流體樣本分離為氣相流和液相流之前，估定儲(chǔ)層流體樣本的體積。在一些情況下，估定儲(chǔ)層流體樣本的體積包括將來(lái)自加壓流體源的儲(chǔ)層流體樣本提供至測(cè)定體積的容器。處理儲(chǔ)層流體樣本可包括估定氣相流的溫度和壓力、估定氣相流的體積、估定氣相流的能含量、或者其組合。在一些情況下，至少部分地基于液相流的所采樣的性質(zhì)估定液相流的成分的體積包括采樣液相流電位溫度、采樣液相流的一部分的溫度梯度、或者采樣液相流的透射率。至少部分地基于液相流的所采樣的性質(zhì)來(lái)估定液相流的成分的體積可包括估定液相流中的水樣成分、估定液相流中的油成分、或估定兩者。在特定情況下，至少部分地基于液相流的所采樣的性質(zhì)估定液相流的成分的體積包括使得液相流流過(guò)液體流量計(jì)。處理儲(chǔ)層流體樣本可包括估定液相流的至少部分的密度。估定液相流的至少部分的密度可包括，例如，使得該液相流流過(guò)密度計(jì)。在一些實(shí)施例中，處理儲(chǔ)層流體樣本包括估定流體收縮率的氣油比、或儲(chǔ)層流體樣本的API重力、或其組合。在一些情況下，處理儲(chǔ)層流體樣本包括用第二氣相色譜儀來(lái)估定液相流的至少部分的成分。用于處理儲(chǔ)層流體樣本的系統(tǒng)可包括被配置為估定氣相流體積的氣體計(jì)、被配置為估定氣相流的壓力的壓力傳感器、被配置為估定氣相流的溫度的溫度傳感器、或其組合。在一些情況下，用于處理儲(chǔ)層流體樣本的系統(tǒng)包括被配置為從相分離器中抽取液相流通過(guò)液體流量計(jì)的泵。在一些情況下，用于處理儲(chǔ)層流體樣本的系統(tǒng)包括適于接收液相流的第二測(cè)定體積的容器、被配置為估定液相流的至少部分的密度的密度計(jì)、被設(shè)置為接收液相流的至少部分的第二氣相色譜儀、或上述的任意組合。在特定情況下，用于處理儲(chǔ)層流體樣本的系統(tǒng)包括控制器(如，諸如膝上型計(jì)算機(jī)或桌面型計(jì)算機(jī)之類(lèi)的計(jì)算設(shè)備)?？刂破骺杀获盥?lián)至網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備。該控制器可被配置為控制儲(chǔ)層流體、氣相流、液相流、或其組合的流動(dòng)。例如，該控制器可被配置為初始化儲(chǔ)層流體樣本向測(cè)定體積的容器的流動(dòng)(如，以預(yù)選擇的時(shí)刻、間隔、或其組合)。在一些情況下，該控制器被配置為控制從測(cè)定體積的容器流向相分離器的儲(chǔ)層流體的流速。在特定情況下，該控制器被配置為響應(yīng)于基本移除來(lái)自相分離器的所有氣相流，來(lái)初始化來(lái)自相分離器的液相流的流動(dòng)。該控制器可被配置為選擇儲(chǔ)層流體樣本的源(如，從多個(gè)高壓流體源中選擇)。可使用設(shè)備、系統(tǒng)或方法、或設(shè)備、系統(tǒng)、或方法的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)這些一般和特定的方面。在以下的附圖和描述中闡述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。其它特征、目的、和優(yōu)點(diǎn)將從描述和附圖、以及權(quán)利要求書(shū)中顯見(jiàn)。


考慮以下結(jié)合附圖對(duì)各個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述，可更完整地理解此處的概念，在附圖中:
圖1示出用于處理儲(chǔ)層流體樣本的說(shuō)明性系統(tǒng)；圖2示出用于向用于處理儲(chǔ)層流體樣本的系統(tǒng)提供加壓的儲(chǔ)層流體樣本的說(shuō)明性樣本器皿；和圖3是用于處理儲(chǔ)層流體樣本的說(shuō)明性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式參看圖1，用于處理儲(chǔ)層流體樣本的系統(tǒng)100是能進(jìn)行一般在固定實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的連續(xù)、自動(dòng)化的氣油比(GOR)測(cè)量和其他測(cè)量的便攜式系統(tǒng)。系統(tǒng)100可被部署在海上平臺(tái)或遠(yuǎn)程地點(diǎn)，藉此消除與運(yùn)輸加壓儲(chǔ)層流體相關(guān)的困難。系統(tǒng)100允許以相對(duì)較低的成本、較高準(zhǔn)確度和精度來(lái)估定儲(chǔ)層流體樣本的性質(zhì)。在一些情況下，系統(tǒng)100可被封在適合于危險(xiǎn)環(huán)境的氣候受控的外殼內(nèi)，諸如National Electrical ManufacturersAssociation(NEMA)Classl, Division2外殼。系統(tǒng)100包括稱(chēng)聯(lián)至系統(tǒng)的組件的控制器102，從而可部分自動(dòng)(如，自動(dòng)估定用戶提供的樣本)或完全自動(dòng)(如，自動(dòng)采樣并估定加壓儲(chǔ)層流體)地處理儲(chǔ)層流體樣本?？刂破?02可，例如，膝上型或桌面型計(jì)算機(jī)或其他計(jì)算設(shè)備?？刂破?02可結(jié)合幫助執(zhí)行計(jì)算和/或記錄并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的專(zhuān)用軟件或通用軟件，如，電子表格。在特定情況下，控制器102連接至允許遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備106與控制器102進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)104。如此處所述，系統(tǒng)100在已知溫度和壓力下能估定加壓儲(chǔ)層流體樣本的體積、以及從該加壓儲(chǔ)層流體樣本發(fā)展出的氣相流和液相流的體積。系統(tǒng)100還能自動(dòng)估定氣相流中的氣體的溫度和壓力、加壓儲(chǔ)層流體樣本的氣油比和流體收縮率、以及液相的至少部分的API重力。還可估定所釋放的氣相和液相的成分，以及在反向估定、儲(chǔ)層模擬、壓力瞬態(tài)測(cè)試、完井、和產(chǎn)量分配等中有用的其他性質(zhì)。閥門(mén)108耦合至閥門(mén)控制器110和一個(gè)或多個(gè)(如，兩個(gè)到二十個(gè))高壓流體源。在一示例中，閥門(mén)108是耦合至多達(dá)12個(gè)不同的加壓儲(chǔ)層流體源的12向、高壓閥門(mén)(如，可從 Valco Instruments C0.1nc.，Houston, TX 獲得的型號(hào) EMTCSD12UW)。加壓儲(chǔ)層流體源可包括，例如，運(yùn)輸充氣原油的導(dǎo)管112 (如，管道或井口)和具有充氣原油樣本的樣本器皿114的組合。閥門(mén)控制器110耦合至控制器102，從而將由系統(tǒng)100處理的儲(chǔ)層流體樣本的源可被遠(yuǎn)程地按需或基于預(yù)先選擇的采樣程序來(lái)選擇。樣本器皿的一個(gè)示例在美國(guó)專(zhuān)利N0.7，467，540被描述，該專(zhuān)利通過(guò)引用結(jié)合至此。如圖2中所示，樣本器皿200在內(nèi)部定義了密封地容納活塞204的長(zhǎng)條形腔體202?；钊?04將長(zhǎng)條形腔體202分為兩個(gè)獨(dú)立的腔室:驅(qū)動(dòng)流體腔室206和樣本腔室208。樣本腔室208用于通過(guò)樣本閥210來(lái)接收流體樣本。在接收流體樣本后,樣本閥210可被關(guān)閉來(lái)將流體樣本留存在樣本腔體208內(nèi)。在特定實(shí)施例中，樣本器皿200可被配置為用作比重計(jì)。為此，可對(duì)于已知壓力和溫度來(lái)校準(zhǔn)樣本器皿200的最大體積。此外，樣本器皿200的“干燥”重量是已知的。因此，通過(guò)對(duì)于樣本腔室208中流體樣本的溫度和壓力來(lái)調(diào)整樣本腔室208的最大體積，可確定流體樣本的體積。通過(guò)對(duì)于包含流體樣本的樣本器皿200稱(chēng)重、并減去樣本器皿的干燥重量，可確定流體樣本的重量。通過(guò)將所確定的體積除以所確定的重量，可確定流體樣本的密度。
在特定實(shí)施例中，可選擇樣本器皿200的大小來(lái)有助于操作人員處理。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)樣本器皿200在IOMpa和20° C下被校準(zhǔn)時(shí)，樣本器皿200具有IOcc的內(nèi)部體積，且由316不銹鋼制成。為了有助于樣本器皿200從系統(tǒng)100移除或返回系統(tǒng)100，樣本器皿的開(kāi)口可被耦合至快速釋放連接212，其允許樣本器皿200與閥門(mén)108的容易的安裝與移除。在特定實(shí)施例中，低死體積配置被用在系統(tǒng)100的一處或多處，例如，與閥門(mén)108的連接處。如上所述，樣本器皿200包括將長(zhǎng)條形腔體202分為兩個(gè)不同腔室的活塞204:驅(qū)動(dòng)流體腔室206和樣本腔室208。樣本器皿200可進(jìn)一步包括設(shè)置為與驅(qū)動(dòng)流體腔室206連通的驅(qū)動(dòng)閥214。驅(qū)動(dòng)閥門(mén)214打開(kāi)時(shí)，在樣本腔室208中接收流體樣本驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)條形腔體202中的活塞204擴(kuò)展樣本腔室208并減少驅(qū)動(dòng)流體腔室206的體積。驅(qū)動(dòng)流體(如，諸如CO2之類(lèi)的加壓氣體或諸如水之類(lèi)的加壓液體)可被引入通過(guò)驅(qū)動(dòng)閥214來(lái)加壓驅(qū)動(dòng)流體腔室206并將來(lái)自樣本腔室208的流體樣本驅(qū)動(dòng)向閥門(mén)108。在一些情況下，可以其他方式將流體樣本從樣本腔室208排出。例如，機(jī)械或電磁系統(tǒng)，諸如電機(jī)和齒輪系或螺桿傳動(dòng)，可被用于移動(dòng)活塞204。在圖2所示的說(shuō)明性示例中，驅(qū)動(dòng)流體腔室206中的驅(qū)動(dòng)流體，經(jīng)由活塞204，向樣本腔室208中的流體樣本施加壓力。當(dāng)樣本閥210打開(kāi)時(shí)，樣本腔室208中的壓力下降。驅(qū)動(dòng)流體腔室206中的壓力驅(qū)動(dòng)活塞204來(lái)減少樣本腔室208的體積并因此將流體樣本驅(qū)動(dòng)至樣本器皿200外部。在一些實(shí)例中，例如其中流體樣本是壓力下的充氣原油，當(dāng)樣本閥210打開(kāi)且樣本腔室208中的壓力下降時(shí)，該流體樣本可變?yōu)閮上?B卩，氣和液相)。然后，流體樣本的較重的液相累積在樣本腔室208的底部，且流體樣本的氣相累積在樣本腔室的頂部?；钊?04的移動(dòng)將流體樣本的氣相和液相通過(guò)閥門(mén)108排出。再次參看圖1，一旦在閥門(mén)108處選擇了高壓流體源，儲(chǔ)層流體樣本從該源流向分束器116。一部分樣本從分束器116流向低位死體積背壓調(diào)節(jié)器118 (如，來(lái)自Equilibar, LLC, Fletcher, NC可獲得的型號(hào)EB1HP1-SS316)。另一部分樣本從分束器116流向過(guò)濾器120來(lái)從儲(chǔ)層流體樣本中移除微粒。在一示例中，過(guò)濾器120是0.5 μ m過(guò)濾器(如，從 High Pressur e Equipment Company, Erie, PA 可獲得的型號(hào) 15-51AF2)。儲(chǔ)層流體樣本從過(guò)濾器流向閥門(mén)122。閥門(mén)122受控于耦合至控制器102的閥門(mén)控制器124，且閥門(mén)122可以是例如3-向閥門(mén)(如，從Valco Instruments C0.1nc.，Houston, TX可獲得的型號(hào)DC3UW/EMT)。當(dāng)閥門(mén)122處于“裝載”位置時(shí)，測(cè)定體積的容器126充滿儲(chǔ)層流體樣本。在一些實(shí)施例中，測(cè)定體積的容器126的體積在2cc到20cc范圍內(nèi)。在一示例中，測(cè)量體積的容器126的體積是8cc。在一些實(shí)施例中，測(cè)量體積的容器126包括泵126’或耦合至泵126’。在特定實(shí)施例中，測(cè)量體積的容器126是耦合至控制器102的高壓、高精度注射泵(如，可從 cetoni GMBH, Germany 獲得)。當(dāng)測(cè)量體積的容器126被儲(chǔ)層流體樣本填充時(shí)，估定樣本的體積。當(dāng)閥門(mén)122處于“傳遞”位置時(shí)，儲(chǔ)層流體樣本流過(guò)閥門(mén)且流向背壓調(diào)節(jié)器118，其中背壓由來(lái)自分束器116的儲(chǔ)層流體樣本的部分所提供。來(lái)自測(cè)量體積的容器126的流體通過(guò)背壓調(diào)節(jié)器118被以受控的速率提供給相分離器128 (如,在約0.lcc/min到10cc/min之間，或約lcc/min)。背壓調(diào)節(jié)器118可用作約束或計(jì)量閥，使得從背壓調(diào)節(jié)器釋放的儲(chǔ)層流體樣本經(jīng)受單級(jí)閃燃、允許儲(chǔ)層流體樣本分為一般包括天然氣的氣相和一般包括油成分和水性成分的液相。油成分一般包括在原油和凝析油中自然出現(xiàn)的碳?xì)浠衔铩Ｒ话阍谕鈿?30內(nèi)在恒定壓力和溫度下維持閃燃(如，通過(guò)合適的加熱和冷卻裝置，以及耦合至控制器102的溫度控制器)，直到測(cè)量體積的容器126內(nèi)基本所有液體被耗盡。氣相流被允許從相分離器128中離開(kāi)。通過(guò)耦合至控制器102的壓力/溫度傳感器132來(lái)估定氣相流的溫度和壓力。然后，氣相流通過(guò)氣體采樣閥進(jìn)入氣相色譜儀134，且根據(jù)GPA2286(“Tentative Method of Extended Analysis for Natural Gas and SimilarGaseous Mixtures by Temperature Programmed Gas Chromatography,，，1995 年修正，GasProcessors Association)來(lái)估定該氣相的成分,GPA2286通過(guò)引用并入此處。至少部分地基于來(lái)自氣相色譜儀134的數(shù)據(jù)，可估定氣相流的能含量。從氣相色譜儀134離開(kāi)的氣相流流過(guò)稱(chēng)合至控制器102的氣體計(jì)136 (從例如Agilent Technologies, Santa Clara, CA可獲得)，且估定了氣相流的體積。從氣體計(jì)136離開(kāi)的氣相流被排向大氣或按需被進(jìn)一步處理。響應(yīng)于表示閃燃基本完成的氣體演變的停止和/或流過(guò)氣體計(jì)136的減少的氣體，控制器102初始化來(lái)自相分離器128的液相流的流動(dòng)。在一示例中，通過(guò)使得泵從相分離器抽取流體通過(guò)液體流量計(jì)138，控制器102初始化來(lái)自相分離器128的液相流的流動(dòng)。在一示例中，控制器102初始化測(cè)量體積的容器140(該容器可包括或耦合至泵140’)，以提取來(lái)自向分離器128的流體通過(guò)耦合至閥門(mén)控制器144的閥門(mén)142。閥門(mén)142可以是三向閥門(mén)(如，從 Valco Instruments C0.1nc.，Houston, TX 可獲得的型號(hào) DC3UW/EMT)。測(cè)量體積的容器140可以是中型壓力、高精確度的注射泵(如,從cetoni GMBH, Germany可獲得)。當(dāng)從相分離器128中提取流體時(shí)，液相流流過(guò)液體流量計(jì)138。液體流量計(jì)138，耦合至控制器102，監(jiān)測(cè)或采樣液相流的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)。所監(jiān)測(cè)或采樣的性質(zhì)可以是，例如，液相流的溫度、跨液相流一部分的溫度梯度、液相流的光透射率(如，可見(jiàn)光或紫外光透射率)。可自動(dòng)地以預(yù)選擇的時(shí)間間隔來(lái)監(jiān)測(cè)或采樣液相流的性質(zhì)，且可部分地基于液相流的所采樣的性質(zhì)估定液相流的一個(gè)或多個(gè)成分的體積、該一個(gè)或多個(gè)成分的流性質(zhì)上可為栓塞流。還可使用所采樣的性質(zhì)來(lái)檢測(cè)液相流中各成分之間(如，油成分和水性成分)的分界面或者包括液相流中成分(如，油成分)和來(lái)自相分離器的跟隨液相流之后的氣體之間的分界面。當(dāng)液體流量計(jì)138檢測(cè)到跟隨液相流之后的氣體(或液相流的成分和氣體之間的分界面)的存在時(shí)，認(rèn)為流體成分基本上完全從相分離器128中被移除了。合適的液體流量計(jì)包括，例如，從Sensirion AG, Switzerland可獲得的型號(hào)ASL-1600-20和從BR0NKH0RST, The Netherlands獲得的LIQU1-FL0W系列L10/L20數(shù)字質(zhì)量流量計(jì)/控制器。在一示例中，當(dāng)液相流流過(guò)帶有加熱元件的毛細(xì)管時(shí),液體流量計(jì)138估定液相流的部分的溫度梯度。該溫度梯度至少部分地基于熱傳導(dǎo)率和毛細(xì)管內(nèi)流體的流速。配置液體流量計(jì)來(lái)至少部分地基于所估定的溫度或溫度梯度來(lái)提供液相流的流速。由于液相流中各成分(如，油成分和水性成分)的熱傳導(dǎo)率不同，可至少部分地基于液相流的所采樣的性質(zhì)(如，溫度或溫度梯度)來(lái)估定液相流的成分(或多個(gè)成分)的體積。此外，可使用來(lái)自液體流量計(jì)138的數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)液相流的各成分之間的分界面或包括液相流的至少一個(gè)成分的分界面(如，液相流的一個(gè)成分(諸如油成分)和氣體之間的分界面)。對(duì)于包括液相流的至少一個(gè)成分的至少一個(gè)分界面、來(lái)自測(cè)量體積的容器140的測(cè)定體積的數(shù)據(jù)、和任選地來(lái)自液體流量計(jì)138的流速數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí),允許對(duì)于液相流中至少一個(gè)成分(如，油成分、水性成分、或兩者)的體積的估定。一旦基本所有液相流在測(cè)量體積的容器140中、且已經(jīng)估定了液相流中一個(gè)或多個(gè)成分的體積，閥門(mén)142被設(shè)置為“傳遞”，且液相流被允許流過(guò)(如，被泵浦)通過(guò)閥門(mén)142且通過(guò)密度計(jì)146，密度計(jì)146估定液相流的至少一部分(如，至少油成分)的密度。合適的密度計(jì)包括L_Dens313不銹鋼316Ti在線密度傳輸儀(如,可從Anton Paar GmbH, Austria獲得)。在一些實(shí)施例中，泵浦或注射器148位于密度計(jì)146和氣相色譜儀150之間。泵浦或注射器148，耦合至控制器102，向耦合至氣相色譜儀150的流體采樣閥提供合適量的液相流。根據(jù)通過(guò)引用結(jié)合至此的修訂版本(B卩，外標(biāo)量化且通過(guò)偽組分分組)的GPA標(biāo)準(zhǔn) 2186-02 ( ( “Method for the Extended Analysis of Hydrocarbon LiquidMixtures Containing Nitrogen and Carbon Dioxide by Temperature Programmed GasChromatography, ”修改并被米用為標(biāo)準(zhǔn) 2002，Gas Processors Association)來(lái)估定液相流的至少一部分的成分(即，油成分的組成)。樣本的成分，算上在η-戊烷被分組且量化為偽成分之后經(jīng)過(guò)洗提的碳?xì)浠衔?、且不算多個(gè)環(huán)和芳族化合物的情況下，包括C1-C35和非洗提部分(C36+)總共是100wt%。從氣相色譜儀150流出的流體可流經(jīng)選擇器閥152。選擇器閥152可被耦合至閥門(mén)控制器156?？刂破?02，耦合至閥門(mén)控制器156，可選擇選擇器閥152的位置，藉此將液相流的流動(dòng)引至出口系統(tǒng)100或流體累積器154。流體累積器154可累計(jì)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)層流體樣本的流體。在一些情況下，可將液體累積器154同系統(tǒng)100去耦合并將液體累積器154傳輸至固定實(shí)驗(yàn)室以對(duì)流體累積器中的流體進(jìn)行附加分析。氣相色譜儀134和150可與控制器102通信來(lái)對(duì)于從氣相色譜儀和/或系統(tǒng)100的其他組件的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程查看、分析、和處理。使用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，可將來(lái)自氣相色譜儀150的液相流的油成分的組成與來(lái)自氣相色譜儀134的氣相流的成分分析相組合來(lái)產(chǎn)生“充氣流體”組成。在 一個(gè)示例中，可使用充氣流體組成用于計(jì)算機(jī)模型模擬來(lái)確定液相行為且因此確定流體所有權(quán)(ownership)或分布位置。通過(guò)控制器102可執(zhí)行上述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算。如此處所述，除了儲(chǔ)層流體樣本的組成外，系統(tǒng)100可提供氣體計(jì)136所估定的氣相流(或所釋放的氣體)的體積和測(cè)量體積的容器140和液體流量計(jì)138的耦合所估定的液相流(如，所釋放的油成分或水性成分)的至少一部分的體積。系統(tǒng)100還可基于氣相流的體積和液相流中的油的體積的被校正到標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力的比值來(lái)提供儲(chǔ)層流體樣本的油氣比(G0R)、且基于液相流的體積和儲(chǔ)層流體樣本的初始體積(如測(cè)量體積的容器126所估定的)的比值提供API重力和流體收縮率。在對(duì)于來(lái)自耦合至閥門(mén)108的第一高壓流體源的儲(chǔ)層流體樣本的分析之后，可凈化系統(tǒng)100的組件來(lái)準(zhǔn)備分析下一個(gè)樣本。可選擇第二高壓流體源，或者可選擇來(lái)自第一高壓流體源的第二樣本。盡管是以特定順序設(shè)置的特定組件進(jìn)行描述的，系統(tǒng)100內(nèi)的組件可設(shè)置為不同于圖1中的配置。此外，可省略一個(gè)或多個(gè)組件，或可增加附加組件。例如，可省略泵浦/注射器148，或可增加附加的氣相色譜儀。參看圖3描述由說(shuō)明性系統(tǒng)100實(shí)現(xiàn)的分析高壓儲(chǔ)層流體的說(shuō)明性方法300。在該說(shuō)明性方法中，在操作302中選擇高壓流體源。在操作304中，估定來(lái)自該高壓流體源的儲(chǔ)層流體樣本的體積。在操作306中，將儲(chǔ)層流體樣本分離為氣相流和液相流。例如，可通過(guò)在受控的溫度和壓力下，閃燃儲(chǔ)層流體樣本實(shí)現(xiàn)分離該儲(chǔ)層流體樣本。在操作308中，估定該氣相流的壓力和溫度。在操作310中，(如，通過(guò)第一氣相色譜儀)估定氣相流的組成。在一些情況下，至少部分地基于該氣相流的組成來(lái)估定該氣相流的能含量。在操作312中，(如，由通過(guò)氣體計(jì)的流)估定氣相流的體積。氣相流可被排至大氣。在基本所有的儲(chǔ)層流體樣本都已經(jīng)閃燃之后(這由通過(guò)氣體計(jì)的氣體的減少的流量所表示)，開(kāi)始對(duì)于液相流的分析。在一示例中，響應(yīng)于流過(guò)氣體計(jì)的氣體的減少的流量，控制器開(kāi)始來(lái)自相分離器的液相流的流動(dòng)，藉此開(kāi)始對(duì)于液相流的分析。操作314包括采樣液相流的性質(zhì)、并至少部分地基于該液相流的所采樣的性質(zhì)來(lái)估定液相流的成分的體積。操作314還可包括監(jiān)測(cè)液相流的體積(如，使用諸如耦合至控制器的注射泵之類(lèi)的測(cè)量體積的容器)。在操作316中，估定液相流的至少一部分(如，油成分)的密度(如，用密度計(jì))。在操作318中，(如，用第二氣相色譜儀)估定氣相流的組成。從氣相色譜儀離開(kāi)的液相流可被吸取或收集在流體累積器內(nèi)用于附加分析(如，在另一個(gè)地點(diǎn))。在操作320中，通過(guò)組合由第一氣相色譜儀和第二氣相色譜儀提供至控制器的數(shù)據(jù)，可估定儲(chǔ)層流體樣本的組成。在操作320中，基于如所述通過(guò)方法300由系統(tǒng)100所收集的數(shù)據(jù)，可估定氣油比、流體收縮率、API重力、和其他有用的關(guān)系。盡管以特定順序來(lái)描述，可以不同順序執(zhí)行上述操作。此外，可省略一個(gè)或多個(gè)步驟，或可增加附加步驟。已經(jīng)描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可作出多種修改。因此，其他實(shí)施例也在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。根據(jù)該描述，各個(gè)方面的其他修改和替換實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見(jiàn)。因此，本說(shuō)明書(shū)應(yīng)該被認(rèn)為僅是說(shuō)明性的。應(yīng)該理解本文所示和所描述的形式將被視為實(shí)施例的示例。元件和材料可替代本文中示出且描述的元件和材料，部分和過(guò)程可顛倒，并且某些特征可獨(dú)立地使用，所有這些對(duì)受益于該描述之后的本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的?？稍诓槐畴x以下權(quán)利要求書(shū)中所描述的精神和范圍的情況下對(duì)本文所描述的元件作出改變。
權(quán)利要求
1.一種處理儲(chǔ)層流體樣本的方法，所述方法包括: 將所述儲(chǔ)層流體樣本分離為氣相流和液相流； 用第一氣相色譜儀估定所述液相流的組成； 采樣所述液相流的性質(zhì)；且 至少部分地基于所述液相流的所采樣的性質(zhì)來(lái)估定所述液相流的成分的體積。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在將所述儲(chǔ)層流體樣本分離為氣相流和液相流之前估定所述儲(chǔ)層流體樣本的體積，和/或其中估定所述儲(chǔ)層流體樣本的體積包括從加壓流體源向測(cè)量體積的容器提供所述儲(chǔ)層流體樣本。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，還包括估定所述氣相流的溫度和壓力和/或還包括估定所述氣相流的體積和/或估定所述液相流的能含量。
4.如權(quán)利要求1到3中任一個(gè)所述的方法，其特征在于，至少部分地基于所述液相流的所采樣的性質(zhì)來(lái)估定所述液相流的成分的體積包括:采樣所述液相流的溫度和/或估定所述液相流中的水性成分的體積和/或估定所述液相流中油成分的體積和/或使得所述液相流流過(guò)液體流量計(jì)。
5.如權(quán)利要求1到4中任一個(gè)所述的方法，其特征在于，還包括估定所述液相流的至少一部分的密度和/或其中估定所述液相流的至少一部分的密度包括使得所述液相流流過(guò)密度計(jì)。
6.如權(quán)利要求1到5中任一個(gè)所述的方法，其特征在于，還包括估定所述儲(chǔ)層流體樣本的氣油比和/或估定所述儲(chǔ)層流體樣本的流體收縮率和/或估定所述儲(chǔ)層流體樣本的API重力。
7.如權(quán)利要求1到6中任一個(gè)所述的方法，其特征在于，還包括用第二氣相色譜儀估定所述液相流的至少一部分的組成。
8.一種用于處理儲(chǔ)層流體樣本的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 適于容納所述儲(chǔ)層流體樣本的測(cè)量體積的容器； 相分離器，被配置為接收來(lái)自所述測(cè)量體積的容器的所述儲(chǔ)層流體樣本并將所述儲(chǔ)層流體樣本分離為氣相流和液相流； 氣相色譜儀，被設(shè)置為接收來(lái)自所述相分離器的所述氣相流；和 液體流量計(jì)，被配置為檢測(cè)包括所述液相流的至少一個(gè)成分的分界面。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括被配置為估定所述氣相流的體積的氣體計(jì)和/或還包括被配置為估定所述氣相流的壓力的壓力傳感器和/或還包括被配置為估定所述氣相流的溫度的溫度傳感器。
10.如權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括被配置為從所述相分離器抽取所述液相流通過(guò)所述液體流量計(jì)的泵浦和/或還包括適于接收所述液相流的第二測(cè)量體積的容器和/或還包括被配置為估定所述液相流的至少一部分的密度的密度計(jì)和/或還包括被設(shè)置為接收所述液相流的至少一部分的第二氣相色譜儀。
11.如權(quán)利要求8到10任一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括耦合至所述系統(tǒng)的控制器。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被配置為控制所述儲(chǔ)層流體、所述氣相流、所述液相流、或其組合的流動(dòng)和/或其中所述控制器被配置為開(kāi)始所述儲(chǔ)層流體樣本向所述測(cè)量體積的容器的流動(dòng)和/或其中所述控制器被配置為以預(yù)先選擇的時(shí)間、間隔、或其組合來(lái)開(kāi)始所述儲(chǔ)層流體樣本向所述測(cè)量體積的容器的流動(dòng)和/或所述控制器被配置為控制所述儲(chǔ)層流體從所述測(cè)量體積的容器向所述相分離器的流速和/或其中所述控制器被配置為響應(yīng)于基本所有所述氣相流被從所述相分離器中移除來(lái)開(kāi)始來(lái)自所述相分離器的所述液相流的流動(dòng)和/或所述控制器被配置為選擇所述儲(chǔ)層流體樣本的源和/或其中所述液體流量 計(jì)被配置為檢測(cè)所述液相流的油成分和氣體之間的分界面。
全文摘要
處理儲(chǔ)層流體樣本，包括將儲(chǔ)層流體樣本分離為氣相流和液相流、估定液相流的組成、采樣液相流的性質(zhì)、并至少部分地基于液相流的所采樣的性質(zhì)來(lái)估定液相流的成分的體積。用于處理儲(chǔ)層流體樣本的系統(tǒng)，包括適于容納儲(chǔ)層流體樣本的測(cè)量體積的容器(126)、被配置為從該測(cè)量體積的容器(126)中接收儲(chǔ)層流體樣本并將該儲(chǔ)層流體樣本分離為氣相流和液相流的相分離器(128)、設(shè)置為從該相分離器(128)接收氣相流的氣相色譜儀(134)、以及被配置為檢測(cè)包含該液相流的至少一個(gè)成分的分界面的液體流量計(jì)(138)。
文檔編號(hào)G01N33/24GK103221819SQ201180044838
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
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