确定流体特性的系统和方法

确定流体特性的系统和方法
【专利摘要】公开了用于确定流体特性的系统和方法。用于确定流体的饱和压力的示例器械包括具有检测腔室的壳体以及用于加热流体的部分布置于检测腔室内的加热器组件。该示例器械还包括用于检测流体的特性的传感器组件以及能使用流体的特性来识别流体的饱和压力的处理器。
【专利说明】确定流体特性的系统和方法

【背景技术】
[0001]开采碳氢化合物时关注的流体特性包括起泡点(bubble point,BP)和结露点(dewpoint，DP)。为确定这些特性，可以将流体样品带至地表进行分析。但是，将样品带至地表可能导致流体(如，浙青质和/或蜡沉淀)的成分和/或相特征发生不可逆转的变化。这些不可逆转的变化使得随后的饱和压力测量不精确。


【发明内容】

[0002]提供这个
【发明内容】
用于介绍所选的概念，所述概念在下文详细的说明书中进一步描述。这个摘要不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在作为一种帮助用于限制所要求保护的主题的范围。
[0003]一种用于确定流体的饱和压力的示例器械包括:具有检测腔室的壳体和部分布置在检测腔室内的用于加热流体的加热器组件。该示例器械还包括用于检测流体的特性的传感器组件以及使用流体的特性来识别流体的饱和压力的处理器。
[0004]一种用于确定流体的饱和压力的示例方法包括:在检测腔室内对流体进行热泡核化；检测流体的特性；以及使用所述特性确定流体的饱和压力。
[0005]一种示例井下工具包括:微流体装置，该微流体装置具有检测腔室、至少部分布置在检测腔室内的用于加热流体的加热器组件以及用于检测流体的特性的传感器组件。该井下工具还包括用于使用流体的特性确定井下流体的参数的处理器。

【专利附图】

【附图说明】
[0006]参考附图描述确定井下环境中的参数值的系统和方法的实施例。始终使用相同的附图标记表示相似的特征和部件。
[0007]图1示出了一种示例系统，其中可实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实施例。
[0008]图2示出了另一示例系统，其中可实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实施例。
[0009]图3示出了另一示例系统，其中可实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实施例。
[0010]图4-6示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0011]图7-10示出了另一示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实施例。
[0012]图11-13示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实施例。
[0013]图14示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0014]图15示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0015]图16示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0016]图17示出了一种示例装置的部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0017]图18示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0018]图19示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0019]图20示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0020]图21示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0021]图22和23示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0022]图24示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0023]图25示出了一种示例装置的多个部件，该示例装置可以实施用于确定井下环境中的参数值的系统和方法的实例施。
[0024]图26-29描述了与在此公开的示例相关的示例图。
[0025]图30是实施在此公开示例的一种示例方法。
[0026]图31示意性地图示出一种示例处理器平台，其可以用于和/或被编程以实施任何或所有在此公开的示例系统和方法。

【具体实施方式】
[0027]在以下详细描述的实施例中，参考形成其一部分的附图，附图通过图示的方式示出详细实施例，通过实施例在此公开的示例可以实施。可以理解，可以利用其它实施例，并且可以在不脱离本公开范围的前提下改变结构。
[0028]针对新井(如油井)的开采决定可以基于对井下流体的测量。这些测量可以在井下和/或井上(如在实验室)实施。从井下流体测量结果获取的信息可以用于决定开采哪个地层区域是经济的和/或用于正确的基础设施规划。一些从井下流体测量结果获取的信息可以包括涉及流体的化学成分、相图、密度和/或粘度的信息。
[0029]开采碳氢化合物时关注的流体特性包括起泡点(BP)和结露点(DP)。BP和DP可以由饱和压力表示。在高温、高压下，如井下一样，大量气体可溶解在井下流体(如油相)中。气体可包括二氧化碳、氮气、硫化氢和/或脂族轻链如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。
[0030]对起泡点压力的了解在油井的开发和开采过程中始终是有用的。如果由于地层压力的减小，气泡出现在多孔岩石和/或地层中，则油/气混合物通过多孔岩石和/或地层的渗透率的大小可降低几个数量级，这将严重制约储层的经济开采性。结果，开采率可能受限，且先前对起泡点压力的了解可以引导油井操作人员在储层上保持该压力，以确保安全和闻效开米。
[0031]开采期间和/或将井下流体带至地表时，流体压力降低，因此导致溶解的气体分离为单独的气相。单独气相的分离应该在受控环境下实行，因为碳氢化合物气体是易燃和可压缩的。开采期间操控气体-液体分离的设备是合理尺寸设计的。对起泡点压力的了解，结合先前对储层压力、其温度和储层大致化学成分的了解，可以帮助预判需要分离开采的液体和气体的开采设备的尺寸。
[0032]当压力降至DP压力以下，冷凝流体可能在井下经历相同的转变。但是，与释放气体不同，冷凝流体使液体结露物凝结到地层或其它地方中，阻碍井的开采。对DP压力的了解在油井的开发和开采过程中始终也是有用的。
[0033]两个饱和压力(例如，BP、DP)都是油田操作人员关心的，以最大化他们开采策略的经济性。此外，可能关心浙青质起始压力(Asphaltene Onset Pressure, Α0Ρ),因为AOP描述了溶解的浙青质开始絮凝并从溶解物中出来的压力。浙青质沉淀可能由于阻塞地层和/或流路来阻碍开采和/或流动。
[0034]了解地层油的相特性以及特别是普遍地层温度下的饱和压力，在油井开采和/或分析期间是有利的。这种分析可以在地表或井上(如实验室)进行。但是，将样品带至地表和/或分析之前长时间存储它们可导致流体(如，浙青质和/或蜡沉淀)的成分和/或相特征发生不可逆转的变化。这些不可逆转的变化使得随后的饱和压力测量不精确。
[0035]在此公开的示例可以用于实施井下的饱和压力测量，并提供实时井下测量和/或对在没有使用复杂循环泵的情况下获取的流体样品的分析。循环泵可能乳化不混融的井下流体。具体地讲，在此公开的示例涉及在井下环境中可以进行热泡核化饱和压力测量的方法和器械，这通过以下进行:在井下流体中热泡核化形成气泡，检测井下流体和/或气泡的随后的性质、特征和/或特性，并控制正在测试的样品的压力。使用在此公开的示例，该器械的尺寸可以设计为在具有严格的空间限制的井下工具中实施。尽管在此公开的示例参考微流体装置进行描述，但示例可以更普遍适用于与井下工具一起使用和/或在井下环境中使用的流体装置。
[0036]在此公开的示例可以通过以受控方式对碳氢化合物样品降压同时监测样品中永久第二相(如气相)的出现来确定饱和压力。两个相(如气相和液相)之间的表面张力产生泡核化壁垒，其运动学地抑制了热力学稳定的第二相的地层。如果没有足够细心，这种泡核化壁垒可能在饱和压力测量中带来错误。用于精确确定BP压力的传感器可以包括用于泡核化形成气泡的装置。气泡的泡核化形成可以是机械地(如通过叶轮机)、声学地(如使用超声波致动器)和/或热能地(如使用内嵌的加热器)。当测量DP压力时泡核化壁垒可能是最小的，但热泡核化仍然可以提供一种更容易测量的转变。尽管热泡核化能够确定BP和/或DP，但一些热泡核化可以在不低于它们的热力学饱和压力下生成短期的气泡。气泡的出现可能不代表BP，相反，BP可以由泡核化形成的长期稳定的这种气泡代表。
[0037]在一些示例中，为了热泡核化形成气泡，可以使用电阻加热技术和/或器械。为了局部加热流体样品，可以使用一个或多个具有相对大的横截面的电线来把电流传递至细的电线。由于电线明显较小的横截面，电流密度显著增加，相应的结果是细的电线快速加热。当电流脉冲流经该系统和/或电线时，小横截面电线局部被加热，转而局部增大流体样品的温度，并能够在流体样品中泡核化形成一个或多个气泡。温度的局部增大取决于电线的横截面面积、电流脉冲的持续时间和/或幅度(即电流脉冲提供的能量大小)和/或电线的电阻率以及电线浸入的流体的导热率。可以使用更小的电线来产生局部加热脉冲，因为通过使用这种电线，达到给定温度需要的总能量更小，加热效果可能更局部，系统可能更快回到环境温度。因为BP的确定是基于一旦泡核化后的气泡的稳定性，该系统可以快速回到环境温度，来使得可以测量环境温度BP。使用在此公开的示例，热泡核化样品可以基本上不增加盛纳样品的单元的温度。在一些示例中，该单元的温度可以没有增加超过大约0.1°C。
[0038]用于在浸没于流体中的电线附近泡核化形成气泡的能量(热量)随着电线直径单调地降低。使用非常细的电线可以使得用于在电线附近泡核化形成气泡的能量(热量)最小化。通过最小化泡核化期间使用的总热量，减少了系统回到环境温度的时间。减少总热量可以减少泡核化形成的气泡的总体积。当气泡体积减少，气泡分解的时间减少。因此，生成更小体积的气泡减少了气泡再溶解的时间。前述的效果减少了用来确定压力高于或低于起泡点所花费的时间。
[0039]在一些示例中，电线可以从导电销悬挂，和/或附连到绝缘支架，和焊接和/或联接至其上。可以使用不同的电线构造来泡核化形成气泡。电线可以是一股短的相对较细的圆柱形金属丝。电线可以是镍铬合金(如镍铬合金)，具有25um直径的焊接、激光焊接、微弧焊接或以其它方式连接至铅的镍或钼金属丝。电线可以是直接粘结至陶瓷电路板的铝金属丝。在其它示例中，可以使用电阻温度检测器(RTD)。该RTD可以是在基体(如，陶瓷基体)上直接构图的钼电极。
[0040]在一些示例中，上述讨论的电线可以用作局部温度探针，这通过测量该区域的电阻并将该测量电阻与已知的电阻温度关系进行关联(如，在电阻温度检测器(RTD)中进行的那样)进行。RTD可以使得该温度能够被主动地控制，以大体确保可以达到对于泡核化形成气泡来说足够高的温度而没有蒸发和/或损伤电阻元件的风险。但是，热泡核化可以使用受控加热脉冲代替RTD实现。
[0041]可以对流体样品实施实验，以确定BP压力和/或DP。一种可以称为恒定组分膨胀(constant composit1n expans1n, CCE)的这样的方法用于膨胀固定量的流体的容器体积。所述实验的一些可以使用静态压力步骤方法和/或受控膨胀方法来实施。对于静态压力步骤方法，该压力可设置在给定的压力下，并可实施泡核化和/或检测测量。该压力可以在各个步骤(如离散和/或预定的步骤)不同(如减小)，并且泡核化和/或检测测量可以实施直到到达饱和压力。该静态压力步骤方法可以最小化和/或移除与泡核化和检测之间的时间延迟相关的不确定性。对于静态压力步骤方法，可以协调降压和泡核化和/或检测。
[0042]对于受控膨胀方法，流体样品的压力可以是在周期性地引起气泡泡核化时通过膨胀流体样品大体均匀减小。受控膨胀方法的灵敏度可以取决于泡核化周期、泡核化和检测之间的任何延迟和/或延时、和/或流体样品的解压速率。根据膨胀的方法，可能存在与测量相关的流动。
[0043]对于受控膨胀方法，流经示例测量装置的流体流动可能取决于光谱学单元相对于膨胀活塞的位置。如果需要大的流动，光谱学单元可以与活塞邻近和/或邻接。最大流动速率可以通过活塞的总运动来设置。对于具有专用阀和膨胀系统的孤立系统来说，最大流动速率可以相对较小。对于相对较大的系统，例如那些用于反向低冲击采样中的系统，根据系统和活塞的相对位置，最大流动速率可以相对较大。
[0044]使用在此公开的示例，通过使已知压力的气体(如二氧化碳或十六烷)接触液相(如十六烷)可以调配出具有已知起泡点的两相混合物。为确定起泡点，在调节压力下通过混合充分均衡的时间后，液体饱含气体。通过提取饱和液相的一部分，可以获取具有已知起泡点的样品。然后提取样品可以用于实验测量。
[0045]对于低压下的实验，在此公开的示例可以使用透明管来实施，透明管中定位和/或插有25um镍铬合金电线。该透明管可以由任何合适的材料制成，如蓝宝石。该电线可以通过焊接或其它方式连接至销。该销可以通过焊接或其它方式连接至较粗的电线，该电线连接至电源。该电线可具有任何合适的电阻，例如I欧姆。为密封管的端部，该电线和管可以被封装和/或用环氧树脂连接到有倒钩的安装体。在一些示例中，安装体可以被包括在管的另一端部，且该系统可以连接至压力测量仪、注射泵(如高压注射器)上的注射器以及多个阀。该阀可以用于隔离样品体积。在一示例中，可以使用与50psi的二氧化碳均衡的十六烷流体样品。为加热样品并在其中泡核化形成气泡，具有lOOns-lOOms的持续时间的电流脉冲可以流经电线。
[0046]可以使用与样品腔室流体连通和/或流体耦合的注射器和/或活塞，以控制样品的压力。在大约40psi下，每个泡核化形成的气泡生长并聚集在单元的高点附近，在该处可以观察到气窝。当压力大约60psi时，泡核化形成的气泡可以形成并快速消失，在单元中看不见气体。
[0047]在一些示例中，可以使用具有陶瓷馈通件的高压单元，以实施在此公开的示例。在一些示例中，电线可以被结合或其它方式连接至结合垫。该电线可以具有任何合适的直径，如25um，并可以由任何合适材料制成，如铝、钼、金、镍铬合金。例如，馈通件和电线结合部的总电阻可以是0.1、0.5、1或5欧姆。高压单元可以包括主流路和两个相对布置的高压蓝宝石窗。该流路可以具有任何合适的直径，如0.25,0.55、1、2.5或5mm。该电线可以邻近两个蓝宝石窗之间的流动路径和/或紧邻该流动路径之下。该电线结合部可以布置在光学单元的底部，以使得产生的气泡能够向上行进并进入光学路径。
[0048]一些示例实验使用十六烷和甲烷的双成分混合物来实施，该混合物在室温下具有大约2260psi的室温饱和压力。该样品在常规样品瓶(CSB)中通过将2260psi的甲烷与十六烷接触而被准备。该十六烷被允许与甲烷均衡，直到饱含甲烷。在十六烷饱含甲烷后，饱和流体被取样至盛放饱和液体的第二 CSB中。仅装载均衡样品的液体部分使得第二 CSB能够在不改变饱和压力的情况下加压。饱和液体从CSB流经流体路径至用于收集废液的第三CSB。流体路径可以包括压力测量仪、阀、高压活塞和/或高压单元。样品和废液CSB两者都维持在饱和压力(2260psi)之上的压力下，以确保饱和液体保持在单一相下。一旦足够多的流体流经高压单元，高压单元、高压活塞和/或压力测量仪可以通过关闭阀而与样品和废液CSB隔离。在一些示例中，样品压力通过使用高压活塞调整样品体积而被控制。
[0049]在一些实验中，在高压单元中通过对流体样品缓慢降压来进行测量。最初，流体样品加压至3000psi，然后压力以大约Ipsi/秒的速度缓慢降低至2000psi。降压期间，在加热器和/或电线上施加大约1Ηζ、10安培的30微秒脉冲。当压力微高于饱和压力时，加热脉冲生成小气泡，产生小的但可检测的光学传输降低，这表明流体和/或光学传输率的降低。这些气泡是暂时的，并观察到它们基本短于一秒内就收缩掉。当压力进一步减小时，在大约2260±10psi时，观察气泡在泡核化形成后生长，这使光学传输显著减小。当没有热泡核化时，气泡仅仅在显著较低的压力下被观察到形成。测量的饱和压力在有热泡核化时一般会比没有热泡核化时更高，这表明存在形成气泡的泡核化壁垒。当温度降低远离临界温度时，泡核化壁鱼一般更大。大的泡核化壁鱼表示黑油，而小的泡核化壁鱼与近临界流体或冷凝物是一致的。
[0050]附加的测量和/或通过单元的光学传输(通过光传输强度测量，有时表示为光学强度)可以被用于将气泡形成与冷凝区分开。在一些示例中，在此使用的术语“光学”包括扩展超过可见范围的电磁辐射(如可见光)的波长，例如，包括但不限于称为近红外的区域。对于冷凝物，观察的光学传输可以对解压速度具有强的依赖性。在不同压缩速度下重复测量并且观察光学传输的深度，可以用于将气泡形成与冷凝区分和/或区别开。在一些示例中，可以基于样品的密度、样品的粘度、在饱和压力下解压速度与光学传输降低的关系或在饱和压力下压缩率的改变来区分冷凝和气泡。
[0051]在此公开的示例使得能够测量AOP转变。该AOP转变可以通过光学传输在达到起泡点之前的减小而被检测。
[0052]在一些示例中，可以使用泡核化单元以实施在此公开的示例。泡核化单元可以包括光学单元，该光学单元具有包括两个窗或透镜(如球面蓝宝石透镜、球透镜)的流路。该球透镜使得光线能够聚焦在单个纤维上，并可以位于或不位于平窗的后面。该球透镜使得光学传输增加，这可以使得能够测量更大动态范围。
[0053]为能够识别BP、DP和/或AOP的第一开始值，在一些示例中，聚焦透镜与单个小纤维的“针孔效应”耦合，以收集光线。该“针孔效应”可以有助于提高光学传输测量的灵敏度。该透镜可以位于压力窗(例如，平的压力窗)之后，或透镜可以直接浸没在流体中。该流路可以具有任何合适的长度，如0.5、0.75、1或2毫米(mm)。该光学路径可以对流体界面的出现是高度敏感的，例如那些与BP下在流体中生成的气泡或在DP下在气体中生成的液滴相关的流体界面。
[0054]为热搅动流体以克服泡核化壁垒，电线可以与流动路径正交地安装在光学单元中。在一些示例中，电线可以是80%镍和20%铬(如，镍铬合金80)且直径大约为25um，或电线可以是钼并直径大约为25um。但是，可以代替使用由任何合适材料制成且具有任何合适的直径和/或横截面的电线。在其它示例中，泡核化电线可以位于光谱学单元内(如微流体光谱学单元)，其中，光学路径与流动路径相互垂直。通过使用相对较细的泡核化电线，该光谱学单元可以对泡核化和/或对气泡从它们的生成开始的生长敏感，直到该流体流动将气泡移动和/或传送离开光学路径。
[0055]通过使用快速加热脉冲将流体的稳定构造暂时扰乱发生泡核化。热量会快速消散，这使得系统能够在泡核化形成的气泡溶解在周围流体之前回到环境温度。
[0056]在一些示例中，在降压阶段期间监测通过泡核化单元的光学传输。当通过流体样品的光学传输明显降低时，可容易检测到该起泡点。在一些示例中，当使用热泡核化时，光学传输在大约3940psi处突然减小。但是，当没使用热泡核化时，光学传输在大约3800psi处突然减小。热泡核化使得泡核化壁垒能够被克服，并因此能够生成气泡。通过热泡核化在热力学起泡点处生成的气泡的数量是足够少的，因此它们的效应可能仅在泡核化单元中能被检测。但是，如果系统进一步降压而热泡核化没有导致系统过饱和，气泡的泡核化形成可在低于真实热力学起泡点的压力下遍布测量系统自然发生。热泡核化使得这种较低压力能够不会错误地和/或疏忽地识别为真实的热力学起泡点。
[0057]在此公开的示例可监测和/或观察光学传输恢复来区分起泡点和气泡的泡核化形成。代表流体样品处于起泡点之上的表示与急速的光学传输减小有关，其后跟随有相对较快的表示气泡产生和分解的光学传输恢复。未有恢复的急速的光学传输减小可能与表示稳定气泡形成的样品处于或低于起泡点压力下的情况相关。
[0058]在此公开的示例使得热量能够应用至非常小体积的流体并大体上同时监测被引导通过气泡的光束的光学强度，而并不明显增加至流体的死体积和达到相对较高的压力等级。
[0059]在此公开的示例中的一个可以包括位于高压壳体内的电销，在壳体内布置有流体样品(如，死体积)。为测量和/或监测流体样品和使得光线能够通过壳体，聚焦光学器件和/或两个球透镜(例如蓝宝石窗)可以通过压盖(例如纤维球保持器)固定。在一些示例中，聚焦光学器件浸没在流路中，和/或使用单个纤维作为“针孔光圈”进行耦合，以增强BP、DP和AOP测量。该壳体可以使用相对较小的O形环来密封。该电销可以通过两个固定的半圆筒形的阳极氧化、绝缘的铝来固定。该电线可以焊接至该销。该流体路径可以大体上和/或大部分由通过压力壳体块体的通道来限定。用于实施在此公开的示例的窗可以具有任何合适形状，并可以为或可以不为对称的(如球对称)。
[0060]在此公开的一些示例中，示例的馈通件装置可以限定出流体路径。该电压力馈通件可以由聚醚乙醚酮(PEEK)制成并包括两个金属电销。在电销之间的电线可以布置成与通道正交。在该示例中，该通道和该壳体(如金属壳体)限定出流体路径。该示例还包括蓝宝石球透镜。该电压力馈通件可以通过玻璃密封和绝缘的销形成。电压力馈通件可以包括由O形环密封且由压盖支撑的电销。
[0061]在此公开的一些示例中，蓝宝石窗可以限定出流体路径。在这些示例中，该窗可以每个都包括凹槽，当在示例压力壳体中布置成彼此邻近时，该凹槽可以限定出流体路径。该电线可以布置成与流体路径正交。在一些示例中，可以将涂层(如金属涂层)布置在关心的区域的周围用以阻挡光线。
[0062]在一些示例中，金属迹线和/或电线可沉积在非导电基体上。相对于任何实际的单独的电线，沉积迹线可以具有非常小的横截面，因此使得具有更大的电阻和/或更敏感于加热和/或检测。在非导电基体上沉积的迹线，也可以使得电阻路径能够精细地受控，并提供了相对简单的四探针结构的实现方式，以进行温度反馈控制。在一些实施例中，为保护沉积的金属迹线以免受周围流体，该迹线可被封装和/或覆盖有保护材料。电阻性电线和/或基体可以被隔离，以降低总热质量和/或以产生相对较快的热响应。
[0063]一旦被泡核化，流体样品中气泡的特征可被观察和/或询问。例如，光学散射是一种可以用来实施在此公开的示例的方法。光学散射对液体-蒸汽界面是高度灵敏的，并能够检测液体中小的和/或微量气体和/或气体中小的和/或微量的液滴。附加地或可选地，还可以使用介电对比测量、声学可压缩性对比测量、光学传输率测量、热导率测量和/或声阻抗测量来实施在此公开的示例。
[0064]如果使用光学检测来实施在此公开的示例，根据流路的大小和/或采用的泡核化方法，有多个可能构造能够用于确定井下BP。一旦被泡核化，气泡可能不保持在加热器电极的附近。因此，光学检测装置可以连接至该器械，以使得能够检测泡核化形成的气泡。
[0065]在一些示例中，在流路中产生气泡陷阱，以使得能够检测泡核化形成的气泡。这种流路可以使得液体能够流过，但气泡陷阱捕获和/或收集一个或多个形成的气泡。该气泡陷阱可以被光学询问，以确定气泡的出现和/或生长。如果已知重力方向(例如，基于井下工具内的器械的期望位置)，该陷阱可以包括相对于重力处于顶点的蓄存器(例如，该蓄存器位于陷阱的顶部，使得气泡能够上升并捕获在其中)。如果具有足够的流体流动，陷阱能够通过在流路中产生相对较宽的区域来产生，在该处由于浮力和/或表面张力气泡被捕获。泡核化电极可以与气泡陷阱区域相一致，以增加气泡被捕获的可能性。上文描述的气泡陷阱可以用在较大流路中，在该流路中气泡往往明显小于总腔室直径。附加地或可选地，上文提及的气泡陷阱可以用在微流体和/或毫流体装置中。
[0066]在一些示例中，如果已知方向和大小的流体流动(例如，一致的流动)能够被施加在气泡上，气泡可以在流动路径的相继部分处被询问、观察和/或分析，以确定气泡随时间的相对尺寸。这种询问方法可以对整个流路区域是敏感的，和/或可以依赖于足够大以发生活塞流的气泡。这种询问方法能够在宽范围的流路尺寸(如，长度)上使用。
[0067]对于干净的油，气泡可以使用多孔过滤板来捕获。该过滤板使得液体能够自由流动通过，但是表面张力阻止气泡通过该过滤板。流体样品可以在泡核化后被过压以再溶解气泡并在完成分析后从过滤板中移除它们。
[0068]为了测量BP压力，可以控制流体压力。固定体积的地层流体可以使用活塞或者其它使得样品腔室和/或瓶的总容积能够改变的机械器械来进行隔离。
[0069]在一些示例中，大多数和/或所有示例压力控制器械被包括在示例测量装置内。压力控制器械和/或示例测量装置可以包括两个或多个流体控制装置和/或用于隔离流体样品的阀、可移动以调整阀与压力测量仪之间的总体积的动力活塞。这种自立器械和/或系统使得流体样品的压力能够受控，并且最小化样品的总体积。
[0070]在此公开的示例可以使用反向低冲击采样(RLSS)技术来实施。使用RLSS，液压流体可以用来在样品腔室和/或瓶中移动活塞。活塞的移动从流路(如，主流路)中吸取和/或排出流体样品。一旦获得后，阀可以在样品瓶和/或流路中隔离流体样品，之后样品的压力能够被改变和/或控制。压力控制的灵敏度可以取决于流体样品的压缩性、流路的体积、和/或活塞(如，液压活塞)的总冲程。
[0071]图1描述了示例电缆工具151，其可以成为在其中实施本公开的多个方面的环境。示例电缆工具151在井眼152中从多芯电缆154的底端处悬挂，该多芯电缆154在地面缠绕在绞盘(未示出)上。在地面，电缆154通信地联接到电子和处理系统156。示例的电缆工具151包括细长体158，该细长体158包括具有可选择性伸出的探针组件166和可选择性伸出的工具锚定构件168的地层测试器164，该可选择性伸出的探针组件166和可选择性伸出的工具锚定构件168布置在细长体158的相反侧上。电缆工具151中还可以包括附加部件(如，160)。
[0072]可伸出的探针组件166可以配置为选择性地密封或隔离井眼152的井壁的所选部分，用以流体地耦合到邻近的地层F，和/或从地层F吸取流体样品。因此，可伸出的探针组件166可以具有包括嵌入板的探针。地层流体可以通过端口(未示出)排出，或它可以被送到一个或多个流体收集腔室176和178。例如，示例电缆工具151还包括示例器械180，该示例器械180可以用于在井下确定地层流体的起泡点压力和/或结露点。如在下文中更加详细描述的，器械180可包括光学路径、一个或多个传感器(如，光学传感器、光谱仪等)、压力控制器械和一个或多个加热器，该加热器可以用于在流体样品中进行热泡核化形成气泡，并且观察气泡的特征以确定流体的起泡点压力和/或结露点。在说明的示例中，电子和处理系统156和/或井下控制系统配置为控制可伸出的探针组件166、器械180和/或从地层F中吸取流体样品。
[0073]图2说明了井场系统，其中，可以使用在此描述的示例。井场可以在陆上或在海上。在这个示例系统中，井眼11通过熟知方式的旋转钻井而形成在地下地层中。但是，如将在下文中描述的，在此描述的示例还可以使用定向钻井。
[0074]钻柱12悬挂在井眼11内，并且包括底部钻具组件100，该底部钻具组件100在其下端具有钻头105。地面系统包括位于井眼11上方的平台和钻塔组件10。组件10包括转盘16、方钻杆17、钩子18和转环19。钻柱12通过转盘16旋转且该转盘通过未示出的装置提供动力，该转盘16在钻柱12的上端处接合方钻杆17。钻柱12通过方钻杆17和转环19从钩子18处悬挂，该钩子附连到游动滑车(也未示出)，该转环19允许钻柱12相对于钩子18旋转。如熟知的，可选地还可以使用顶部驱动系统。
[0075]在这个示例中，地面系统进一步包括存储在形成于井场处的池27中的钻井流体或泥浆26。泵29通过转坏19中的端口将钻井流体26输送到钻柱12的内部，从而使钻井流体26如方向箭头8所示地向下流动通过钻柱12。钻井流体26通过钻头105中的端口离开钻柱12，然后如方向箭头9所示向上循环通过钻柱12的外部与井眼11的井壁之间的环状区域。通过这种方式，钻井流体26润滑钻头105且当其返回到池27用于再循环时将地层钻屑向上携带到地面。
[0076]井底钻具组件100包括随钻测井(LWD)模块120、随钻测量(MWD)模块130、旋转导向系统和马达150、以及钻头105。
[0077]LffD模块120容纳在本领域中已知的特殊类型的钻铤中，且可以包括一个或多个已知类型的测井工具。还将理解的是，可以使用例如由附图标记120A表示的多于一个的LffD和/或MWD模块。(始终地，在120位置处的模块的参考还可以可替换地意味着在120A的位置处的模块)。LWD模块具有用于测量、处理以及存储信息以及用于与地面设备通信的能力。在这个实例中，LffD模块120包括流体采样装置。
[0078]MWD模块130还容纳在本领域中已知的特殊类型的钻铤中，且可以包括用于测量钻柱和钻头的特征的一个或多个装置。MWD工具进一步包括用于为井下系统产生电力的器械(未示出)。该器械可以包括由钻井流体26的流动所激励的泥浆涡轮发电机。但是，可以使用其它的电力和/或电池系统。在这个示例中，MWD模块130包括一个或多个如下类型的测量装置:钻压测量装置、扭矩测量装置、振动测量装置、冲击测量装置、粘滑测量装置、方向测量装置、以及倾角测量装置。
[0079]图3是美国专利7，114，562中描述类型的采样随钻测井装置的简化图，该装置作为LWD模块120或者LWD工具套件120A的一部分，该专利在此以参考的形式引用。LWD模块120具有探针6，其用于与地层F建立流体连通且将流体21吸入工具中，如箭头所示。探针6可布置在LWD模块120的稳定器刀片23中，且从稳定器刀片23延伸以接合井眼壁24。稳定器刀片23包括与井眼壁24接触的一个或多个刀片。可测量使用探针6吸取到井下工具的流体，例如，以确定预测试和/或压力参数。此外，LffD模块120可以具有例如样品腔室的装置，用于收集流体样品而用于在地面处回收。还可以提供备用活塞81来协助施加力以推动钻井工具和/或探针倚靠井眼壁24。
[0080]图4-6描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元400。示例器械400包括加热器块体或高压壳体402，其限定出第一通道或孔眼404、第二通道或孔眼406以及第三通道或孔眼408 (图5)。通道404-408邻近可以大体上由加热器块体402限定出的流动路径和/或样品和/或光学或检测腔室410而相交。第一通道404接收和/或部分容纳加热器组件412，第二通道406接收和/或部分容纳传感器组件414，第三通道408是通向流动路径410的流体入口和/或出口，在该处将分析流体样品。
[0081]在这个示例中，加热器组件412包括第一和第二相对的部分416和418。每一个部分416和418包括加热器销保持器或保持器420和围绕相应的保持器420的陶瓷环421。保持器420可以是半圆筒的、阳极氧化的、绝缘的铝。加热器组件412还包括加热器或电销422，其延伸通过保持器420，且电线424联接到该加热器或电销422。电线424在加热器销422之间延伸。O形环428围绕加热器销422，以大体上确保将流体样品保留在流动路径410中。
[0082]在这个示例中，传感器组件414包括第一和第二部分430和432。第一和第二部分430和432均包括由O形环434围绕着的透镜和/或蓝宝石球433。部分430还包括第一压盖或保持器(如，光电二极管球保持器)436，其相对于流动路径410固定透镜433和/或O形环434。第一保持器436联接到和/或接收第二保持器(如，光电二极管保持器)437，该第二保持器437用于相对于流动路径410来接收和/或保持传感器和/或光电二极管。第二部分432包括第三压盖或保持器(如，透镜和/或纤维保持器)438，该第三压盖或保持器438相对于流动路径410来固定其相应的透镜433、0形环434和/或光学纤维。第三保持器438联接到和/或接收第四保持器(如，纤维保持器)440，该第四保持器440用于相对于流动路径410来接收和/或保持光学纤维。
[0083]操作中，将流体样品通过第三通道408引导到流动路径410中，且通过阀(未示出)将该流体样品保留和/或隔离在其中。电流通过电线424以在流体中热泡核化形成气泡，使得能够使用传感器(未示出)在透镜433之间的光学路径442中检测该气泡。根据气泡的特征，可以确定是否已经达到了起泡点。如果基于泡核化形成的气泡的特征确定还没有达到起泡点，可以降低流动路径410中的流体样品的压力。随着样品中热泡核化形成气泡，压力的这种降低可以逐步渐次地执行和/或连续地执行。
[0084]图7-10描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元700。示例器械700包括加热器块体或高压壳体702，其限定出第一通道或孔眼704、第二通道或孔眼706，第三通道或孔眼708以及第四通道或孔眼710(图8)。通道704-710中的一个或多个邻近流动路径和/或样品和/或光学或检测腔室712而相交。第一通道704接收和/或部分容纳加热器组件714，第二通道706接收和/或部分容纳传感器组件716。传感器组件716至少部分限定出流动路径712。第三通道708是通向流动路径712的流体入口和/或出口，在该处将分析流体样品，且第四通道710可以流体地耦合到压力控制器以控制流动路径712内的流体样品的压力。
[0085]在这个示例中，加热器组件714包括保持器718和多个加热器或电销720 (图9)，该加热器或电销720延伸通过保持器718且电线721联接到该加热器或电销720 (图9)。电线721在加热器销720之间延伸且布置为与流动路径712正交。O形环722围绕加热器销720，以大体上确保将流体样品保持在流动路径712内。加热器组件714相对较大且适合地至少部分接合在壳体702内。在这个示例中，加热器组件714限定出具有相对较小容积的流动路径712。因此，加热器组件714和壳体702(这两者可以都是相对较大的部件)可以采用高公差制造且限定出相对较小的凹槽(如，流动路径712)以产生具有非常小容积的微流体通道。
[0086]在这个示例中，传感器组件716包括第一和第二部分724和726。第一和第二部分724和726均包括由O形环730围绕的透镜728。部分724还包括第一压盖或保持器(如，光电二极管球保持器)732，其相对于流动路径712固定透镜728和/或O形环730。第一保持器732联接到和/或接收第二保持器(如，光电二极管保持器)734，该第二保持器734用于相对于流动路径712来接收和/或保持传感器和/或光电二极管(未示出)。第二部分726包括第三压盖或保持器(如，透镜和/或纤维保持器)736，该第三压盖或保持器736相对于流动路径712来固定透镜728、0形环434和/或光学纤维。第三保持器736联接到和/或接收第四保持器(如，纤维保持器)738,该第四保持器738用于相对于流动路径712来接收和/或保持光学纤维。
[0087]操作中，将流体样品通过第三通道708引导到流动路径712中，且通过阀(未示出)将该流体样品保留和/或隔离在其中。电流通过电线721以在流体中热泡核化形成气泡，能使用传感器(未示出)在透镜728之间的光学路径740中检测该气泡。根据气泡的特征(如，气泡是稳定的还是破裂)，可以确定是否已经达到起泡点。如果基于泡核化形成的气泡的特征确定还没有达到起泡点，可以使用流体耦合到第四通道710的压力控制器来降低流动路径712中的流体样品的压力。随着样品中热泡核化形成气泡，压力的这种降低可以逐步渐次地执行和/或连续地执行。
[0088]图11-12描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元1100。示例器械1100包括加热器块体或高压壳体1102，该加热器块体或高压壳体1102包括联接到第二部分1106的第一部分1104。在一些示例中，O形环1107布置在部分1104与1106之间的凹槽中。壳体1102限定出第一通道或孔眼1108、第二通道或孔眼1110以及第三通道或孔眼1112。通道1108-1112中的一个或多个邻近流动路径和/或样品腔室1114而相交。第一通道1108接收和/或部分容纳加热器组件1116，第二通道1110接收和/或部分容纳传感器组件1118。传感器组件1118至少部分限定出流动路径1114。第三通道1112是通向流动路径1114的流体入口和/或出口，在该处处将分析流体样品。
[0089]在这个示例中，加热器组件1116包括保持器1120和多个加热器或电销1122，所述多个加热器或电销1122延伸通过相应的保持器1120和陶瓷珠1121，且电线1123联接到该加热器或电销1122。电线1123在电销1122之间延伸且与流动路径1114正交。O形环1124围绕加热器销1122以大体上确保将流体样品保持在流动路径1114内。
[0090]在这个示例中，传感器组件1118包括第一和第二部分1126和1128。第一和第二部分1126和1128均包括通过保持器1132相对于流动路径1114固定的透镜和/或蓝宝石窗1130(图13)。在一些示例中，窗1130至少部分限定出电线1123延伸通过的流动路径1114和/或流动路径1302。
[0091 ] 操作中，将流体样品通过第三通道1112弓丨导到流动路径1114中，且通过阀(未示出)将该流体样品保留和/或隔离在其中。电流通过电线1123以在流体中热泡核化形成气泡，使得能够使用传感器(未示出)在窗1130之间的光学路径1134中检测该气泡。根据气泡的特征，可以确定是否已经达到起泡点。如果基于泡核化形成的气泡的特征确定压力在起泡点压力之上，可以降低流动路径1114中的流体样品的压力。随着样品中热泡核化形成气泡，压力的这种降低可以逐步渐次地执行和/或连续地执行。
[0092]图14描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元1400。器械1400包括流动路径和/或样品和/或光学或检测腔室1402、气泡陷阱1404、加热器1406以及通过透镜1409的光学路径1408。透镜1409可以是能够耦合起源于光学纤维的光线的球状透镜。可以改变透镜1409的几何形状以使得起源于光学纤维的光线能够耦合到与光学纤维具有不同几何形状的部件。操作中，流体被隔离在流动路径1402和/或气泡陷阱1404内，且加热器1406通过流过加热器1406的电线1411的脉冲电流而在流体内泡核化形成气泡1410。根据是否已经达到起泡点，可以使用传感器在气泡陷阱1404中的光学路径1410中检测气泡1410。具体地讲，如果本地压力低于起泡点压力，气泡将生长且最终由光学器件检测。如果本地压力高于起泡点，气泡将在泡核化形成之后收缩和消失。气泡1410的浮力使得气泡1410流动到气泡陷阱1404中且大体上被捕获在流动路径1402之外的该气泡陷阱1404中用以相对容易被检测。
[0093]图15描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械1500。器械1500包括流动路径和/或样品和/或光学或检测腔室1502以及包括多个销1506的加热器组件1504，其中，电线1508联接在销1506之间。销1506可以在较低压力下在器械1500中连接到馈通件(未示出)。操作中，加热器组件1504在流动路径1502中的流体内通过流过电线1508的脉冲电流泡核化形成气泡。如果已经达到气泡点，可以使用传感器检测到气泡。
[0094]图16描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械1600。器械1600包括流动路径和/或样品和/或光学或检测腔室1602以及包括多个销1606的加热器组件1604，其中，电线1608联接在销1606之间。电线1608可以布置成与流体路径1602的纵向轴线大体上平行。销1606可以连接到一个或多个馈通件(未示出)。此外，示例器械1600可以包括压力控制器1610，以通过使用活塞1612来控制流动路径1602内的流体的压力。操作中，加热器组件1604在流动路径1602中的流体中通过流过电线1608的脉冲电流泡核化形成气泡。如果已经达到气泡点，可以使用传感器检测到气泡。基于达到或者没有达到起泡点，压力控制器1610可以改变(如，连续地或渐次地改变)流体的压力。例如，随着加热器组件1604泡核化形成且传感器在流体中检测到气泡，可以降低流体的压力。如果达到起泡点，压力控制器1610可以对流体再增压。
[0095]图17描述了能够用于实施在此公开的示例的示例加热器1700。加热器1700包括非导电基体1702，该基体1702可以相对较薄且在其上可以沉积导电路径和/或金属1704。加热器1700使得能够获得四探针测量和/或耦合。操作中，加热器1700至少部分地布置在流动路径和/或流体和/或包含流体样品的光学或检测腔室中。为了在流体中泡核化形成气泡，电流行进通过导电路径1704。
[0096]图18描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元1800。器械1800包括流动路径和/或流体和/或光学或检测腔室1802以及包括多个销1806的加热器组件1804，其中，电线1808联接在销1806之间。销1806可以连接到一个或多个馈通件(未示出)。操作中，加热器组件1804在流动路径1802中的流体中通过流过电线1808的脉冲电流泡核化形成气泡1810。气泡1810被流体流传送经过透镜1815之间的一个或多个光学窗和/或路径1812和1814，可以使用一个或多个传感器在此处检测该气泡1810。如果气泡1810在泡核化形成之后生长和/或当它们与流体流一起行进时，则本地压力低于BP压力。如果气泡1810在泡核化形成之后收缩和/或观测不到和/或当它们与流体流一起行进时，则本地压力高于BP压力。
[0097]图19描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元1900。器械1900包括流动路径和/或流体和/或光学或检测腔室1902以及加热器组件1904。操作中，加热器组件1904在流动路径1902中的流体中泡核化形成气泡1906。气泡1906在透镜1910之间的光学路径1908中泡核化形成和/或流动，可以使用一个或多个传感器观察此处气泡1906随着时间的特征。在一些示例中，可以关联传感器的光学强度和加热器组件1904的电脉冲，以大体上从加热中去除光学效应。
[0098]图20描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元2000。器械2000包括流动路径和/或流体和/或光学或检测腔室2002、加热器组件2004以及过滤器和/或过滤板2006。操作中，加热器组件2004在流动路径2002中的流体中泡核化形成气泡2008。气泡2008在透镜2012之间的光学路径2010中泡核化形成和/或流动，可以使用一个或多个传感器观察此处气泡1906随着时间的特征。流体可以通过过滤板2006行进，但是气泡2008不能克服表面张力阻止且被捕获和/或不能通过过滤板2006，从而使得能够检测它们。
[0099]图21描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元2100。器械2100包括流动路径和/或流体和/或光学或检测腔室2102、加热器组件2104、纤维和/或光源2106和多个通道(如，光谱仪通道)、检测器和/或传感器2108-2112。操作中，加热器组件2004在流动路径2002中的流体中泡核化形成气泡2114。
[0100]在一些示例中，反射通道2108用于检测气泡2114。可以将入射到棱镜2118的底表面2116的光入射角设置为稍微大于临界角的角度，以使得入射光线能够在干流路条件下反射。操作中，气泡2114由加热器2104产生且变成附着到和/或邻近表面2116，且由于可以在气泡2114与棱镜表面2116之间接触的界面处产生大体上的干流路条件，入射光线反射到反射通道2108，且可以检测到强信号。对于结露检测可以使用荧光检测技术。这种检测器可以包括具有不同截止波长的相对较长波长通过滤波器的两个荧光检测通道。在表面2116上的结露沉淀的流体特征的改变可以使用荧光检测技术进行检测，因为来自流体的荧光的光谱形状能够使用来自这些通道的信号进行估计。通道2110和2112可以用于测量不同的频率和/或波长范围。
[0101]图22描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元2200。器械2200类似于器械2100，但是包括替代性的示例加热器组件2202 (图23)，该加热器组件2202使用沉积在棱镜2118的表面2116上的金属电阻来诱发气泡泡核化形成和/或产生。
[0102]图24描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元2400。器械2400包括流动路径和/或流体和/或光学或检测腔室2402、加热器组件2404、纤维和/或光源2406、透镜2408、滤波器2410以及多个通道(如，光谱仪通道)、检测器和/或传感器2412-2416。操作中，加热器组件2404在流动路径2402中的流体中泡核化形成气泡2418。气泡2418可以由散射通道2414中的信号强度的改变来进行检测，且结露沉淀可以如上文描述地进行检测。
[0103]图25描述了能够用于实施在此公开的示例的示例器械和/或单元2500。器械2500包括流动路径和/或流体和/或光学或检测腔室2502、加热器组件2504、纤维和/或光源2506、透镜2508以及通道、检测器和/或传感器2510。操作中，加热器组件2504在流动路径2502中的流体中泡核化形成气泡2512。气泡2512可以通过散射检测器2510中的信号强度的改变来进行检测。散射检测器2510可以用于评估浙青质微粒和/或气泡尺寸。该尺寸可以由具有散射角度的散射光强度来识别，因为散射强度可以受到微粒和/或气泡尺寸、微粒和周围流体的折射率以及光源波长的支配。使用邻近透镜2508的加热器2504可以产生和/或泡核化形成微粒和/或气泡2512。气泡2512可以由流体流传送到一个区域，在该区域处可以使用光源2506照射气泡。
[0104]图26-29描述了与在此公开的示例相关的图。参考图26，在降压阶段期间，监测通过泡核化单元的光学传输。在这个示例中，通过单元的光学传输由通过该单元导向的光的光学强度来表征。图26-29的y轴与光学强度有关。当通过流体样品的光学传输明显减小时，可容易地检测到该起泡点。在一些示例中，当使用热泡核化时，光学传输在大约3940psi下突然减小。通过常规观察单元中的测量结果核实了这个压力为热力学起泡点。但是，当没使用热泡核化时，光学传输在大约3800psi下突然减小，有140psi的误差。热泡核化使得泡核化壁垒能够被克服，并因此生成气泡。通过热泡核化在热力学起泡点处生成的气泡的数量是足够少的，因此它们的效应可能仅在泡核化单元中能被检测。但是，如果系统进一步降压而导致系统过饱和，则气泡泡核化形成可能遍布测量系统自然发生。
[0105]参考图27和28，在此公开的示例可监测和/或观察光学传输恢复，以区别起泡点之上压力下的泡核化与在起泡点下或在起泡点之下压力下的稳定气泡的产生。代表流体样品处于起泡点之上的表不与急速的光学传输减小有关，其后跟随有相对较快的表不气泡产生和分解的光学传输恢复。未有恢复的急速的光学传输减小可能与表示稳定气泡产生的起泡点相关。图29描述了在使用和未使用热泡核化的情况下通过微流体光学散射技术获得的结露检测的图。
[0106]图30中示出了表示用于实施在此公开的示例的示例方法3000的流程图。在这个示例中，方法3000包括用于由处理器执行的程序，例如与下文参看图31讨论的示例计算机PlOO中示出的处理器P105。程序可以以存储在实体计算机可读媒介(如，CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字多功能盘(DVD)、蓝光盘、或与处理器PlOO相关的存储器)上的软件实施，但是整个程序和/或其部分可以可选地由除处理器PlOO之外的装置执行，和/或以固件或专用硬件实施。进一步地，尽管参考图30中说明的流程图描述了示例程序，但可以替换地使用实施在此公开的示例的很多其它方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、去除、或组合描述的一些框。
[0107]如上文提及的，图30的示例操作可以使用编码指令(如，计算机可读指令)来实施，该编码指令存储在实体计算机可读介质中，如，硬盘驱动器、闪存、只读存储器(ROM)、光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、缓存、随机存取存储器(RAM)和/或在其中信息存储任意时间(如，延长时期，永久地，简要实例，用于临时缓冲、和/或用于信息的缓存)的任何其它存储介质。如在此所使用的，术语实体计算机可读媒介被清晰地定义为包括任何类型的计算机可读存储器且排除传播信号。
[0108]参考图30，部分布置在检测腔室 410、712、1502、1602、1802、1902、2002、2102、2402 和 / 或 2502 中的加热器组件 412、714、1116、1504、1604、1804、1904、2004、2204、2404和 / 或 2504 可热泡核化检测腔室 410、712、1502、1602、1802、1902、2002、2102、2402 和 / 或2502内的流体；(框3002)。在泡核化之后，传感器组件414、716和/或1118可以检测流体的特性；(框3004)。该特性可以是光学测量结果、声学对比测量结果和/或热传导测量结果。然后处理器PlOO可以使用该特性来确定流体的饱和压力；(框3006)。饱和压力可以是流体的起泡点或结露点。在一些示例中，框3002-3006的过程可以在第一井眼区域中执行且然后在不同于第一井眼区域的第二井眼区域中执行。
[0109]图31是可以被使用和/或被编程以实施电子和处理系统156和/或在此描述的任何示例的示例处理器平台P10的示意图。例如，处理器平台PlOO能够使用一个或多个通用目的处理器、处理器内核、微控制器等来实施。
[0110]图31的示例的处理器平台PlOO包括至少一个通用目的可编程处理器P105。处理器P105执行出现在处理器P105的主存储器(如，在RAM P115和/或ROM P120中)中的编码指令PllO和/或P112。处理器P105可以是任何类型的处理单元，如处理器内核、处理器和/或微控制器。除了其它方面，处理器P105可以执行在此描述的示例方法和器械。
[0111]处理器P105与主存储器(包括ROM P120和/或RAM Pl 15)通过总线P125通信。RAM P115可以由动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)和/或任何其它类型的RAM装置来实施，且ROM可以由闪存和/或任何其它期望类型的存储装置来实施。对存储器Pl 15和存储器P120的存取可以由存储器控制器(未示出)来控制。
[0112]处理器平台PlOO还包括接口电路P130。接口电路P130可以通过任何类型的接口标准来实施，如，外部存储器接口、串行端口、通用目的输入/输出端口等。一个或多个输入装置P135和一个或多个输出装置P140连接到接口电路P130。
[0113]在此公开的示例可以涉及克服泡核化壁垒以使得能够精确测量饱和压力的非机械装置。在一些示例中，示例可以在具有微升刻度体积的高压高温单元中实施，其使得能够使用光学询问来确定流体样品的相(如，单相、两相)。光学询问可以使用单通道光电二极管或宽带光源来执行。光源可以不使用直接成像。单元可以包括用于测试浙青质絮凝的多个光谱仪通道和/或荧光检测器。
[0114]在一些示例中，示例可以在具有微升刻度体积的高压高温单元中实施，其使得能够使用声学询问、热传导询问和/或电介质询问来确定流体样品的相(如，单相、两相)。可以不使用硅基微加工技术来制作这种单元。
[0115]在一些示例中，高压高温单元可以使得流体能够交换或冲洗。在一些示例中，示例器械和/或单元可以区别当达到饱和压力且流体和/或系统在相图的两相区域中时的气泡产生和/或结露(如，液体)产生。光学技术、声学技术、密度测量、粘度测量和/或热传导技术可以用于区别气泡和/或结露。在一些示例中，示例器械和/或单元可以使得AOP的确定和/或泡核化壁垒相对于温度的测量结果能够确定系统是否接近临界点。
[0116]可以在储层地层以外的温度或接近于其的温度下确定地层流体的饱和压力。在一些示例中，地层样品可以在第一温度下从第一区域获得，在此测量可以在样品的至少一部分上实施，然后样品可以移动到第二温度下的第二区域中，在此测量可以在样品的至少一部分上实施。通常地，当向井眼中更深地下放工具时温度增加，当朝向地面升高工具时温度降低。
[0117]操作中，在已经获得地层样品之后，工具可以布置在不同的井眼区域中，可以允许该地层样品与那个井眼区域的温度相平衡，且可以执行测量。在一些示例中，测量结果可以使得样品的饱和压力能够在地层温度以外的一个或多个温度下被确定。多个饱和压力可以使得相包络(状态方程式)能够使用至少两个气泡/结露点压力测量结果、密度、粘度、成分等被改进。
[0118]虽然上文中详细描述了少数的示例性实施例，但对于本领域技术人员来说将很容易理解，在示例性实施例中很多修改是可能的且不在实质上背离本发明。因此，所有这样的修改旨在被包括在下文的权利要求书所定义的本公开的范围内。在权利要求书中，装置-加-功能的表述旨在覆盖本文中描述的结构为执行所述功能，且不仅是结构上的等同物，也是等同的结构。因此，虽然钉子和螺钉可能不是结构上的等同物，因为钉子采用圆柱的表面将木制部件固定在一起；而螺钉采用螺旋的表面；但在紧固木制部件的环境中，钉子和螺钉可以是等同的结构。除了在权利要求中与相关功能一起使用了词语“用于……装置”表述的情况外， 申请人:的表述旨在不援引35U.S.C § 112，段落6来对任何权利要求进行任何限制。
【权利要求】
1.一种用于确定流体的饱和压力的器械，包括: 具有检测腔室的壳体； 部分布置在检测腔室内的用于加热流体的加热器组件； 用于检测流体的特性的传感器组件；以及 使用流体的特性来识别所述流体的饱和压力的处理器。
2.根据权利要求1所述的器械，其中，所述特性与光学测量、声学对比测量和热传导率测量中的一个或多个相关。
3.根据权利要求1所述的器械，其中，所述检测腔室包括光学腔室。
4.根据权利要求1所述的器械，其中，所述加热器组件局部加热流体而基本不会增大检测腔室的温度。
5.根据权利要求1所述的器械，其中，所述饱和压力包括起泡点压力和结露点压力中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的器械，其中，光学路径延伸通过所述检测腔室，且所述加热器组件的至少一部分布置在所述光学路径内。
7.根据权利要求1所述的器械，其中，所述加热器组件包括位于检测腔室内的电线，所述电线用于接收电流以局部加热流体。
8.根据权利要求7所述的器械，其中，所述电线横跨或沿着用于接收流体的流动路径延伸。
9.根据权利要求8所述的器械，其中，所述加热器组件至少部分限定出所述流动路径。
10.根据权利要求1所述的器械，进一步包括一个或多个透镜或窗，以使得传感器组件能够识别流体的特性。
11.根据权利要求10所述的器械，其中，所述透镜中的一个或多个限定出用于接收流体的流动路径。
12.根据权利要求10所述的器械，其中，所述透镜中的一个或多个限定出凹槽，所述加热器组件的一部分布置在所述凹槽中。
13.根据权利要求1所述的器械，其中，所述传感器组件包括光学传感器、光谱仪、光学纤维、荧光检测通道、光谱仪通道和传感器中的一个或多个。
14.根据权利要求1所述的器械，其中，所述壳体限定出多个孔眼，用以接收加热器组件和传感器组件中的一个或多个的至少一部分。
15.根据权利要求1所述的器械，进一步包括压力控制器，用以控制流体的压力。
16.根据权利要求15所述的器械，其中，压力控制器包括活塞。
17.根据权利要求16所述的器械，其中，所述活塞用于提供受控的压力变化。
18.一种用于确定流体的饱和压力的方法，包括: A)在检测腔室内对流体进行热泡核化； B)检测流体的特性；以及 C)使用所述特性确定流体的饱和压力。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括:在第一井眼区域执行步骤A、B和C，以及在第二井眼区域执行步骤A、B和C。
20.一种井下工具，包括:微流体装置，包括:检测腔室；至少部分布置在检测腔室内的用于加热流体的加热器组件；以及用于检测流体的特性的传感器组件；以及使用流体的特性来确定井下流体的参数的处理器。
【文档编号】E21B49/08GK104145080SQ201380012038
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2012年2月24日
【发明者】M·T·沙利文, C·阿里松, R·J·斯克勒德, A·拉蒂夫扎伊, E·斯迈思, S·深川, D·W·格兰特 申请人:普拉德研究及开发股份有限公司