专利名称：基于声学性质随压力的变化的井下流体表征的制作方法
技术领域：
本发明涉及地质勘探技术，更特别地涉及根据声学数据来估计流 体性质。
背景技术：
在各种涉及流体材料的工业过程中，知道所涉及流体的性质是有 用的。这些性质包括例如密度、可压缩性和声阻抗。在许多应用(比 如石油勘探和生产)中，特别关心流体性质。油藏工程师需要知道井
下流体(特别是碳氢化合物流体)的状态方程(EOS)以便决定对储 层进行生产的最佳方式。状态方程是与流体的压力、体积和温度有关 的热力学方程。最简单的状态方程是公知的理想气体方程，- = "^\ 然而，理想气体方程不能用于井下，因为在井下的压力和温度下，即 使纯甲烷气体也与理想气体相差甚远。液体的状态方程更复杂而且经 常是半经验式的。"PVT，，实验室专门对取回的碳氢化合物流体样品进 行压力、体积和温度分析。
已经知道了有使流体的各种物理性质与声学测量相关的尝试。然 而，这些其他的井下声学方法中没有一个能够在多个压力下进行声学 测量或者尝试确定流体的EOS或其EOS参数(维里系数)以便估计 流体性质。例如，在2005年10月25日公布的、标题为"原地测量钻 孔的流体声学性质的自校准超声波方法"("Self-Calibrated Ultrasonic Method of In-Situ Measurement of Borehole Fluid Acoustic Properties")的美国专利No. 6,957,700中，公开了使用由精密金属盘 的反射来测定钻井液的声阻抗的工具和方法。它没有描述在流体压力 变化时进行声学测量以便确定EOS或其他流体性质。
在2004年7月20日公布的、标题为"用于超声波测定流体性质的自校准系统和技术，，("Self Calibrating System and Technique for Ultrasonic Determination of Fluid Properties") 的美国专利 No. 6,763,698中提供了一个实例，但是其未描述在井下的使用。在该专利 中，用于确定流体性质的系统和技术包括在固体构件(solid member) 的第一表面上的超声波传感器。纵向超声波脉冲通过固体构件传送并 且检测和处理由固-液界面和传感器-固体界面之间的超声波脉沖的反 射所引起的多重脉沖回波。流体中的超声波速度被确定并且流体密度 被确定为超声波速度和已确定的声学性质的函数。它没有描述在流体 压力变化时进行声学测量以便确定EOS或其他流体性质。
在样品罐从井眼收回之后，经常在地面PVT实验室完成对地下样 品的综合分析。假设样品出自处于比较高的温度和压力下的环境的深 度处，应该意识到在保留的样品内存在溶解组分的灵敏平衡。这就是 为何样品仅收回到地面(在该处温度和压力低得多)就可能发生非常 明显的变化的原因。沥青质和蜡可能从溶液中沉淀出来，可能要花费 数周时间来在实验室在高温度和压力下进行搅拌( 一项称为"重组 (recombination)"的费劲的任务)以便使这些组分回到溶液中。因 此，各种采样技术已经包括了某些协议以便克服这些问题并且保持样 品的完整性。 一种这样的技术包括对样品腔内的样品施加超压(通常 比地层压力高几千psi)以 <更限制或防止由于样品返回地面期间因冷却 而收缩从而在样品内分离成两相或者沉淀出某些组分。然而，在可能 时，仍优选如本发明所述的在原地进行这些流体性质测量。在井下进 行测量确保流体样品处于相对原始的状态。此外，对于工具的任何单 次运行，可以配置的样品罐的数量有限。如果从比单次具有的样品罐 数量更多的井中层段(zone)测试流体，就需要进行井下测量或者使 用工具再返回到井中。
使用声信号来确定或估计从井眼中获取的样品的物理和化学性质 的现有技术不能提供对地下样品的某些期望的原地分析。更特别地， 利用声信号进行样品分析的现有技术不能在多个压力下进行声测量。 此外，它们并未用声学性质随压力的变化来估计EOS或其他流体性质。
已经知道，为流体施加压力将改变流体的声学性质，并且人们可 以从这些声学性质随压力变化得有多快来收集其他流体性质信息。例
如，可以参考Sehgal， C.M.的以下期刊文章，标题为"Non-linear Ultrasonics to Determine Molecular Properties of Pure Liquids (用非 线性超声波测定纯液体的分子性质)"，Ultrasonics Vol.33， No.2， 1995， pp 155-161 (超声技术，1995年，第33巻，第2期，第155-161页)。 该文章叙述了穿过压缩介质的波传播基本上是非线性的，并且提出流 体性质和随压力而变化的声速变化率之间的几种关系。
需要一种在原地对地层流体样品进行评价的技术，以提供一些先 前只能在地面的PVT实验室获得的一些分析。
发明内容
本发明公开了 一种用于评价流体样品的设备，所述设备包括适用 于插入井眼中并将流体样品接收到样品腔中的工具，所述样品腔适用 于改变流体样品的压力并且具有连接到样品腔的至少一个声传感器， 所述声传感器用于利用至少一个声信号来评价处于加压状态的流体样
口
口口 o
本发明还公开了 一种用于评价流体样品的性质的方法，所述方法 用于将工具放置入井眼中；将流体样品接收到工具的样品腔中；改变 流体样品的压力；将至少一个声信号传输到流体样品中；以及分析所 述至少 一个声信号以评价流体样品的性质。
本发明还公开了一种存储在机器可读介质上的计算机程序产品， 所述产品包括通过以下操作来评价井下环境中的流体样品的性质的指 令，所述操作包括改变样品腔内的流体样品的压力；将至少一个声 信号传输到流体样品中；以及分析所述至少 一个声信号以评价流体样 品的性质。
在此相当广泛地概括了本发明的某些特征的实例，以使得随后的 其详细说明可被更好地理解并且使得它们对现有技术的贡献可被意识
9到。当然，还有将在下文描述的本发明的附加特征，其将形成所附的 权利要求书的主题。
结合附图参考以下具体实施方式
以便更详细地理解本发明，其中
相同的元件给出相同的附图标记，其中 图l描绘了井眼中的地下采样的状况； 图2描绘了井眼内的采样工具的状况；
图3描绘了导向样品罐的流程，在样品罐中样品可被施加超压；
以及
图4描绘了一种用于确定样品的物理性质的方法。 以下详细说明通过参照附图以实例的方式说明了本发明的优选实 施例以及优点和特征。
具体实施例方式
现在转向图l，图l描绘了沿着称为"井眼"ll的钻孔长度方向 的地层10的截面。通常，井眼11至少部分地充有液体混合物，所述 液体混合物包括水、钻井液、泥浆、油和被井眼11穿透的地层10所 固有的地层流体。地层流体采样工具20在钢丝绳12的底端悬挂在井 眼11内。钢丝绳12通常承载在由井架14所支承的滑轮13上。通常 由服务车15所运载的动力绞车进行钢丝绳12的展开和收回。
图2示意性说明了采样工具20的一个示例性实施例。在该非限制 性实施例中，采样工具20包括一个用螺套或相互压缩连接器23端对 端地连接起来的几个工具段的组件。该工具段组件包括液压动力单元 21和地层流体提取器22。在提取器22的下方，提供了用于线路清洗 的大流量泵24。在大流量泵24的下方是类似的小流量泵25，所述小 流量泵具有比大流量泵24更小的排量。多个样品罐箱部分(magazine section) 26装配在小流量泵25下方。每个箱部分26包括用于保持流 体样品的至少一个样品罐30。在本实施例中，地层流体提取器22包括可伸长的"吸入"探头 27，该探头27将压力减少到稍微低于地层压力以便允许地层流体流入 探头27中。与探头27相对的是井眼壁备用臂28。吸入探头27和备 用臂28都是可液压伸长的以便牢固地接合井眼11的壁。
在一些实施例中，当收到指令时，大流量泵24、小流量泵25和 加压气体的远程供应源(未示出)中的至少一个在活塞后面提供压力， 所述活塞在至少 一个样品罐30中封装地层流体样品。每当收集样品并 且将样品放置在样品罐30内，通常就需要压力。这种气垫可比传统地 层流体更容易压缩，使得地层流体压力不会象液体压力 一样随温度下 降发生那样大的变化。在仅充有液体的容器中，当液体由于温度下降 而稍微收缩时，液体施加在其周围容器上的压力显著下降。这就是在 样品腔被带到地面时常常使用气垫来将液体样品保持在压力下和单相 的原因。活塞将气垫与样品罐内的任何其他流体分隔开。
根据在此的教导，与釆样工具20协同而使用至少一个声传感器。 该至少 一 个传感器用于在多个压力下测定样品的声学性质，通常是在 地层压力附近。声学性质的测定用于从其测得的声学性质导出其他流 体性质。由于为样品罐30或釆样工具20的其他部件加压的技术是已 知的，在此基本上不进一步讨论样品处理的这些方面。
尽管在此的教导参考了使用采样工具20，应该意识到本发明公开 的技术不局限于使用采样工具20。例如，多种工具可以用于从井眼中 取回样品。例如，称为测试工具、测量工具、压力工具或其他此类工 具的工具可以用于支持在此的教导。这些和其他类似工具中的任一种 可以解释为在此使用的"工具"。因此，术语"采样工具20"对于在
此的教导仅是说明性的而非限制性的。
还已知使用声脉沖衰减来测定至少一个样品密度的技术。申请人 在此参照了本申请人的美国专利申请No. 2005/0204808,其标题为"用 于声脉冲衰减密度测定的方法和设备(Method and Apparatus for an Acoustic Pulse Decay Density Determination )"，在此引入其全部内容 作为参考。现在转向图3所描述的示例性实施例，图3描绘了导向样品罐30 的样品导管40。样品导管40中的样品106的流动方向用图3中的箭 头来描绘。样品导管40被施加超压并且环绕地层流体的样品106。方 便起见，进行样品分析的样品导管40的一部分被称为"样品腔100"。 在此使用的术语"样品腔100"指通过采用在此的教导对样品进行评 价的任何地方。因此，样品导管40是样品腔100的一个非限制性实施 例的示例性说明。
尽管最终保留在工具20中的地层流体通常包括比样品腔100中所 描述的部分显著更多的流体，但在本实施例中(和一些其他实施例中)， 样品腔100中所描述的部分称为样品106。这是为了方便起见而不对 在此的教导进行限制。当在此使用时，术语"样品106" —般指通过 经受声信号或通过声信号询问来进行"评价"的保留的地层流体的部 分。
在本非限制性实施例中，样品106被限制在样品腔100中，所述 样品腔包括近壁104和远壁114。通过泵活塞(未显示)的运动或者 通过其他技术来压缩地层流体可以增加样品106上的压力。
通常，在井眼ll中，地层流体的压力范围从大约6,000磅/平方英 寸(psi)到大约15，000psi。应该意识到，在一些情况下，地层流体压 力的范围可以从大约3，000psi到大约30，000psi,以及可能更高(或更 低)。
通常，样品106被超压到比地层流体压力高几千磅/平方英寸(psi) 或更多。例如，样品106可超压的范围在大约500磅/平方英寸(psi) 到大约3，500psi之间，然而，该范围应当被理解成仅是说明性的不是 限制性的。
术语"超压"、"被超压"、"施加超压"或其他类似术语一般按照 与采样环境的压力和采样环境中的地层流体的压力相关的样品压力来 理解。也就是说，应该意识到，当被采样时，地层流体通常处于比大 气压力显著更大的压力。为样品106施加超压通常意味着将施加到样 品106上的压力提高到至少稍微高于地层压力的程度，以及可以是比
12地层压力高得多。
同样，在某些情况下可能希望样品106为"负压"。在这种实施例 中，使样品106为负压要求稍微减轻施加在样品106上的压力，以及 可能要求基本上减压到完全减去施加在样品106上的压力。
所以，术语"改变"以及"加压"和其他关于样品压力的类似术 语意味着使样品106为超压和使样品106为负压。
因此，应该意识到样品106上的压力可以进行相当大的改变以便 为用户提供关于样品106性质方面的其它数据。
在图3的实施例中，声传感器101在声界面102处连接到样品导 管40的近壁104上。声传感器101与脉冲发生器116进行通信。脉冲 发生器116通常包括电子设备，所述电子设备适用于生成声信号(例 如，"脉冲")和适用于监控与声脉沖相关联的信号。通常，样品导管 40的壁厚108和样品导管40的内部宽度109被选择以便在样品分析 期间提高声学性能。在样品分析期间，声信号从近壁/流体界面107传 输穿过样品106并被远壁/流体界面113反射回来。
声传感器101产生用于评价样品106的至少一个声信号。该至少 一个声信号可以以任何对样品评价有用的方式被反射、返回、导向或 传输穿过样品106。通常使用为评价井下流体所选择的频率来产生声 信号。尽管声信号可以参照样品106的性质、样品腔100和其他性质 来选择，但是应该意识到能在宽广的频率范围内操作的声传感器101 可用于在此的教导。
更特别地，声脉冲穿过流体中的已知距离的传播时间是用于测量 流体中的声速的公知方法。声脉冲通常包括声波的一个或多个完整周 期。该声波的主频率的范围可以为从次声波到可听声波到超声波的任 何位置。
优选的通过流体的传播距离取决于流体内的声的波长。声的波长 计算成流体中的声速除以其频率。为了精确测定声脉冲的到达时间和 相应的传播时间，优选传播距离比声的波长大得多，因为每个声脉沖 通常在空间上传播大于声的一个或多个波长的距离。等效的说法是，传播时间通常比脉冲持续时间长的多，所述脉冲持续时间包括一个或 多个完整周期。因此，当与用于测量高频声的声速的样品腔相比时， 较大的样品腔用于低频声。
当然，人们应该意识到样品导管40不必须是初级样品导管。例如， 样品腔100可以是将一部分样品流转移到其中的次级样品导管。至少 在某些情况下，由于要提高样品腔106的声学性质以及由于其他原因， 为了分别调节样品106部分上的压力，可能希望这种实施例。
在一个实施例中，声传感器IOI包括10MHz(兆赫)传感器101。 样品腔100由钛合金制成。在该实施例中，样品腔100的内部宽度109 为大约0.218"，壁厚108为大约0.110"。通常，样品腔100的声表面 (例如，在声界面102处的表面、近壁/流体界面107和远壁/流体界 面113)是平面并且彼此平行。在一些实施例中，样品腔100包括单 独的用于监控声信号的监听传感器(未显示)。
通常，压力被提高一定水平，使得样品106保持在与样品环境中 的地层流体的周围状态一致的状态。由于井眼11的井下环境的温度和 压力可能相对较高，样品腔IOO被设计成适应相当大的压力(适当高 于地层中的较高压力的压力)。因此，应该意识到当样品106处于极端 压力下时，样品性质的测定需要考虑该相当大的压力。在此的教导至 少在收集的样品106处于用于保持采样状态的相的补偿压力时能保证 样品性质的测定。
一些用于样品106评价的其他实施例涉及将样品罐30用作样品腔 100。在这些实施例中，传感器101被放置成与样品罐30的壁接触。 传感器提供了当罐内压力变化时的多个测量。所属领域的技术人员将 意识到样品106可以在采样和收回的各个阶段经受各种压力水平，而 且可以在许多这些阶段中进行样品106评价。因此，将样品罐30用作 样品腔100仅是样品106的性质评价的一个实施例而且对在此的教导 并非限制性的。
为了提供样品106的性质测定，需要声信号和分子性质之间的关 系。示例性方程在以下文献中提供，该文献为Sehgal， C.M.的标题为"Non-Linear Ultrasonics to Determine Molecular Properties of Pure Liquids (用非线性超声波测定纯液体的分子性质)"，Ultrasonics Vol. 33， No. 2， 1995， pp 155-161 (超声技术，1995年，第33巻第2期，第 155-161页)。在此引入其全部内容作为参考。
如在Sehgal的方程1-3中所示的，初始流体压力？和加压流体压 力,通过使用F/z^(/y/p)"其中，《是常数，)可以与初始流体密度p和 加压流体密度A相关联。令/^'=/>+ ，该方程可被展开为关于初始密
度P的泰勒级数，使得尸、P + Z二("!广(3T/5/7")[/7'-p]"，其中，(5T/3p")表 示在保持熵S为定值时、在P处评价的尸'的"阶导数。项[P'-P]可由V代 替。对于低压缩性流体，通常仅需要进行几项展开。我们可进一步定 义爿=M^/5p)和B = /A32p73p2)，以便简化所得的近似方程的形式。
因此，可以使用样品106的广义状态方程来评估样品106的物理 性质。等熵状态是指熵s为定值。数学上，用下标s表示等熵状态，如 方程1所示。对于等熵状态，使压力^与密度P相关的维里方程为
乂s
5 + — 2!
、2
(i);
p人 其中
^表示压力；
^表示样品腔100中的初始压力； ^表示样品106的密度； M表示样品106的密度变化；以及 A ^表示维里系数。
维里系数^， s限定了样品106的压力-密度关系。这些维里系数
的比值表示为
2pc
丄—
其中
"c/"尸表示声速c相对于压力P的导数；
c表示样品106中的声速；以及 ^表示样品106的密度。
(2);样品106的内聚能(cohesive energy)的变化a^可以描述成
脱=
m，
(5" + l)
In
'82.0517>
(3);
其中
A4表示样品106的内聚能，通常用ergs/gm表示； ^表示样品106的平均分子量；以及 r表示样品106的温度。 更进一步地，溶解度参数5 (称为"Hilderbrand参数")表示成
lin J (4 );
5 =
(5"+i)
、K乂
其中
^， ^分别表示样品106在气态和液态下的摩尔体积。 尽管范德瓦尔斯(van der Waals )常数可以最适用于估计与气体 介质相关的物理性质，然而范德瓦尔斯常数"，6可以应用到液体介质 中。这些常数可以通过声测量s"和c以及通过应用下列方程来确定
a =
A2
(5" + l)
(5);以及
6 = ^_^V(s"+i)
< (6) 其中"表示在样品106中的分子之间的引力测量值；
6是与样品106中的分子大小的关系； a表示理想气体常数。
现在参照图4，图4提供了一种用于评价样品106的方法的一个 非限制性实施例。在图4中，样品评价400包括将釆样工具放置入采 样环境中401;收集样品402;为样品加压403 (通常高于地层压力)； 进行至少一次声测量404以及分析信号405。通常，在多个压力下进 行声测量404，如图4中的向上的箭头所表示的，其表示了重复进行 加压、测量和分才斤。
放置采样工具401和收集样品402涉及已知技术，不需要进行进 一步讨论。为样品加压403也涉及已知技术。然而，如上述所暗示的，应该注意的是为样品加压403通常涉及在采用工具20中的流体的整个 流程中将压力施加到样品106上。所以，可以在沿着采样工具200内 的样品106的流程的其他位置处进行声测量404和分析信号405。
使用通过声能询问介质的已知技术来完成声测量404。这些已知 技术利用在此所描述或讨论的示例性部件，也可以涉及本公开内容中 未涉及的其他部件。
可以使用多种技术完成信号分析405。例如，可以参考美国专利 申请No. 2005/0204808，先前已经引入作为参考。其中，该参考的专 利申请尤其教导了 一种用于估计流体性质的方法，所述方法包括在与 流体接触的第一构件中传输第一声脉沖；检测从第一构件和流体之间 的界面处返回的多个声脉沖回波返回值；以及根据多个声脉沖回波返 回值估计流体的性质。
在用于估计的方法中，流体的性质包括流体的声阻抗、密度和粘 度中的至少一个。另一个步骤包括以下步骤中的至少一个估计第一 构件和流体之间的界面的反射系数；估计第一构件的声阻抗；以及估 计多个声脉冲回波返回值的能量衰减的斜率。在一些实施例中，估计
能量衰减的斜率包括对多个声脉沖回波返回值进行最小二乘拟合；在 一些实施例中，估计能量衰减的斜率包括将多个声脉冲回波返回值中 的每一个分成多个时间窗(time window )。在另一些实施例中，估计
能量衰减的斜率还包括对多个时间窗中的每一个进行积分；在其他实 施例中，估计能量衰减的斜率还包括从多个声脉沖回波返回值中减去 噪声。
用于估计的方法还可以要求使第二声脉冲传输通过流体；以及使 用在第一构件和与流体接触的第二构件之间的第二声脉冲的往返路程 传播时间来估计通过流体的声速。
替代地，用于估计的方法可以要求使第二声脉沖传输通过流体； 以及估计通过流体的第二声脉沖的衰减。在一些实施例中，估计衰减 包括在多个频率下估计衰减。在一些实施例中，传输第二声脉沖还包 括在多个频率下传输多个声脉沖。在通常的实施例中，在井下进行估计。
在其他实施例中，信号分析405要求根据在此公开的示例性方程 l到方程6来评价声信号。当然，所属领域的技术人员通过使用声信 号来提供样品106的物理性质的测定可以获得其他关系。这些其他关 系落入在此教导的预期范围内，因此，落入所附的权利要求书的范围 内。
所属领域的技术人员还将意识到样品评价400可以包括各种其他 步骤、步骤的组合或省略某些步骤。例如，在在样品导管中评价样品 106的实施例中，收集样品402和为样品加压403可以基本上是一个 步骤。
在另一些实施例中，除了用于评价样品106的声传感器101外还 可使用其他传感器。例如，样品106的温度可以用温度传感器(未显 示)来监控。来自各种传感器的数据的各种组合可以有利地用于对样 品106的某些性质(比如密度P )进行评价。
在一些实施例中，可能认为有利的是，釆取为样品部分加压403 (例如加压到预定值)然后在继续为样品加压403之前进行声测量404 和分析信号405。例如，可以考虑釆用对样品106进行逐步加压和分 析的实施例为用户提供了其它数据，所述其它数据可以与更多关系一 起使用以便对样品106进行进一步表征。
为了支持在此的教导，可以使用包括软件的各种计算机部件来提 供设备的操作和分析和在此公开的方法。因此，应该认为这些教导可 以作为一套存储在计算机可读介质上的计算机可执行指令来执行，所 述计算机可读介质包括ROM、 RAM、 CDROM、闪存或任何其它现 在已知的或未知的计算机可读介质，当这些指令被执行时，使得计算 机执行本发明的方法。这些指令可以提供设备操作、控制、数据收集、 分析和使用者视为相关的其他功能。
尽管前述的公开内容是针对本发明的示例性实施例的，但各种修 改对所属领域的技术人员来说是显而易见的。在所附的权利要求书范 围内的所有修改都包括在前述公开内容中。已经对本发明的较重要的特征的实例进行了相当广泛的概括，使得其后的详细说明可被更好地 理解，以及使得对现有技术的贡献可被意识到。当然，存在下文将描 述的本发明的附加特征，其将形成在此所附的权利要求书的主题。
权利要求
1. 一种用于评价井下流体的工具，包括样品腔，适用于使流体放入其中；泵，用于提供与流体的流体连通；传感器，用于提供与流体的声通信；以及处理器，用于提供与传感器和泵的数据通信；其中，所述处理器适用于改变流体的压力，激发传感器并接收声数据和计算流体中的声速的变化率。
2. 根据权利要求1所述的工具，其中，样品腔包括样品罐和样品 导管中的至少一个。
3. 根据权利要求1所述的工具，还包括与传感器连接的电子设备， 用于产生声通信。
4. 根据权利要求l所述的工具，还包括与样品腔连接的电子设备 和监听传感器，用于监控声通信。
5. 根据权利要求l所述的工具，其中，样品腔中的压力包括比地 层流体压力高大约500psi到大约3，500psi的压力。
6. 根据权利要求l所述的工具，其中，样品包括水、钻井液、泥 浆、油和地层流体中的至少一种。
7. 根据权利要求l所述的工具，其中，用于改变压力的压力源包 括泵和远程供应源中的至少 一 个。
8. 根据权利要求l所述的工具，其中，处理器包括数字计算机。
9. 一种用于评价流体性质的方法，包括 将流体接收到工具的样品腔中； 改变流体样品的压力；将至少一个声信号传输到流体样品中；以及 分析所述至少一个声信号以便评价随压力而变化的流体中的声速 变化率。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，对多个压力水平进行改变、传输和分析。
11. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述改变包括显著超压、 超压、稍微超压、稍微负压、显著负压和完全释放压力中的至少一种。
12. 根据权利要求9所述的方法，其中，改变压力包括加压到至 少一个预定压力。
13. 根据权利要求9所述的方法，其中，评价流体性质包括求解 关系<formula>formula see original document page 3</formula> 其中尸表示施加到流体上的压力； p。表示未加压状态的样品腔中的压力； p表示流体的密度； ^表示流体的密度变化；以及 A s表示流体的维里系数。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，评价流体性质包括求解关系<formula>formula see original document page 3</formula>其中"c/^表示声速c相对于施加到流体上的压力p的导数； c表示流体中的声速； p表示流体的密度；以及 A ^表示流体的维里系数。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，评价流体性质包括求解关系<formula>formula see original document page 3</formula>其中^^表示流体的内聚能；^表示流体的平均分子量； r表示流体的温度； p表示流体的密度；以及 」，b表示流体的维里系数。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，评价流体性质包括求解 关系^表示流体的溶解度参数； ^， ^分别表示流体在气态和液态的摩尔体积； c表示流体中的声速； p表示流体的密度；以及 乂， s表示流体的维里系数。
17.根据权利要求9所述的方法，其中，评价流体性质包括求解 关系"表示流体中的分子之间的引力测量值； ^表示液态流体的摩尔体积； c表示流体中的声速； p表示流体的密度；以及 ^， s表示流体的维里系数。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，评价流体性质包括求解 关系其中:(5" + l)其中:(5" + l)其中:6与流体中的分子大小相关;/ 表示理想气体常数。「'表示液态流体的摩尔体积； c表示流体中的声速； "表示流体的密度；以及 ^， 5表示流体的维里系数。
19. 根据权利要求9所述的方法，其中，改变压力包括保持流体 处于液态。
20. 根据权利要求9所述的方法，其中，评价流体样品的性质包 括求解关系yOC ;其中6与流体中的分子大小相关； ^表示理想气体常数。^表示液态流体的摩尔体积； c表示流体中的声速； p表示流体的密度；以及 ^， s表示流体的维里系数。
21. 根据权利要求9所述的方法，其中，改变压力包括保持流体 处于液态。
22. —种存储在计机器可读介质上的计算机程序产品，所述产品 包括用于通过以下操作评价井下环境中流体性质的指令，所述操作包 括改变样品腔内的流体压力； 将至少一个声信号传输到流体中；以及 分析至少 一 个声信号以便评价流体的性质。
23. 根据权利要求22所述的计算机程序产品，还包括将流体接收 到工具的样品腔中的指令。
24. 根据权利要求22所述的计算机程序产品，还包括用于对多个压力水平重复进行改变、传输和分析的指令。
全文摘要
本发明公开了用于评价来自井眼内的地层流体的物理性质的技术，包括改变地层流体样品上的压力和使至少一个声脉冲传输通过流体样品以及分析收集的声信息。用于评价的设备和方法包括使用至少一个声传感器。分析通常包括使用公式，所述公式使流体的状态方程和其他性质与为压力的函数的流体中的声速变化相关。
文档编号G01N29/00GK101454662SQ200780019076
公开日2009年6月10日 申请日期2007年3月29日 优先权日2006年3月30日
发明者R·迪弗吉奥 申请人:贝克休斯公司