中的液位调节成防止 空气引入所述累的液位； 化及， 再循环控制系统，用于控制所述处理单元和所述流动装置； 其中，所述分析系统包括： 分析装置，构造成提供对流过所述再循环系统的钻井泥浆的至少一种化学或物理性质 的实时分析，并实时地报告和/或记录所述分析的结果和/或实时地将所述分析的结果与 一存储值相比较，所述分析装置包括围绕所述导管布置的至少一个磁共振设备； 可选地，样品提取和传送装置，用于从所述钻井泥浆流中提取样品并将所述样品传送 到所述分析装置；和， 数据连接，构造成用于将来自所述分析装置的所述分析的所述结果传送到从由下述构 成的组中选择的至少一个接收器；所述再循环控制系统；未连接到所述再循环系统的接收 站；所述再循环系统的操作者；和所述分析装置的操作者。2. 根据权利要求1所述的分析系统，其中，所述分析装置附加地包括下述中至少之一： 从由下述构成的组中选择的分析装置：温度计；热电偶；压力传感器；压差传感器；盐 度传感器；密度计；粒度分析仪；C〇2浓度分析仪；红外（IR)光谱仪；原子吸收光谱仪；原 子发射光谱仪；原子巧光光谱仪；阿尔法粒子X射线光谱仪；毛细管电泳装置；色度计；计 算机断层摄影装置；循环伏安法装置；差示扫描量热计；能谱仪；场流分离装置；流动注射 分析仪；气相色谱仪佑C);高性能液相色谱仪（HPLC);液相色谱仪；质谱仪（M巧；GC-MS; GC-IR;HPLC-IR;LC-IR;LC-MS;离子微探针装置；感应禪合等离子体装置；离子敏感电极； 激光诱导击穿光谱仪；穆斯堡尔谱仪；中子活化分析仪；粒子诱发X射线发射光谱仪；热裂 解器（PY) ;PY-GC-MS;拉曼光谱仪；用于确定折射率的装置；共振增强多光子电离光谱仪； 透射电子显微镜；热重分析仪；X射线衍射计；X射线巧光光谱仪；X射线显微镜；自动滴定 仪；半自动滴定仪； 用于确定从由下述构成的组中选择的至少一种化学或物理性质的值的装置；电稳定 性；阳离子交换量；水基泥浆中的氯化物含量；水基泥浆中的水硬度；水基泥浆的溶解度； 水基泥浆的饱和度；游离水含量；油水比；碱度；过量的石灰；泥浆滤液的酪献碱度；泥浆 滤液的甲基澄碱度的终点；氯化巧含量；油基泥浆中的气体溶解度；气涌参数；地层气体的 化学成分；当量循环密度；水相活性；流变参数；所述钻井泥浆的盐度；含水率；和流动参 数； 用于确定从由下述构成的组中选择的至少一种流变参数的值的装置；径向速度分布； 径向压力分布；径向剪切应力分布T(r);径向剪切速率分布丫（r);密度；粘度；和屈服 点讯， 多个分析模块，构造为从并行、串行和"一个在另一个中"选出的构造。3. 根据权利要求1所述的分析系统，其中，下述中至少之一成立： 所述分析系统构造为是便携的； 所述分析系统构造为能够在卡车中或在卡车上运输； 所述钻井泥浆回收装备的至少一部分构造为符合NeSSI规范； 所述钻井泥浆回收装备的至少一部分构造为符合ANSVISASP76. 00. 2002微型化、模 块化的机械标准规范；W及 所述钻井泥浆回收装备包括NeSSI通信总线。4. 一种用于对流过钻井泥浆再循环系统的钻井泥浆进行在线分析和控制的方法，其 中，所述方法包括： 限定至少一个质量参数Q; 限定所述质量参数的标准值； 限定关于所述质量参数的所述标准值的质量判据； 获得钻井泥浆再循环系统和根据权利要求1所述的分析系统； 从所述分析装置执行的对所述钻井泥浆的至少一种分析中获得所述至少一个质量参 数的测量值； 将所述测量值与所述标准值进行比较；W及， 如果所述测量值未满足所述质量判据，则； 经由所述数据通知所述再循环控制系统，W起动所述处理单元来执行至少一个预定动 作讯， 执行所述至少一个动作，直到所述测量值满足所述质量判据。5. 根据权利要求4所述的方法，其中： 所述限定至少一个质量参数的步骤包括限定所述质量参数0 = 其中k和n 由关系式T(r) =k[丫（r)]n确定，其中T(r)为流过所述导管的所述钻井泥浆的径向剪 切应力，丫（r)是流过所述导管的所述钻井泥浆的径向剪切速率分布；并且 所述获得所述至少一个质量参数的测量值的步骤包括： 确定所述径向剪切应力分布T(r); 确定所述径向剪切速率分布丫（r); 由关系式T(r) =k[丫（r) ]n确定k和n;和， 由关系式0 = ?7*2 +内'确定Q。6. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述获得所述至少一个质量参数的测量值的步 骤包括：确定从由T1、T2、径向T1分布、径向T2分布和扩散常数D构成的组中选择的至少 一个参数的值。7. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述限定至少一个质量参数Q的步骤包括限定 Q为从由下述构成的组中选择的至少一个参数；温度；压力；流速；粘度；屈服点；流体液 位；粒度分布；C〇2浓度；至少一个光谱特征的强度；至少一个色谱峰的强度；至少一种成分 的浓度；电稳定性；阳离子交换量；水基泥浆中的氯化物含量；水基泥浆中的水硬度；水基 泥浆的溶解度；水基泥浆的饱和度；游离水含量；油水比；碱度；过量的石灰；泥浆滤液的 酪献碱度；泥浆滤液的甲基澄碱度的终点；氯化巧含量；油基泥浆中的气体溶解度；气涌参 数；地层气体的化学成分；当量循环密度；水相活性；流变参数；盐度；和含水率。8. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述获得所述至少一个质量参数的测量值的步 骤包括从由下述构成的组中选择的至少一个步骤；确定所述钻井泥浆的温度；确定所述钻 井泥浆的压力；确定所述钻井泥浆的密度；确定所述钻井泥浆的粒度分布；确定所述钻井 泥浆中的C〇2浓度；获得所述钻井泥浆的IR光谱；获得所述钻井泥浆的原子吸收光谱；获 得所述钻井泥浆的原子发射光谱；获得所述钻井泥浆的原子巧光光谱；获得所述钻井泥浆 的阿尔法粒子X射线光谱；对所述钻井泥浆的样品执行毛细管电泳；对所述钻井泥浆的样 品进行色度测量；获得所述钻井泥浆的计算机断层摄影图；获得所述钻井泥浆的循环伏安 图；获得所述钻井泥浆的差示扫描量热曲线；获得所述钻井泥浆的能谱；对所述钻井泥浆 的样品进行场流分离；执行所述钻井泥浆的流动注射分析；对所述钻井泥浆的样品进行 GC;对所述钻井泥浆的样品进行HPLC;对所述钻井泥浆的样品进行液相色谱分析；获得所 述钻井泥浆的样品的质谱；对所述钻井泥浆的样品进行GC-MS;对所述钻井泥浆的样品进 行GC-IR;对所述钻井泥浆的样品进行HPLC-IR;对所述钻井泥浆的样品进行LC-IR;对所 述钻井泥浆的样品进行LC-MS;获得所述钻井泥浆的离子微探针曲线；获得所述钻井泥浆 的感应禪合等离子体光谱；使用离子敏感电极确定至少一种离子的浓度；获得所述钻井泥 浆的激光诱导击穿光谱；获得所述钻井泥浆的穆斯堡尔谱；获得所述钻井泥浆的中子活化 分析；获得所述钻井泥浆的粒子诱发X射线发射光谱；热解所述钻井泥浆；对所述钻井泥浆 的样品进行PY-GC-MS;获得所述钻井泥浆的拉曼光谱；确定所述钻井泥浆的折射率；获得 所述钻井泥浆的样品的共振增强多光子电离光谱；获得所述钻井泥浆的样品的透射电子显 微照片；对所述钻井泥浆进行热重分析；获得所述钻井泥浆的样品的X射线衍射图案；获得 所述钻井泥浆的X射线巧光光谱；和获得所述钻井泥浆的X射线显微照片。9. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述执行所述至少一个预定动作的步骤包括执 行从由下述构成的组中选择的动作：起动所述振动筛；添加水；添加至少一种成分；过滤所 述钻井泥浆；W及调节从由下述构成的组中选择的至少参数的值：流体液位、流速、压力、 水浓度、至少一种成分的浓度、至少一种成分的添加比率、振动速率、振动时间、振动速率的 变化率、旋转速率、旋转时间、旋转速率的变化率、翻滚速率、翻滚时间、翻滚速率的变化率、 曝气率、曝气时间、曝气率的变化率、切割时间、切割速率、切割速率的变化率、研磨时间、研 磨速率、研磨速率的变化率、加热速率、加热时间、加热速率的变化率、加热速率的变化率、 冷却速率、冷却时间、冷却速率的变化率、保持在恒定温度的时间、乳化率、脱乳化率、乳化 时间、脱乳化时间、乳化率的变化率、捏合速率、捏合时间、捏合速率的变化率、倾析时间、倾 析速率、倾析速率的变化率。10. 根据权利要求5所述的方法，其中： 所述分析系统包括第一分析装置和第二分析装置，所述第一分析装置设置在所述钻井 装置的上游，所述第二分析装置设置在所述钻井装置的下游且在所述处理单元的上游并位 于所述第一分析装置的下游一距离L处； 所述方法包括： 确定通过所述导管的所述钻井泥浆的流速Rf;和， 将在所述第一分析装置与所述第二分析装置之间的经过时间Atf确定为Atf=L/ 馬； 所述获得所述至少一个质量参数的测量值的步骤包括： 由所述第一分析装置在时间t执行对所述钻井泥浆的至少一个分析，从而得到所述质 量参数的在钻前的值；和， 由所述第二分析装置在时间t+Atf+5执行对所述钻井泥浆的至少一个分析，其中5 可W小于零、等于零或大于零，从而得到所述质量参数的在钻后的值； 确定所述在钻前的值与所述在钻后的值之间的差和/或相互关系；并且， 执行所述至少一个预定动作直到所述测量值位于所述标准值的所述预定范围内的所 述步骤包括；执行所述预定动作，直到所述差和/或相互关系位于预定限度内。
【专利摘要】本发明公开一种用于钻井泥浆的多模态分析和处理的装置和方法。分析装置，优选地和NMR或MRI设备，围绕钻井泥浆再循环系统布置，并构造为与再循环系统的控制系统进行通信。分析装置被用来确定预定的质量参数Q的值。如果不能满足预定的质量判据，则分析系统指示再循环系统执行动作以改变钻井泥浆的性质，使得返回钻机的钻井泥浆满足质量判据。
【IPC分类】E21B21/08, E21B21/06, G01N33/00
【公开号】CN104931646
【申请号】CN201410779731
【发明人】U.拉波波特
【申请人】阿斯派克国际(2015)私人有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年12月16日
【公告号】CA2892018A1, EP2927420A2, US20150268374