声学流体分析仪的制作方法

专利名称：声学流体分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及井孔评估操作。更具体地，本发明涉及用于确定井孔 内原生流体的压缩率和该流体内是否存在气相的设备和方法。
背景技术：
对包含在地层中的原生流体进行采样提供了检测具有储藏碳氢化 合物可能性的地层区域的方法。该方法包括采出所存在的任何地层流 体的样品，以便稍后在实验室环境内进行分析，同时对所测地层造成 最小破坏。地层采样基本上是对地下地层的可能生产力的点检测。另 外，在检测期间，在地面上进行对作业控制和时序的连续记录。通过 这种记录，可以获得有价值的地层压力和渗透性数据以及可确定流体 压缩率、密度和粘度的数据，以便于地层储量分析。通常，原生流体采样包括通过绳缆8将探测器10放置到井孔5 中。采样口 14和促动装置12相对地定位在探测器10的外侧部分上。 当采样口 14靠近所关注地层6时，促动装置12延伸抵靠井孔5的内 表面，从而使采样口 14接合到地层6中。采样口 14的接合刺穿井孔 5的外径，并且使地层6中的原生流体与釆样口 14之间能够进行流体 连通。如下文更为详细描述的那样，在迫使采样口 14进入地层6之后， 原生流体可以利用布置在探测器中的泵送装置虹吸到探测器10中。井下多次测试器(multi-tester)已经发展为具有可伸长的采样探 测器，其与井壁接合并从所关注地层中抽出流体样品，并且测量地层 中的流体压力。传统上，这些井下装置包括内部稳定排液(drawdown) 柱塞， 其可以通过液压或电力往复运动以便将原生流体从地层 抽入所述装置。通常，井下多节地层测试采样装置整合有用于釆样系统的流体管路，其要求从地层抽出的原生流体连同采样探测器碰到的例如细砂、 岩石、泥饼等的所有异物一同吸入相对较小的容腔内，并且在工具关闭时排放到钻孔中。在美国专利No.4，416，152可以发现这种装置的实 例。在关闭之前，样品可以通过单独但并联的管路流入样品储槽。其 它方法通过相同的流体管路采集样品。当暴露给棵孔时，地层流体的流体特性可以迅速改变，因此尽快 取出地层流体是重要的。然而，重要的是对地层流速进行调节以免流 体压力降至其"泡点"以下，这是因为测量个别流体不会产生典型样 品。在使这些成分离开溶液之后，它们一般不能容易地重新组合，这 产生了具有改变的流体特性的非典型样品。近年来发展的储层测试装置显示了 一种在采样时测量原生流体泡 点压力的方法。这可以利用已知的光传导方法来完成以检测液体中的 气泡。然而，这种方法在流体中存在颗粒物质时具有一些缺陷，从而 可能导致错误的结果。其它方法包括封存已知体积的地层流体，并且 使其体积在恒温情况下逐渐增大。测得的体积和压力变化提供了压力 与体积的曲线图，以便确定泡点值。该值在压力随体积的变化首次偏 离初始直线的曲线区域内进行估算。令人遗憾的是，目前与上述采样装置一起使用的泵送装置具有一 些内在缺陷。例如，当前所用泵送系统的电力或液压驱动装置的控制 是不精确的，继而导致不能完全控制泵转速。如果原生流体的压力低 于其泡点，不能完全控制泵转速将阻碍使泵送操作停止的能力，还会 防碍精确测量泡点的能力。这是因为对原生流体在压力低于其泡点的 情况下进行采样将不利地影响采样数据结果的精确性。因此，需要一 种在不影响流体状况或状态的情况下，精确分析原生流体性质的装置。发明内容本发明包括估算流体性质的方法，包括产生外部声信号，测量穿 过流体的信号传播时间，确定流体密度，根据所测传播时间确定流体 声速，以及根据流体密度和流体声速计算流体性质。本方法确定流体密度的步骤以所测传播时间为基础。本方法还包括将流体样品放在与 信号发生器连通的器皿内并起动信号发生器以在流体内产生声信号回 响。在器皿外部产生信号的步骤可以利用诸如压电器件、电磁声波发 射器、脉沖激光器或柔性共振器的装置完成。被确定的流体性质可以 包括流体压缩率、流体热传导率和流体油气比。流体压缩率的值等于 流体声速平方与流体密度之积的倒数。此处公开的方法还可以包括确 定流体内气体的存在，其中，根据从无响应到低响应变化的信号强度 检测气体的存在。所述方法还包括利用Savitzky-Golay方法处理所测信号传播时 间。所述方法还可以进一步包括利用可变阈值方法处理所测信号。此处还公开了一种采样装置，包括内部具有流体的容器、与容器 配合的信号发生器和与容器配合的接收器。所述接收器能够记录穿过 流体的信号，其中可以通过分析信号传播时间确定流体声速，并且其 中，可以根据流体密度和流体声速确定流体性质。所确定流体性质包 括压缩率、密度、油气比、气体含量、泡点和热传导率。采样装置还 可以包括与所述接收器配合、用于计算流体性质的处理器。信号发生 器还可以起到接收器的作用。被采样流体可以是井下原生流体。采样装置的信号发生器选自压电器件、EMAT、脉沖激光器或柔 性共振器。本发明还包括一种确定流体密度的方法，包括产生信号，使信 号穿过流体，测量穿过流体的信号传播时间，和根据所测信号传播时 间确定流体密度。确定流体密度的方法还可包括根据所确定的流体密 度和所测信号传播时间确定流体压缩率。通过将流体样品放在与信号 发生器连通的器皿内并起动信号发生器以在流体内产生声信号来实现 产生信号、使信号穿过流体，同时确定密度的步骤。利用诸如压电器 件、EMAT、脉冲激光器和柔性共振器的装置完成产生信号的步骤。 确定流体密度的方法还可以包括在流体内确定气体的存在。根据从无 响应到低响应变化的信号强度检测气体的存在。确定流体密度的方法还可以包括测量流体热传导率，和使用所测热传导率来确定流体密度。
此处包括一种确定流体热传导率的方法。该方法包括产生信号， 使信号穿过流体；测量穿过流体的信号传播时间；确定流体密度；根 据所测传播时间确定流体声速，和根据流体密度和流体声速计算流体 热传导率。根据确定热传导率的方法，流体热传导率等于下列(p)(k) (c)(N)的乘积，其中，p-2.8到3.0范围内的比例常数，k-波耳兹 曼常数，c-流体声速，N-每单位体积流体的分子数。确定热传导率 中被分析的流体可以是原生流体。确定热传导率的方法还可以包括在 器皿内放置流体。利用诸如压电器件、EMAT、脉沖激光器或柔性共 振器的装置完成用于产生确定热传导率的信号的步骤。
与本方法和设备相关的还包括确定流体油气比的方法，包括产 生信号；使信号穿过流体；测量穿过流体的信号传播时间；根据所测 传播时间确定流体声速，和根据流体声速计算流体的油气比。在确定 流体油气比的方法中考虑的流体为井下原生流体。利用选自压电器件、 EMAT、脉冲激光器和柔性共振器的装置完成产生信号的步骤。


图l显示了设置在井孔切口中的采样探测器。
图2显示了采样系统的剖视图。
图3显示了包含原始数据和处理数据的曲线图。
具体实施例方式
此处公开的方法提供了根据所测流体密度和所测流体声速来评估 流体压缩率的方法。现在参考图2，该图以局部剖视图的方式显示了 本装置的采样系统22的实施例。图2的采样系统22包括与信号发生 器16配合的器皿或容器20。容器20的外表面可以具有圆形或矩形结 构，以及管形形状。可选择地，器皿或容器20可以由导管或管组成。
如图所示，容器20应当能够在分析期间将流体18保持和储存在 其范围之内.尽管显示为在其顶部敞开，但是还可以将容器20密封，从而将流体18完全封装在其内部。信号发生器16可以附接到容器20的外 部或第一壁24上或者保持在适当的位置上。如下文将要描述的那样， 出于参考目的，第一和第二壁24、 26显示为接近信号发生器16，第 三和第四壁28、 30远离信号发生器16。
就信号发生器16而言，它可以由能够产生流过流体的可记录声信 号的任何装置组成。这种装置包括例如压电器件的传统声波装置，但 是，也可以使用其它声换能器实现该功能。例如，电磁式声换能器 (EMAT)可以通过电磁耦合将超声波传入金属。可选地，撞击物体的 脉冲激光器可以产生频率取决于激光脉冲频率的声波。而且，信号发 生器16还可以用作接收器，以便接收和记录由信号发生器16产生的 信号反射。在序列号为10/144,965、公布于2002年12月5日的 U.S.2002/017885中详细公开了可与此处公开的装置一起使用的柔性 机械谐振器的一个实例，该专利文献的内容在此全部引入作为参考。
在本装置的一个可选方案中，采样系统22与探测器IO结合并且 与采样口 14流体连通。在该实例中，来自于地层6的原生流体由采样 口 14采集并传送给用于流体分析的容器20。在与探测器10 —起使用 期间，采样系统22在其使用和操作期间优选地容纳在探测器10内部。 将采样系统22与探测器10相结合提供了 "实时，，采样的优点，并且 降低了使流体压力或温度发生变化(其继而影响采样结果)的风险。 然而，采样系统22的使用不局限于图l所示的流体采集设备，而是可 以与用于采集井下原生流体的任何类型的装置或管路一起使用。
在使用此处所披露的本发明方法的 一个非限制实例中，原生流体 吸入井下探测器10的采样口 14中。流体随后导入用于后续分析的容 器20中。信号发生器16随后被激活，从而产生例如一个或多个声脉 冲的信号17。出于方便的考虑，生成的信号17显示为由换能器16发 射出的一系列曲线。在离开信号发生器16之后，信号17穿过容器20 的第一和第二壁24、 26，进入所含流体18，传播到远端的第三第四壁 28、 30上。生成的信号17的一部分(反射信号)返回信号发生器16。 类似地，为方便起见，反射信号19显示为一系列朝向信号发生器16的曲线。在图2所示实施例中，信号发生器16可以起到信号发射器和 信号接收器的作用。可选择地，可以包括单独的换能器(未显示)，其 单独起到信号接收器的作用以便接收反射信号19。
当信号发生器为压电换能器时，可以给换能器施加典型地持续大 约1-2微秒的短电压尖脉冲。该尖脉冲导致换能器在其谐振频率下产 生共鸣，所述谐振频率典型地为大约5MHz到大约10MHz。与钟被锤 子敲击之后响一段时间类似，换能器主要在其共振频率下响大约百万 分之一秒。因为脉沖的一部分在每次从表面26反射时传递到流体中， 该百万分之一秒脉冲的不断减少的部分在由表面24和表面26 (与换 能器16相接触)界定的管壁之间反射。脉沖的传送部分穿过表面26， 进入流体18，由表面28反射，并最终返回以被换能器16检测。声换 能器起到声源和接收器的作用。高速(40-70MHz)模拟-数字转换器 监视由换能器接收的信号。
如图所示，信号发生器16接收并记录反射信号以便后续分析之 用。记录信号可以立即处理以确定从探测器10传递给分离位置的流体 数据以便储存或数据处理，或者可以在探测器10内部记录以便随后进 行的分析。如人们已知，液体的声速(c)由信号穿过流体18的距离 除以信号通过流体18的传播时间来确定。这可以通过设定字母"d" 作为表面26和28之间的距离来实现。而且，变量2t可以指定为第一 回波的到达时间(对应于从表面24开始到达26并再次返回24的一个 来回)和表面28的回波的到达时间(对应于从24，经过26到达28， 并最终返回24的一个来回)之间的时间差。因此，2t是声音在流体 内从表面26到表面28并返回表面26传播往返距离2d所需的时间量。 声速因此为d/t。流体密度在声学上可以由表示在表面24和表面26之 间来回反射的声脉沖的下列关系确定
Pf=Pw (cw/cf) [l+Sqrt ( RWF )/[ ( l-Sqrt ( RWF ) ]; ( 1 )
其中
Pw-以g/cc表示的换能器壁密度， p产以g/cc表示的换能器密度，C^管壁纵向声速， Cf换能器纵向声速，p产以g/cc表示的流体密度， c产流体声速，Rw产在全部/流体界面上反射的能量分数；以及 R\vf= (PwCw國PfCf) 2/ (PwCw+PfCf) 2。在提交于2004年3月16日的未裁决专利申请(系列号为) 10/801,473中可以发现从声学的角度确定流体密度的细节，该文献的 内容在此全部引入作为参考。流体密度还可以通过使用柔性机械谐振 器进行测量，如RoccoDiFoggio提交于2002年5月14日、序列号为 No.10/144，965、名称为"使用柔性机械谐振器测量井下流体特性的方 法和设备"所述，该文献在此引入作为参考，并且要求Rocco DiFoggio 提交于2001年5月15日、序列号为No.60/291，136、名称为"使用柔 性机械谐振器测量井下流体特性的方法和设备"的优先权。还可以通 过其他手段，例如通过测量正抽出流体的区域的孔隙压力梯度来确定 流体密度。已知流体密度和测量其声速可以确定流体的压缩率，这比 通过在井下截留一定体积的流体，使该体积扩大并测量每体积膨胀造 成的压降来确定压缩率的现有方法更为简单。流体的体积模量B等于流体压缩率的倒数，B=l/K。人们还已知， 声速等于流体体积模量除以流体密度的平方根，c=(B/p)1/2。代入体 积模量的压缩率倒数并提出压缩率，得出下列公式<formula>formula see original document page 12</formula> ( 2 )因此，如这里所述，确定了流体密度p和流体声速c，则流体压 缩率可以利用公式(2)计算得出。在此处公开的方法和设备的一个实施例中，原始振幅数据可以首 先通过使用数字式带通滤波器进行处理以排除不接近声源频率的所有 频率。例如，对于10MHz声源和40MHz采样频率来说，人们可以使 用9-llMHz数字式带通滤波器。接下来，人们可以计算每一采样时间 处振幅的平方，其对应于此时接收的能量。然后，人们可以计算这些振幅的累计平方和(CSS),其是直到此时接收到的累计能量和。数字式带通滤波和累计平方和已对原始数据进行平整，并去除了一些噪音。 我们可以进 一 步平整滤过的累计平方和数据，并且利用Savitzky-Golay方法(Savitzky和Golay，分析化学，36巻，No.8， 1964年7月)求CSS的一阶和二阶导数。所产生的数据可以通过使 用可变阈值方法进行处理。数据平整和使用Savitzky-Golay方法有助 于从期望信号中减少噪音。可变阈值方法用于识别从器皿或容器20 发出的记录信号与从器皿或容器20的近壁(表面24和26之间)内发 出的接收信号。现在参考图3,显示了具有原始数据曲线32、平整数据曲线34 和可变阈值曲线38的曲线图。在图3中，已经编辑了原始数据对应于 换能器在其接收高压尖脉冲之后立即鸣响的那部分(以及相应的平整 和阈值数据)。该曲线图显示了在离散时间处对信号振幅的采样(数字 数据)。为了避免混淆，采样率是声源频率的几倍。在对数据进行记录 之后，计算出每个通道(channel)的振幅平方。每个通道的振幅与在 该通道时间时接收的声强(能量)成正比。接下来，计算出这些平方 振幅的累计和("积分")。通过使用Savitzky-Golay ( SG )系数(其有助于得到平整的数值 导数)计算与累计平方和的时间相关的一阶导数可以进一步完成数据 平整。通过在相当多的点(25通道)上使用低阶(例如平方或立方) 多项式的Savitzky-Golay系数可以实现增强的平整。累计平方和的一 阶导数是随时间接收的平整能量，其显示了离散的声能脉冲。通过 Savitzky-Golay方法得到的结果值显示于图3的平整数据曲线34中。为了确定一阶导数的局部最大值和最小值，利用低阶 Savitzky-Golay ( SG )系数和多个点求累计平方和的二阶导数。 一阶 导数曲线的局部最大值(脉冲能量峰值)可用于表示接收换能器16 接收特殊脉冲反射的时间。应当指出，当一阶导数为局部最大值或最 小值时，二阶导数为零。每当二阶导数随时间增加从正值(在左通道 中)变为负值(在右通道中)，并且一阶导数超过一些可变阈值时，两个通道之间产生脉冲峰值，稍后进行详细描述。通过内插可以实现子 通道时间分辨率，以便估计两个通道之间二阶导数为零的位置。可选地，根据CSS的三阶导数的符号可以区分能量最大值和能量最小值 (两者都对应于CSS 二阶导数的零值)。使用由被处理信号得到的数据，器皿或容器20内流体的声速是壁 厚除以管壁内反射脉冲峰值之间的(来回)时间的两倍。壁声速可以 随管内流体的温度或压力而变，从而导致壁的声阻改变。通过流体声 速和壁内脉沖回波反射的衰变率计算流体密度必须知道壁的声阻。可 以由壁厚和壁内脉沖峰值反射之间的时间进行壁声速的直接井下测 量。壁速度是用于计算与壁接触的任何流体的密度的一个参数。计算 流体密度的另一因素是壁密度，但是壁密度随温度和压力的变化具有 通常可以从表格中忽略或估算出的较小影响。平滑数据曲线34包括来自近壁(第一和第二壁24和26之间)内 的信号回响的反射信号以及来自远壁(第三壁28)的反射信号。这些 反射信号显示为平滑数据曲线34上的曲线段36。在近壁内回响的声 信号随时间发生延迟，这可以从图3所示平滑数据曲线34的曲线段 36的逐渐减小的局部最大值看出。然而，从远壁(第三壁)反射的信 号振幅将超过壁内回响(reverberation)中最后可观察到的信号振幅。 以此为基础，可变阈值方法可用于确定远壁反射脉冲达到其峰值能量 时的时间(通道号)。概念上，阈值降至最后一次壁内回响峰值的高度。 将振幅较之前者增大的第一脉沖峰值作为远壁反射。在本发明方法的实施例中，利用两次扫描(pass)产生可变脉冲峰值 检测阈值作用。在第一次扫描中，每个通道的阈值为出现在上述M通 道中的最大能量(CSS的一阶导数)值，其中，M为回响于壁内的能 量脉沖峰值之间的通道数目。用于产生可变阈值的第一次扫描产生楼 梯状函数(未显示)，其具有由不完全竖直的上升沿和下降沿连接的水 平台阶。第二次扫描的图解表示显示为包括一系列台阶40，其具有水 平台阶42和竖向部分44。竖向部分44调节至大体竖直(即，具有极 大斜率)，同时除了向左或向右延伸之外，使水平台阶42保持大体上相同。每当较高台阶42位于相邻较低台阶的左侧时，通过使每个水平 台阶42向左延伸至较高台阶的最后一个通道可以达到上迷目的。类似地，当较高台阶48位于相邻较低台阶46的右侧时，较低台 阶46向右延伸到较高台阶48的第一通道。第二次扫描的完成产生可 变阈值，其看起来好像竖向部分具有大体上极大斜率的楼梯一样。因 为内壁回响脉冲的峰值随时间变小，峰值较其前者增大的第一脉沖必 须是从远壁(第三壁28)反射的信号。因此，流体声速是流体填充间 隙距离除以第 一壁内回响和远壁反射之间的往返时间的两倍。具有区 分表示近壁回响的信号和表示远壁反射的信号的能力的许多优点之一 在于，信号发生器16可以位于器皿或容器20内、位于其外周上、乃 至位于容器20的主体内(即，第一和第二壁24和26之间或第三和第 四壁28和30之间)。使用此处公开的装置和方法的附加优点是确认被分析流体是否包 含气体或处于其泡点的能力。气体使声音衰减的程度远远超过液体。 任何单独气相的存在使声信号极大地衰减。因此，如果反射信号19 不存在或极弱，这种情况表明采样流体18包含一些单独的气相(气泡) 或主要由气相组成。应当指出，对于声信号而言，根据由Stokes和 Kirchhoff推导出的传统声音衰减公式，衰减随频率的平方增大。溶于 液体中的气体不会具有与游离气泡或100%气体相同的高声能衰减。 然而，溶于液体中的气体越多，压缩率越高。因此，对于石油流体而 言，声速可用于估算原油的油气比(GOR)，该油气比始终用标准立 方英尺天然气/原油储油桶表示。例如，Terra Bulloch ( 1999硕士学位 论文，密歇根州工科大学)计算出，在6000psi和85C的情况下，特 别新鲜的原油的声速从大约1370米/秒(GOR=80)相当线性地降至 大约915米/秒(GOR=1300)。因此，为了确定流体样品中的气泡存 在，流体中产生的声信号将超过100kHz，从而衰减到26和28之间几 毫米路径中的仪器检测水平以下。为了使声波长与24和26之间的短 距离相比保持较小，声频应当大体上位于大约5MHz到大约10MHz 的范围内。采样流体泡点的确定可以包括如上所述地操作采样系统22，同时 减少流体18的压力。假设在泡点试验开始时测量反射信号19，当尽 管产生信号17但反射信号19不可再测量时，可以确定相应的泡点压 力。对于电气绝缘流体来说，声速还可以用于通过Bridgman公式估 算流体的热传导率，Bridgman公式阐述了热传导率与声速乘以波耳 兹曼常数(1.38E10-23焦耳/绝对温度)乘以每单位体积分子(molecule ) 数成正比。比例常数可以为大约2.8到大约3.0。 了解流体热传导率可 用于估算地热储层中的地下温度梯度，估计在热致提高油采收率过程 中的热损失，以及确定地下流体的热损失。Sitakanta Mohanty， J. Phys.D Appl. Phys. 30 No 24 ( 1997年12月21日)。应当指出的是，其它数据处理方法可以与此处描述的方法一起使 用。例如，远壁反射的大致到达时间已经通过可变阈值方法确定时， 可以进行通过传统互相关技术可选地确定的声速的附加步骤。因此，此处描述的本发明非常适于实施并且达到所提及的目的和 优点，以及达到固有的其它目的和优点。尽管已经出于公开目的给出 了目前优选的实施方式，但是步骤细节方面存在许多变化以实现希望 的结果。例如，生成信号17的产生不局限于布置在采样系统22内部 或邻近其布置的信号发生器16，而是可以包括远程信号发生器。远程 信号源可以为发射学(ballistics)信号发生源、地音探测器、气枪、 或任何其它已知的信号发生源。这些或其它类似的改变对于所属领域 的技术人员而言显而易见，并且包括在此处公开的本发明的精神和所 附权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种估算器皿内流体性质的方法，包括在器皿以外产生声信号；测量穿过流体的信号传播时间；确定流体密度；根据所测传播时间确定流体声速；和根据流体密度和流体声速计算流体性质。
2. 如权利要求1所述的估算器皿内流体性质的方法，其中，确定 流体密度的步骤以所测传播时间为基础。
3. 如权利要求1所述的估算器皿内流体性质的方法，还包括将流 体样品放在与信号发生器连通的器皿内并起动信号发生器，从而在流 体内产生声信号回响。
4. 如权利要求1所述的估算器皿内流体性质的方法，其中，在器 皿以外产生信号的步骤利用选自压电器件、EMAT、脉沖激光器和柔 性共振器的装置完成。
5. 如权利要求1所述的估算器皿内流体性质的方法，其中，流体 性质选自流体压缩率、流体热传导率和流体油气比。
6. 如权利要求5所述的估算器皿内流体性质的方法，其中，流体 压缩率的值为流体声速平方和流体密度之积的倒数。
7. 如权利要求l所述的方法，还包括确定在流体内存在气体。
8. 如权利要求7所述的方法，其中，根据从无响应到低响应变化 的信号强度检测气体的存在。
9. 如权利要求1所述的估算器皿内流体性质的方法，还包括利用 Savitzky-Golay方法处理所测信号传播时间。
10. 如权利要求9所述的估算器皿内流体性质的方法，还包括利 用可变阈值方法处理所测信号。
11. 一种采样装置，包括 内部具有流体的容器；与容器配合的信号发生器；和与容器配合的接收器，其中所述接收器能够记录穿过流体的信号， 其中能够通过分析信号传播时间确定流体声速，并且其中，能够根据 流体密度和流体声速确定流体性质。
12. 如权利要求11所述的采样装置，其中，流体性质选自压缩率、 密度、油气比、气体含量、泡点和热传导率。
13. 如权利要求11所述的采样装置，还包括与所述接收器配合、 用于计算流体性质的处理器。
14. 如权利要求11所述的采样装置，其中，所述信号发生器还起 到接收器的作用。
15. 如权利要求11所述的采样装置，其中，流体为原生流体。
16. 如权利要求ll所述的采样装置，其中，信号发生器选自压电 器件、EMAT、脉冲激光器和柔性共振器。
17. —种确定流体密度的方法，包括产生信号； 使信号穿过流体；测量穿过流体的信号传播时间；和 根据所测信号传播时间确定流体密度。
18. 如权利要求17所述的确定流体密度的方法，还包括根据所确 定的流体密度和所测信号传播时间确定流体压缩率。
19. 如权利要求17所述的确定流体密度的方法，其中，通过将流体样品放在与信号发生器连通的器皿内并起动信号发生器以在流体内 产生声信号来实现产生信号并使信号穿过流体的步骤。
20. 如权利要求17所述的确定流体密度的方法，其中，产生信号 的步骤利用选自压电器件、EMAT、脉沖激光器和柔性共振器的装置 完成。
21. 如权利要求16所述的方法，还包括确定在流体内存在气体。
22. 如权利要求21所述的方法，其中，根据从无响应到低响应变 化的信号强度检测气体的存在。
23. 如权利要求17所述的确定流体密度的方法，还包括测量流体 热传导率和使用所测热传导率来确定流体密度。
24. 如权利要求17所述的方法，其中，流体为井下原生流体。
25. —种确定流体热传导率的方法，包括 产生信号；使信号穿过流体；测量穿过流体的信号传播时间；确定流体密度；根据所测传播时间确定流体声速；和 根据流体密度和流体声速计算流体热传导率。
26. 如权利要求25所述的确定流体热传导率的方法，其中，流体 热传导率等于下列(p) (k) (c) (N)的乘积，其中，？=2.8到3.0之 间的比例常数，k-波耳兹曼常数，c-流体声速，N-每单位体积流 体的分子数。
27. 如权利要求25所述的确定流体热传导率的方法，其中，流体 为井下原生流体。
28. 如权利要求25所述的确定流体热传导率的方法，还包括在器 皿内放置流体。
29. 如权利要求25所述的确定流体热传导率的方法，其中，产生 信号的步骤利用选自压电器件、EMAT、脉冲激光器和柔性共振器的 装置完成。
30. —种确定流体油气比的方法，包括产生信号； 使信号穿过流体； 测量穿过流体的信号传播时间； 根据所测传播时间确定流体声速；和 根据流体声速计算流体的油气比。
31. 如权利要求30所述的确定流体油气比的方法，其中，流体为 井下原生流体。
32.如权利要求30所述的确定流体油气比的方法，其中，产生信 号的步骤利用选自压电器件、EMAT、脉冲激光器和柔性共振器的装 置完成。
全文摘要
一种根据流体声速测量值、流体密度测量值或两者确定地层流体性质的方法。流体性质包括压缩率、热传导率和油气比。流体压缩率等于声速平方与流体密度之积的倒数。可以通过声学的手段测量密度和声速。所述方法还包括处理数据的方式，包括使用Savitzky-Golay方法和利用可变阈值方法。
文档编号E21B47/00GK101268251SQ200680034550
公开日2008年9月17日 申请日期2006年7月31日 优先权日2005年8月1日
发明者R·迪福吉奥, 姚为民 申请人:贝克休斯公司