接收并测量来自岩心样品的排出气体的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及钻井操作，并且更具体地涉及接收并测量来自岩心样品的排出气体。
【背景技术】
[0002]诸如石油和天然气的烃常常驻留在地下地质地层内的各种形式中。常常，取岩心工具被用来获取从感兴趣地层取得的岩石的代表样品。所获取的此类岩石样品通常被称为“岩心样品”。岩心样品的分析和研究使工程师和地质学家能够评估重要的地层参数，诸如储层存储容量、形成地层的岩石的流动潜力、驻留在地层中的可恢复烃或矿物质的组分以及岩石的残余水饱和水平。例如，关于流体的量的信息可用于完井项目的随后设计和实现中，所述完井项目实现基于从岩心样本获取的数据被确定为在经济上有吸引力的被选择的地层和区域的生产。
【附图说明】
[0003]通过部分地参考以下描述和附图可理解本公开的一些具体的示例性实施方案。
[0004]图1A和图1B为示出根据本公开的多个方面的示例性钻井系统的图。
[0005]图2为示出根据本公开的多个方面的另一示例性钻井系统的图。
[0006]尽管本公开的实施方案已经得以描绘和描述并且通过参考本公开的示例性实施方案来加以限定，但是所述参考并不暗示对本公开的限制，并且不能推断出这样的限制。如本领域中的技术人员以及受益于本公开的人员将想到，所公开的标的物能够在形式和功能上存在许多修改、变更和等效形式。所描绘和描述的本公开的实施方案仅为示例性的，并非详尽说明本公开的范围。
【具体实施方式】
[0007]本公开总体涉及钻井操作，并且更具体地及接收并测量来自岩心样品的排出气体。
[0008]本文详细描述本公开的说明性实施方案。为了清晰起见，并非实际实现形式的所有特征都在本说明书中进行描述。当然应该理解的是，在任何这种实施方案的开发中，必须做出许多实现特定的决定以获得特定的实现目标，这些目标因不同的实现而不同。此外，应该理解的是，这种开发努力可能是复杂且耗时的，但是仍将是受益于本公开的本领域一般技术人员的常规任务。
[0009]为了促进更好理解本公开，给出某些实施方案的以下实例。以下实例决不应被理解为限制或限定本公开的范围。本公开的实施方案可应用于钻井操作，所述钻井操作包括但不限于目标(诸如邻近的井)跟踪，目标交叉，目标定位，诸如在SAGD(蒸汽辅助重力泄油)井结构中的井结对，针对井喷井而钻井减压钻井，跨河，结构隧道开挖，以及水平、垂直、偏离、多边、u形管连接、交叉、绕过(在中深被卡的落物周围钻井并返回到井下方)，或者任何类型地下地层中的其他非线性井筒。实施方案可应用于注入井和生产井，包括自然资源生产井例如硫化氢、烃类或地热井；以及用于过河隧道的钻孔建设和其他用于接近地面建设目的或用于流体比如烃类输送的U形管的管道的其他这样的隧道钻孔。下面关于一种实现描述的实施方案不欲具有限制性。
[0010]现代石油钻井和生产操作需要与井下参数和条件相关的信息。存在几种用于井下信息收集的方法，包括随钻测井(“LWD”)和随钻测量(“MWD”)。在LWD中，数据通常在钻井过程期间收集，从而避免移除钻井组件以插入线缆测井工具的任何需要。因此LWD允许钻机做出精确实时的修改或更正以优化性能同时最小化停机时间。MWD是用于当钻井继续时，测量井下关于钻井组件的运动和位置条件的术语。LWD更注重于地层参数测量。虽然在MWD和LWD之间可能存在区别，但是术语MWD和LWD经常交换地使用。为了本公开的目的，使用术语LWD时应理解这个术语包含地层参数的收集和与钻井组件运动和位置相关的信息的收集。
[0011]如本文所使用的术语“耦接”旨在意指间接或直接连接。因此，如果第一装置耦接至第二装置，所述连接可以是通过直接连接或通过借由其他装置和连接进行的间接机械或电连接。类似地，如本文所使用的术语“通信地親接(communicatively coupled) ”旨在意指直接或间接通信连接。这样的连接可以是有线或无线连接，例如像，以太网或LAN。这样的有线或无线连接对本领域技术人员是已知的并因此在本文将不再详细论述。因此，如果第一装置通信地耦接至第二装置，所述连接可以是通过直接连接或通过借由其他装置和连接进行的间接的通信连接。如本文中使用的不定冠词“一种/ 一个”被定义为意为其引入的一个或一个以上元件。如在权利要求以及本公开中使用的术语“气体”或“流体”不是限制性的并且被互换地用来描述气体、液体或任何其他类型的流体。
[0012]图1A和图1B为示出根据本公开的多个方面的示例性钻井系统100的图。钻井系统100包括定位在地层104上方的地面103上的钻塔101。虽然图1示出的钻塔101在陆地上，但钻塔101也可以在海上使用，并且地面103包括钻井平台。钻塔101可被耦接至钻井组件105，所述钻井组件105在地层104中的钻孔106内。钻井组件105可以包括钻柱107和底孔组件(BHA)108。如下文将描述的，钻柱107可包括多个管状节段，所述多个管状节段被串联地耦接以便限定内径，通过所述内径钻液可被栗送。BHA 108可包括遥测系统109、记录模块122、井下控制器110、岩心样品组件111以及钻头112。
[0013]遥测系统109可以通过泥浆脉冲、有线通信或无线通信与地面控制单元113通信。地面控制单元113可包括，例如，耦接至存储器装置的微处理器或控制器，所诉存储器装置包含一组指令。所述组指令在被处理器执行时可致使所述处理器执行特定动作。地面控制单元113可以使用泥浆脉冲或在遥测系统109处接收的其他通信介质向BHA 108的元件传递命令。同样地，遥测系统109可以从BHA 108中的元件向地面控制单元113传递信息。例如，在BHA 108内取得的地层104和钻孔106的井下测量可通过遥测系统109传递至地面控制单元113。
[0014]类似于地面控制单元113，井下控制器110可包括耦接至存储器装置的微处理器或控制器。井下控制器108可向BHA 108内的元件发布命令。可响应于来自地面控制单元113的单独命令发布所述命令，或者井下控制器110可在未受到地面控制单元113提示的情况下发布所述命令。在某些实施方案中，如下文将描述的，BHA 108的元件可包括电栗和可致动阀，所述电栗和可致动阀可响应于由井下控制器110或者地面控制单元113发布的命令。
[0015]钻井操作期间，钻井液可从地面储库114通过管道115被栗送入钻柱107。钻井液可流过钻柱107并且从钻头112退出，润滑并冷却钻头112的切割表面并且将钻肩从钻头112携带到地面103。钻井液可通过在钻井组件105与钻孔106的壁之间的环116回到地面103。钻井液可通过与环116流体连通的流动管道117回到地面储库114。
[0016]钻井操作可导致圆柱形的岩心样品151从地层104取得。钻头112可包括具有中心开口的取岩心钻头。钻头112可具有环绕中心开口的切割元件。随着钻头112旋转并且切割进入地层104，它可通过切割岩心样品151周围的地层104，但不是地层104的形成岩心样品151的部分来形成圆柱形岩心样品151。在某些实施方案中，岩心样品151可在地面103收回以便执行不能在井下执行的测试。在回到地面103的过程中，岩心样品可能经受其压力、温度或者几何形状的原始条件的变化，所述变化可允许流体和/或气体从岩心样品151中排出进入钻井组件105和钻孔106内的钻井液中。
[0017]根据本公开的多个方面，岩心样品151可被捕获在管状元件118中，并且具体地是在岩心室150。岩心室150可包括位于管状元件118内的一个室，所述室向钻孔106敞开并且基本上与钻头112中的中心开口对准。一旦岩心样品151被形成，它可与来自钻井操作的钻井液152—起在岩心室150中被捕获。钻井液152可至少部分地充满岩心室150。岩心样品151可在其移动至地面时保留在岩心室150内。在钻井系统100中，岩心样品151可被移动至地面并通过从钻孔106 “放入”或移除钻井组件105被收回。从岩心样品150排出的气体可悬浮在钻井液152内，如同由岩心室150中的气泡153所指示的。气体-钻井液分离器156可与岩心室150流体连通，可接收排出气体153与钻井液152的悬浮体中的排出气体153，并且可将所述排出气体153与所述钻井液分离用于存储和测试。
[0018]在所示出的实施方案中，管状元件118包括岩心样品组件111的内筒组件。岩心样品组件111可还包括外筒119，内筒组件118被至少部分地设置在所述外筒119中形成环120。内筒组件118可通过转环组件121旋转地耦接至外