CN102296949A - 高温高压动态钻井液烃类拉曼谱检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明的目的就是提供一种高温高压动态钻井液烃类拉曼谱检测仪。在变温变压环境下，考察高速流动钻井液的激光拉曼谱信号漂移影响因素，研究高温高压高流速状态下，钻井液内烃类的激光拉曼谱响应特征。该仪器不用做气液分离，利用高温高压强磁搅拌钻井液—烃类混合釜，实现高温、高压环境下钻井液非接触式直接检测，同时可以分析温度、压力、流场分布和浓度变化对检测结果的影响。

Description

高温高压动态钻井液烃类拉曼谱检测仪

技术领域：

本发明涉及一种钻井液烃类检测仪。 

背景技术：

钻井是油气勘探活动的主要手段，在钻井过程中，对井下情况的准确掌握有助于判断钻头运行轨迹是否朝着预定方向。在寻找油气层时，许多与钻井相关的决策大都基于钻遇地层的实际烃气含量。目前国内外还没有可供商业使用的直接和连续进行井底烃类含量测量的仪器。对井下随钻气体检测进行技术研究，将使地层烃类含量检测由地面转移到地下，可以实时获得地层含油气信息，判断储藏的性质和产能；该装置用于地面钻井液激光拉曼谱烃类检测，并可以实现实验室模拟井下随钻，对钻井液烃类进行检测。 

发明内容：

本发明的目的就是提供一种高温高压动态钻井液烃类拉曼谱检测仪。在变温变压环境下，考察高速流动钻井液的激光拉曼谱信号漂移影响因素，研究高温高压高流速状态下，钻井液内烃类的激光拉曼谱响应特征。该仪器不用做气液分离，利用高温高压强磁搅拌钻井液-烃类混合釜，实现高温、高压环境下钻井液非接触式直接检测，同时可以分析温度、压力、流场分布和浓度变化对检测结果的影响。 

附图说明

图1.高温高压流动探测钻井液烃类激光拉曼谱分析仪器(a-氦气；b-高压泵；c-进气阀；d-电动机；e-稳压阀；f-烃类泵入口；g-数据集成收发器；h-强磁耦合器；i-温度探测器；j-压力探测器；k-光学窗口；l-搅拌器；m-加热炉；n-烃类+药品+水；o-光纤探头；p-激光阵列；q-光谱仪；r-数据线；s-工作站；t-分析谱；u-水 泵入口；v-加药品入口) 

图2.光纤联接的拉曼谱探测系统(a-280nm激光器，b-480nm激光器，c-840nm激光器，d-1064nm激光器，e-光纤桥接器，f-中央输出光光纤，g-光纤束，h-合金外壳，i-蓝宝石窗口，j-聚光系统，k-拉曼谱输入光纤，i-滤波镜，m-谱仪) 

图3.高温高压流动探测钻井液烃类激光拉曼谱分析仪器核心搅拌釜(a-电动机；b-稳压阀；C-烃类入口；d-强磁耦合器；e-温度探测器；f-压力探测器；g-光学窗口；h-烃+药品+水；i-搅拌器；j-探测釜；K-加热炉；l-探头；m-激光阵列n-光谱仪) 

具体实施方式：

高温高压流动探测钻井液烃类激光拉曼谱分析系统(图1)包括激光拉曼系统(图2)、高温高压搅拌釜系统(图3)，该系统的测试步骤共包括六步： 

步骤一，获取变温变压纯烃激光拉曼谱，设定稳压阀压力，开启烃类泵入口，向搅拌釜中注入纯烃，开启加热炉，获取纯烃拉曼谱-温度数据对；调整压力，获取下一组纯烃的拉曼谱-温度数据对。 

步骤二，获取动态纯烃激光拉曼谱，设定稳压阀压力，开启烃泵入口，按照步骤一，设定温度-压力，开启强磁搅拌器，调整搅拌器速度，获取搅拌速度-拉曼谱数据对；调整温度-压力，获取下一 组纯烃的拉曼谱-搅拌速度数据对。 

步骤三，获取药品激光拉曼谱对温度、压力变化的响应信号，关闭搅拌釜的强磁搅拌器，在搅拌釜中放置药品支架，按照步骤一和步骤二，调整搅拌釜温度和压力，获取药品的激光拉曼谱-温度-压力数据集。 

步骤四，获取水和药品混合物对温度、压力和搅拌速度的响应信号，关闭烃类入口，按照步骤一和步骤二设定搅拌釜和温度、压力和搅拌速度，打开水泵入口和药品入口，调整水和药品的配比，获取拉曼谱-配比数据对；调整温度、压力和搅拌速度，获取下一组拉曼谱-配比数据对。 

步骤五，获取水、药品和烃类对温度、压力和搅拌速度的响应信号，按照步骤四设置搅拌釜，打开烃类入口，调整水-药品-烃类配比，获取拉曼谱-配比数据对；调整温度、压力和搅拌速度，获取下一组拉曼谱-配比数据对。 

步骤六，采用交叉验证方法，抽取谱线数据库中的谱线，利用谱线对比分析方法，获取反向烃类浓度数据，与实际数据对比调整。 

Claims (1)

1.本发明的目的就是提供一种高温高压动态钻井液烃类拉曼谱检测仪。在变温变压环境下，考察高速流动钻井液的激光拉曼谱信号漂移影响因素，研究高温高压高流速状态下，钻井液内烃类的激光拉曼谱响应特征。该仪器不用做气液分离，利用高温高压强磁搅拌钻井液-烃类混合釜，实现高温、高压环境下钻井液非接触式直接检测，同时可以分析温度、压力、流场分布和浓度变化对检测结果的影响。

步骤一，获取变温变压纯烃激光拉曼谱，设定稳压阀压力，开启烃类泵入口，向搅拌釜中注入纯烃，开启加热炉，获取纯烃拉曼谱-温度数据对；调整压力，获取下一组纯烃的拉曼谱-温度数据对；

步骤二，获取动态纯烃激光拉曼谱，设定稳压阀压力，开启烃泵入口，按照步骤一，设定温度-压力，开启强磁搅拌器，调整搅拌器速度，获取搅拌速度-拉曼谱数据对；调整温度-压力，获取下一组纯烃的拉曼谱-搅拌速度数据对；

步骤三，获取药品激光拉曼谱对温度、压力变化的响应信号，关闭搅拌釜的强磁搅拌器，在搅拌釜中放置药品支架，按照步骤一和步骤二，调整搅拌釜温度和压力，获取药品的激光拉曼谱-温度-压力数据集；

步骤四，获取水和药品混合物对温度、压力和搅拌速度的响应信号，关闭烃类入口，按照步骤一和步骤二设定搅拌釜和温度、压力和搅拌速度，打开水泵入口和药品入口，调整水和药品的配比，获取拉曼谱-配比数据对；调整温度、压力和搅拌速度，获取下一组拉曼谱-配比数据对；

步骤五，获取水、药品和烃类对温度、压力和搅拌速度的响应信号，按照步骤四设置搅拌釜，打开烃类入口，调整水-药品-烃类配比，获取拉曼谱-配比数据对；调整温度、压力和搅拌速度，获取下一组拉曼谱-配比数据对；

步骤六，采用交叉验证方法，抽取谱线数据库中的谱线，利用谱线对比分析方法，获取反向烃类浓度数据，与实际数据对比调整。

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