DE60003838T2 - System zur überwachung und kontrolle von asphaltenen - Google Patents

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
    • E21B37/06Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells using chemical means for preventing or limiting, e.g. eliminating, the deposition of paraffins or like substances
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Description

  • KREUZVERWEIS ZUR VERWANDTEN ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht Priorität von der vorläufigen Anmeldung 60/160,472, eingereicht am 21. Oktober 1999.
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein System zur Verwendung beim Ölfeld- und Pipelinebetrieb zur Überwachung und Steuerung von Asphalten-Niederschlägen bzw. -Ausfällen in Formationsflüssigkeiten. Diese Erfindung betrifft insbesondere ein System und ein damit einhergehendes Verfahren, mit dem bestimmt werden kann, ob Asphaltene, die aus einer Lösung in einem Bohrloch, einer Pipeline und dgl. ausfallen, im Inneren des Bohrlochs abgelagert werden.
  • 2. Stand der Technik
  • Viele Formationsflüssigkeiten, wie Petroleumflüssigkeiten, enthalten eine große Zahl an Bestandteilen mit einer sehr komplexen Zusammensetzung. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist eine Formationsflüssigkeit das Produkt aus einem Ölbohrloch von dem Zeitpunkt, an dem es hergestellt wird, bis es raffiniert wird. Einige der in einer Formationsflüssigkeit vorliegenden Bestandteile, zum Beispiel Wachs und Asphaltene, sind gewöhnlich unter Umgebungsbedin gungen, insbesondere unter Umgebungstemperaturen und -drücken, Feststoffe. Wachse umfassen vorwiegend hochmolekulare paraffinische Kohlenwasserstoffe, d.h. Alkane. Asphaltene sind gewöhnlich dunkelbraun bis schwarz gefärbte amorphe Feststoffe mit komplexen Strukturen und relativ hohem Molekulargewicht. Zusätzlich zu Kohlenstoff und Wasserstoff können Asphaltene in der Zusammensetzung auch Stickstoff, Sauerstoff und Schwefelspezies enthalten. Von üblichen Asphaltenen ist bekannt, daß sie eine gewisse Löslichkeit in der Formationsflüssigkeit selbst oder in bestimmten Lösungsmitteln, wie Schwefelkohlenstoff besitzen, aber in Lösungsmitteln, wie Leichtbenzinen, unlöslich sind.
  • Wenn die Formationsflüssigkeit aus einer Tiefenformation mit einer Röhre, einem Ventil oder anderer Produktionsausrüstung eines Bohrlochs in Kontakt kommt, oder wenn eine Abnahme der Temperatur, des Drucks oder eine Veränderung anderer Bedingungen vorliegt, können Asphaltene aus einem Bohrstrom oder der Formationsflüssigkeit ausfallen oder sich davon abtrennen, während sie in und durch das Bohrloch zum Bohrlochkopf fließen. Zwar ist jede Abtrennung oder jeder Niederschlag von Asphaltenen an sich unerwünscht, aber es ist viel schlimmer, wenn man die Asphalten-Niederschläge sich durch Anhaften an die Ausrüstung im Bohrloch ansammeln lässt. Jegliche auf den Bohrlochoberflächen haftenden Asphalten-Niederschläge können die Röhren verschmälern und Bohrlochperforierungen, verschiedene Strömungsventile und andere Ausrüstung an der Bohrstelle und im Bohrloch verstopfen. Dies kann zum Versagen der Bohrstellenausrüstung führen. Es kann außerdem den Strom von Formationsflüssigkeit in das Bohrloch und/oder aus dem Bohrlochkopf verlangsamen, verringern oder total verhindern.
  • Ebenso können unentdeckte Niederschläge und Ansammlungen von Asphaltenen in einer Pipeline zur Weiterleitung von Rohöl zu einem Versagen des Ölstroms und/oder zu Ausrüstungsversagen führen. In Rohöllagerungseinrichtungen -kann es zu Wartungs- oder Kapazitätsproblemen kommen, wenn Asphalten-Niederschläge für einen längeren Zeitraum unentdeckt bleiben.
  • Als Ergebnis dieser potentiellen Probleme werden oft während der Ölproduktion in Produktionslöchern, beim Bohren neuer Löcher oder bei der Überholung bestehender Löcher viele Chemikalien, die hier auch als "Additive" bezeichnet werden, einschließlich Lösungsmitteln, von einer Oberflächenquelle in die Löcher eingespritzt, um die Formationsflüssigkeiten zu behandeln, die durch diese Löcher fließen, und die Ausfällung von Asphaltenen zu verhindern oder zu steuern. Zusätzlich zur Steuerung von Asphalten-Niederschlägen werden Additive auch in Produktionslöcher eingespritzt, um unter anderem die Produktion durch das Bohrloch zu erhöhen und Ausrüstung im Bohrloch zu schmieren oder um Korrosion, Kesselstein, Paraffin, Emulsion und Hydrate zu bekämpfen.
  • All diese Chemikalien oder Additive werden gewöhnlich durch eine Rohrleitung oder eine Röhre eingespritzt, die von der Oberfläche bis in eine bekannte Tiefe verlegt wird. Chemikalien werden auch in Verbindung mit elektrischen versenkbaren Pumpen eingebracht, wie zum Beispiel im U.S.-Patent Nr. 4,582,131 beschrieben, das an den vorliegenden Rechtsnachfolger übertragen und hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, oder durch eine mit einem Kabel verbundene Hilfsleitung, die mit der elektrischen versenkbaren Pumpe verwendet wird, wie im U.S.-Patent Nr. 5,528,824 beschrieben, das an den vorliegenden Rechtsnachfolger übertragen und hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • Obwohl viel üblicher zur Minimierung von Paraffin-Ablagerungsproblemen eingesetzt, können Offenbarungen zufolge Asphalten-Niederschläge zwar nicht bekämpft, aber zumindest gemildert werden, indem der Ausrüstung Wärme zugeführt wird, um die Temperatur des Rohöls zu erhöhen, zum Beispiel auf eine Temperatur über dessen Trübungspunkt, die auch als Abscheidetemperatur bezeichnet wird, so daß Asphalten-Niederschläge verhindert oder zumindest minimiert werden. Ein umlaufendes Wärmeübertragungsfluid oder -medium wird gewöhnlich als Erhitzungsmittel verwendet, um die gewünschten Temperaturveränderungen zu erzielen.
  • Mehre andere Möglichkeiten zur Bewältigung der Probleme mit Asphalten-Niederschlag sind ebenfalls bekannt. Zum Beispiel offenbart U.S.-Patent Nr. 5,927,307 eine Vorrichtung zur umweltverträglichen Reinigung von Ölbohrlochbestandteilen einschließlich der Entfernung von Paraffin und Asphaltenen aus den Pumpgestängen der Gestängekolonne eines Ölbohrlochs. U.S.-Patent Nr. 5,795,850 offenbart ein Öl- und Gasbohrlochbetriebsfluid, das zur Solvatation von Wachsen und Asphaltenen verwendet wird, und das Verfahren zu dessen Verwendung. U.S.-Patent Nr. 5,827,952 offenbart eine Schallwellensensorvorrichtung und ein Verfahren zur Analyse einer Flüssigkeit mit Bestandteilen, die Ablagerungen auf dem Sensor bilden, wenn der Sensor unter eine Abscheidepunkttemperatur gekühlt wird.
  • Unabhängig davon, ob eine spezielle abschwächende, rückgängig machende oder vorbeugende Behandlung durchgeführt oder eine besondere Eigenschaft der Formationsflüssigkeit gemes sen wird, sind diese offenbarten Verfahren üblicherweise indirekt und beinhalten einen oder mehrere Schritte, die von einem Bediener manuell durchgeführt werden. Einige dieser Verfahren sind nicht sehr empfindlich oder erfordern zeitraubende Messungen oder Analysen im Labor. Wenn automatisierte Verfahren offenbart sind, wie im U.S.-Patent Nr. 6,087,662, erfordern diese Verfahren alternativ unerschwinglich teure Vorrichtungen und sind kompliziert und schwierig auf eine Feldanwendung anzuwenden. Folglich ist es schwierig und manchmal undurchführbar, den Vorgang der Überwachung und Steuerung von Asphaltenen an einer Bohrstelle oder in einem Pipelinesystem zu automatisieren.
  • Ein weiteres Problem bei dem Versuch, Asphalten-Niederschläge mit üblichen Verfahren zu steuern, ist, daß die Zyklusdauer zwischen den Zeiten, zu denen die Proben entnommen und die Messungen durchgeführt und, wenn nötig, irgendwelche Einstellungen einer bestimmten Behandlung vorgenommen werden, gewöhnlich recht lang sind. Als Ergebnis dieser langen Zyklusdauer ist es möglich und sogar wahrscheinlich, daß entweder für eine unnötige und teure Überbehandlung zuviel Additiv hinzugegeben oder für eine Unterbehandlung zu wenig hinzugefügt wird, was entweder zu verschwendeten Chemikalien oder übermäßigen, unerwünschten Asphalten-Niederschlägen oder zur Abtrennung von der Formationsflüssigkeit führt. Das gleiche Problem besteht, wenn die Temperatur der Formationsflüssigkeit zur Steuerung von Asphalten-Niederschlägen und -abtrennung verwendet wird. Es kann entweder zur Unterhitzung oder Überhitzung eines Ausrüstungsteils an einem Ölbohrloch oder einem Pipelinesystem kommen, was zu nicht ausreichendem Erhitzen oder unnötiger Energieverschwendung führt.
  • WO 98/57030 an Michael H. Johnson et al. offenbart ein Steuersystem für die Chemikalienbehandlung eines Ölfeldbohrlochs. Darin ist offenbart, daß Sensoren im Bohrloch zur Steuerung der Einspritzung von Chemikalien in ein Bohrloch verwendet werden können. U.S.-Patent Nr. 5,754,722 an Peter J. Melling offenbart die Verwendung einer faseroptischen spektroskopischen Sonde zur Verwendung mit einem Fourier-Transformations-Infrarot-Spektrometer für das Messen der Absorption von Infrarotenergie durch eine Probe.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein System bereit, das einen oder mehrere Sensoren zum Messen, direkt und in Echtzeit an der Bohrstelle oder in einer Pipeline, einer relativen Konzentration von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit oder einem Rohöl verwendet. Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein System bereit, das den Unterschied zwischen der relativen Asphaltenkonzentration in der Formationsflüssigkeit, die am Bohrlochkopf gewonnen wurde, und derjenigen mißt, die von der Formation in das Bohrloch gelangt. Wenn der Unterschied größer als ein vorbestimmter Bereich ist, wird ein Signal von einer Steuervorrichtung oder einem Steuergerät an eine Vorrichtung übertragen, welche die Behandlung hinsichtlich der Unterdrückung, Steuerung, Hemmung oder anderweitige Abschwächung von Asphalten-Niederschlägen einstellt. Es wird ebenfalls in Betracht gezogen, daß die vorliegende Erfindung zur Überwachung von Asphaltenen in Pipelines, die Öl von einer Stelle zu einer anderen transportiert, und zur Steuerung der nötigen Behandlungen verwendet werden kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Unter einem Aspekt ist die vorliegende Erdfindung ein System zur Bestimmung der relativen Konzentration von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit aus direkt am Ort gemachten Messungen an der Formationsflüssigkeit, die aus einer Tiefenformation gewonnen wird, welches umfaßt: einen Flüssigkeitsströmungsweg zum Strömen-lassen der aus einer Tiefenformation gewonnenen Formationsflüssigkeit, einen mit der Formationsflüssigkeit im Flüssigkeitsströmungsweg verbundenen Sensor, der Daten entsprechend der relativen Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit im Flüssigkeitsströmungsweg liefert, und einen Prozessor, der aus den Daten die Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit bestimmt.
  • Unter einem anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Überwachung der relativen Konzentration von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit, das die Schritte umfaßt: Bestimmen einer relativen Konzentration von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit, die durch einen Flüssigkeitsströmungsweg zur Gewinnung der Formationsflüssigkeit aus einer Tiefenformation geleitet wird, Durchführen einer anschließenden Bestimmung der relativen Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit und Vergleichen der relativen Konzentrationen von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit, wobei die Bestimmungen der relativen Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit am Ort unter Verwendung eines Prozessors in Echtzeit oder nahezu Echtzeit vorgenommen werden.
  • Unter noch einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung der Ausfällung von Asphaltenen aus einer Formationsflüssigkeit, das die Schritte umfaßt: Bestimmen einer relativen Konzentration von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit, die durch einen Flüssigkeitsströmungsweg zur Gewinnung der Formationsflüssigkeit aus einer Tiefenformation geleitet wird, Durchführen einer anschließenden Bestimmung der relativen Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit und Vergleichen der relativen Konzentrationen von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit, wobei die Bestimmungen der relativen Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit am Ort unter Verwendung eines Prozessors in Echtzeit oder nahezu Echtzeit vorgenommen werden, und das ferner das Pumpen von Additiven in die Formationsflüssigkeit umfaßt, wenn der Unterschied in den relativen Konzentrationen von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zum genaueren Verständnis und zur besseren Würdigung der vorliegenden Erfindung soll Bezug auf die folgende eingehende Beschreibung der Erfindung und die bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen werden.
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Bohrstellensystems zur Überwachung der Menge an Asphaltenen, die den Bohrlochkopf erreichen, und zur Injektion von Chemikalien als Reaktion auf die gemessenen Mengen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt ein repräsentatives Extinktionsspektrum, das verschiedenen Mengen an Asphaltenen in Xylolen entspricht.
  • 3 zeigt ein repräsentatives Extinktionsspektrum von verschiedenen Mengen an Asphaltenen in Toluol.
  • 4 zeigt eine typische Korrelation der gemessenen Extinktion mit dem Asphaltengehalt, bezogen auf das Gewicht.
  • 5 zeigt die Wirkungen bestimmter Lösungsmittel auf die relative Asphaltenkonzentration einer Rohölprobe und die sich daraus ergebenden Veränderungen in den UV-Extinktionsspektren der Probe.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung von Asphaltenen. Das System kann an einer Bohrstelle, einer Pipeline und anderen Stellen verwendet werden, wo Formationsflüssigkeit, Öl oder andere komplexe Gemische, die Asphaltene enthalten, hergestellt, transportiert, gelagert oder verwendet werden.
  • Eine erste direkte Messung einer ersten relativen Asphaltenkonzentration wird durchgeführt. Diese erste Messung wird mit einer zweiten direkten Messung verglichen, die in zeitlicher oder physikalisch-räumlicher Hinsicht sekundär in Bezug auf die erste Messung ist, um zu analysieren oder zu bestimmen, ob ein Unterschied zwischen den beiden Messungen besteht. Wenn es keinen Unterschied gibt oder der Unterschied in einem vorbestimmten Bereich liegt, wird ein Signal an eine Steuervorrichtung oder Steuervorrichtungen gesendet, welche die sich mit Asphaltenen befassenden Be handlungen steuert/steuern, so daß die gegenwärtige oder bestehende Behandlung beibehalten wird.
  • Wenn der Unterschied der Messungen außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, zeigt dies an, daß eine unerwünschte Menge an Asphaltenen ausgefällt wurde und, je nachdem, irgendwo im Bohrloch, in der Pipeline, der Transport- oder Lagerungseinrichtung festgehalten wurde. Asphaltene haften bekanntlich an verschiedenen Oberflächen, nachdem sie aus dem Bohrstrom, Ölstrom oder in einer Lagerungseinrichtung ausgefallen sind. In diesem Fall wird ein Signal von der Steuervorrichtung oder den Steuervorrichtungen gesendet, daß die Einstellungen oder die Raten eingestellt werden müssen, um die Asphaltene zu steuern, zu verhindern, zu hemmen oder anderweitig abzuschwächen. Die Einstellungen erfolgen je nach der Art und Größe des Unterschieds. In den meisten Fällen sind zusätzliche Chemikalien, Additive und Lösungsmittel oder höhere Temperaturen erforderlich, um weitere Niederschläge von Asphaltenen aus der Formationsflüssigkeit zu verringern oder zu beseitigen.
  • Eine andere Weise zu bestimmen, ob Veränderungen oder Einstellungen einer Behandlung, wie einer chemischen Einspritzung, vorgenommen werden müssen, ist ein Vergleich der Konzentration an Asphaltenen im Strömungsweg mit einer Bezugskonzentration. Vorzugsweise ist der Bezug eine Messung der Asphaltene in einer Probe der Reservoirflüssigkeiten oder von Rohöl, die hergestellt oder transportiert werden, wobei die Asphaltenkonzentration ein annehmbares Niveau aufweist. Wenn die relative Konzentration an Asphaltenen im Strömungsweg signifikant niedriger ist als die Bezugskonzentration, ist dies ein Hinweis, das Asphaltene ausgefallen sind, so daß Veränderungen der Behandlung notwendig sind.
  • Viele verschiedene chemische, physikalische und spektroskopische Weisen zur Bestimmung und Messung der Konzentration von Asphaltenen in einem komplexen Gemisch, wie Öl, werden im Labor eingesetzt. Asphaltenmessungen in Echtzeit oder im wesentlichen in Echtzeit an Ort und Stelle sind bevorzugt und werden daher von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Für erfindungsgemäße Zwecke erfolgen Maßnahmen am Ort in großer Nähe zu der asphaltenhaltigen Formationsflüssigkeit, die erfindungsgemäß überwacht wird. Zwar kann jedes Verfahren zur Durchführung dieser Messungen, das dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, aber vorzugsweise werden eine faseroptische ATR-Sonde (ATR = attenuated total reflectance, abgeschwächte Totalreflexion) und ein Spektralphotometer für UV-/sichtbares Licht zur direkten Messung der Mengen an Asphaltenen in einem Bohrstrom, einer Formationsflüssigkeit oder einem Rohöl verwendet, indem die Extinktionen in einem Wellenlängenbereich von etwa 200 nm bis etwa 2000 nm gemessen und die Ergebnisse dann zur Datenanalyse zu einer Datensammlungs- und -verarbeitungsschaltung oder -vorrichtung geleitet werden, wie einer Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis oder einem Computer. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck ATR-Vorrichtung eine Abgeschwächte-Totalreflexions-Vorrichtung einschließlich einer Sonde und einer Vorrichtung zur Messung der Extinktion eines Materials in Kontakt mit der Sonde.
  • Eine ATR ist für die Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt, weil sie sowohl Messungen im Labor als auch direkte Messungen in Echtzeit der Extinktion eines hochopaken oder gefärbten Fluids oder einer Flüssigkeit inner halb eines Verfahrens ermöglichen. Formationsflüssigkeiten, wie Rohöl, die Asphaltene enthalten, sind gewöhnlich opak und dunkel. Für die vorliegende Erfindung geeignete ATR-Sonden können an verschiedenen Stellen in den Strömungswegen der Formationsflüssigkeit untergebracht werden, sei es in einem Bohrloch, in einer Pipeline oder in anderen Überführungsleitungen, so daß Asphaltenkonzentrationsdaten gesammelt werden können.
  • Die Ablesungen der Extinktionsspektren einer typischen Formationsflüssigkeit, wie eines Bohrstroms, erfolgen bei einer Wellenlänge im Bereich von etwa 200 nm bis etwa 2000 nm, die gewöhnlich als die ultravioletten oder UV-, sichtbaren oder VIS- und Nahinfrarot- oder NIR-Spektralbereiche bekannt sind. Für die vorliegende Erfindung reicht ein bevorzugter Wellenlängenbereich von etwa 220 nm bis etwa 1000 nm. Stärker bevorzugt reicht der Wellenlängenbereich von etwa 220 nm bis etwa 800 nm und am stärksten bevorzugt von etwa 240 nm bis etwa 400 nm.
  • Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird eine Probe mit einer ATR analysiert, wobei ein Lichtstrahl, eine Form einer elektromagnetischen Welle, von einer Quellenlampe an einen Sensor mit einer freiliegenden Oberfläche geschickt wird, die in Kontakt mit der Formationsflüssigkeit in einer Kammer angebracht ist, und das transmittierte Licht an einen Filter/Detektor zurückgesandt wird. Mit den richtigen Verschaltungen und den damit verbundenen Instrumenten sowie der damit verbundenen Elektronik können die Signale einer gemessenen Extinktion unter Verwendung optischer Fasern angemessen an eine Steuervorrichtung übertragen werden, die Spektraldaten speichert, analysiert und/oder vergleicht. Das unter Verwendung einer ATR erhal tene Extinktionsspektrum wird mit Hilfe geeigneter Computerprogramme oder einer anderen Verarbeitungsvorrichtung analysiert und verglichen. Die Weglänge kann je nach der Wellenlänge des verwendeten Lichts variieren. Eine Korrelations- oder Kalibrierungskurve kann in situ festgelegt werden, um die Mengen an Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit als Funktion der Extinktion zu bestimmen. Periodische in-situ- oder ex-situ-Kalibrierungen können vorgenommen werden, um die Genauigkeit der Messungen sowie die Korrelationen zu bestimmen. Zusätzlich können die Asphaltenmessungen gegen Luft, Toluol, Xylole oder andere geeignete Substanzen durchgeführt werden.
  • Es ist wichtig, die ATR-Sonde so auszuwählen, daß sie bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Zum Beispiel kann eine Sonde in einem Bohrloch korrosiven Bedingungen und hohen Temperaturen und/oder Drücken ausgesetzt sein. Die Optik der Sonde sollte derart sein, daß sie sich nicht zersetzt oder getrübt wird. Zum Beispiel besteht die Optik einer für die vorliegende Erfindung geeigneten Sonde vorzugsweise aus Saphir.
  • Die Extinktion von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit kann auf verschiedene Weisen ausgedrückt werden. Sie kann als Einzelpunktdaten bei einer ausgewählten Wellenlänge, bei einer Mehrzahl von Wellenlängen innerhalb des hier offenbarten Bereichs, als gesamtes Spektrum zwischen zwei Wellenlängen oder eine Kombination davon bestimmte werden.
  • Für ein erfindungsgemäßes System ist bevorzugt, daß mindestens zwei Sonden zur Gewinnung von mindestens zwei direkten ATR-Meßsignalen vorliegen. Zum Beispiel wird im Fall eines erfindungsgemäßen Systems, das als Überwachungsvorrichtung in einem Ölbrunnen eingesetzt wird, mindestens eine Sonde im Strom der Flüssigkeit, die an der Bohrstelle gewonnen wird, in einem Flüssigkeitsströmungsweg untergebracht, bevor die Formationsflüssigkeit für die Verarbeitung und den Transport gesammelt wird. Gewöhnlich gibt es einen Prozessor am Ort, der die Daten handhabt. Die aus direkten ATR-Messungen des Asphaltengehalts in der Formationsflüssigkeit, welche in die Perforierungen des Bohrlochs eintritt und den Bohrlochkopf verlässt, sowie, die in einem Flüssigkeitsströmungsweg erhaltenen Daten werden gesammelt, analysiert und verglichen. Die Sondendaten werden an der Bohrstelle verarbeitet, so daß die Asphaltenkonzentration in der Flüssigkeit bestimmt und mit der erwarteten Menge verglichen wird.
  • Der Vergleich von relativen Asphaltenkonzentrationen kann unter Verwendung eines Prozessors erfolgen. Die erwartete Menge kann aus Analysen von früheren Flüssigkeitsproben und/oder aus Modellen bestimmt werden. Wenn die Menge an Asphaltenen in der am Bohrlochkopf gewonnenen Formationsflüssigkeit kleiner als die erwartete Menge ist, kann vernünftigerweise geschlossen werden, daß (a) einige Asphaltene aus der Formationsflüssigkeit zwischen den Perforierungen, an denen die Formationsflüssigkeit in das Bohrloch und den Bohrlochkopf eintritt, ausgefallen sind und sich davon abgetrennt haben, und (b) die Asphaltene an einer Oberfläche haften geblieben sind oder sich an bestimmten Stellen im Bohrloch oder anderen Stellen im Bohrloch angesammelt haben. Je nachdem, wie viel der Asphaltene ausgefallen ist, kann es notwendig sein, verschiedene abschwächende, steuernde oder hemmende Behandlungen, wie Einspritzungen von Additiven oder Verändern von Temperaturen, zu verändern oder einzustellen. Zwar sind jegliche Niederschläge uner wünscht, aber es kann einen Bereich geben, in dem Niederschläge toleriert werden können. Anstelle der Analyse von Flüssigkeitsproben und/oder Modellbildung zur Bestimmung der erwarteten Asphaltenkonzentration in einer Formationsflüssigkeit kann eine zweite ATR-Sonde nahe der Produktionszone in einem Bohrloch angebracht werden, so daß eine direkte Messung der in das Bohrloch gelangenden Asphaltene bereitgestellt wird. Der Vergleich der Messungen im Bohrloch und an der Oberfläche liefert ein genaues Maß für die Menge an Asphaltenen, die im Bohrloch aus der Lösung ausfallen, sowie für die korrigierenden Handlungen, die zur Abschwächung dieser Niederschläge erforderlich sind. Die gleiche Oberflächenausrüstung kann zur Verarbeitung von Daten von der ATR-Sonde im Bohrloch verwendet werden.
  • Bei einem System, das eine Rohöl transportierende Pipeline überwacht, liegen vorzugsweise ebenfalls zumindest zwei ATR-Sonden vor. Vorzugsweise ist mindestens eine erste Sonde an einer Stelle angebracht, um einen ersten Asphaltengehalt stromaufwärts im Pipelinetransportsystem zu messen. Es ist ebenfalls bevorzugt, daß mindestens eine zweite Sonde stromabwärts der ersten Sonde vorliegt, die einen zweiten Asphaltengehalt mißt. Es ist vom Umfang der Erfindung umfaßt, daß eine Mehrzahl Sonden zur Überwachung einer langen Pipeline und/oder von deren verbundener Ausrüstung verwendet wird, so daß bestimmt wird, (a) ob die Asphaltene ausgefallen sind, (b) wo die Asphaltene ausgefallen sind, (c) ob eine Behandlung benötigt wird oder geändert werden muss, und (d) welches das richtige Behandlungsniveau ist.
  • Wie vorstehend erläutert, kann es eine Mehrzahl Sonden zur Überwachung der Asphaltenkonzentration im gleichen Bohrloch oder in der gleichen Pipeline geben. Innerhalb der erfin dungsgemäßen Ausführungsform gibt es außerdem eine Mehrzahl Sonden, die mehrere Bohrlöcher oder Pipelines gleichzeitig überwacht. Die gemessene Extinktion und die entsprechenden Signale können zur gleichen oder zu verschiedenen Datenverarbeitungseinrichtungen geschickt werden, welche die Signale vergleichen und bestimmen, ob ein Unterschied im Asphaltengehalt zwischen dem der Formationsflüssigkeit, die in das Bohrloch oder die Pipeline eintritt, und demjenigen an anderen Stellen des Bohrlochs oder der Pipeline vorliegt. Wenn es keinen Unterschied gibt oder der Unterschied klein ist und in einem vorbestimmten Bereich liegt, werden Befehle an eine oder mehrere Steuervorrichtungen gesendet, welche die gegenwärtige Behandlung ohne jegliche Änderungen beibehalten. Wenn der Unterschied größer als der vorbestimmte Bereich ist, werden Befehle an die Steuervorrichtung oder Steuervorrichtungen geschickt, damit die gegenwärtigen Behandlungen in Übereinstimmung mit dem Unterschied verändert werden. Beispiele für Behandlungen sind u.a. Einspritzungen von Additiven, Einspritzung von Lösungsmitteln, die für die vorliegende Erfindung ebenfalls als Chemikalien oder Additive betrachtet werden können, Einstellung von Temperaturen von Rohrleitungen, Ventilen und verschiedenen anderen Ausrüstungsgegenständen oder Kombinationen davon.
  • Es gibt andere Bezüge, die zur Bestimmung des Unterschieds in den Asphaltenkonzentrationen verwendet werden können. Ein solcher Bezug ist eine berechnete Zahl. Diese Zahl kann durch Verfahren, wie eine theoretische Berechnung, durch Extrapolation oder Interpolation einer Kalibrierungskurve und andere erhalten werden. Ein weiterer und bevorzugter Bezug ist eine Laboranalyse der Asphaltene in der tatsächlichen Flüssigkeit, die überwacht werden soll. Wenn es schwierig oder nicht ökonomisch ist, eine Sonde im Bohrloch anzubringen, ist eine diskontinuierliche Probennahme und Analyse der Formationsflüssigkeit im Bohrloch ein annehmbarer erfindungsgemäßer Bezug. Von der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls die Verwendung einer vorherigen Analyse des gleichen oder eines anderen Überwachungssystems als Bezug zur Bestimmung des Unterschieds in den Asphaltenkonzentrationen umfaßt.
  • Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindungen wird ein vorbestimmter Bereich für eine Veränderung in der relativen Asphaltenkonzentration einer Flüssigkeit dazu verwendet, Handlungen auszulösen oder nicht auszulösen, um Niederschläge von Asphaltenen aus einer Formationsflüssigkeit zu steuern. Dieser vorbestimmte Bereich kann auf viele verschiedene Weisen oder sogar auf eine Kombination von Weisen vorgeschrieben werden, weil er von dem Punkt abhängt, an dem Asphaltene aus einer Formationsflüssigkeit ausfallen, die selbst einer Reihe von Faktoren unterliegt. Die Faktoren, welche Asphalten-Niederschläge beeinflussen, umfassen die Zusammensetzung der Formationsflüssigkeit, die Asphaltenkonzentration in einer bestimmten Formationsflüssigkeit, die Schwankungen des Asphaltengehalts in der Formationsflüssigkeit, die Ausrüstung, die Bohrlochvorgeschichte, die Genauigkeit der verwendeten ATR, die Betriebserfahrung einer bestimmten Bohrloch- oder Pipeline- oder Lagerungseinrichtung, die Wirksamkeit einer bestimmten Behandlung für eine Bohrloch- oder Pipeline- oder Lagerungseinrichtung und viele weitere Faktoren.
  • Ein Beispiel für eine Weise, auf die ein vorbestimmter Bereich festgelegt werden kann, stammt aus der Betriebserfahrung, daß bestimmte Asphaltenmengen, die in der Formations flüssigkeit gefunden und am Bohrlochkopf gemessen werden, annehmbar sind, sogar wenn sie sich von der im Bohrloch gemessenen Menge unterscheiden. Es ist ebenfalls möglich, den vorbestimmten Bereich durch Festlegen eines relativ Prozentsatzes der Veränderung festzulegen. Für die vorliegende Erfindung ist ein geeigneter vorbestimmter Bereich auf relativer Basis ein Unterschied in der relativen Asphaltenkonzentration unter etwa 15%. Wenn zum Beispiel die Bezugs-Asphaltenkonzentration 4 Gew.% beträgt, löst eine gemessene Asphaltenkonzentration von 3,2 Gew.% in der Formationsflüssigkeit am Bohrlochkopf eine Veränderung der Behandlung aus, weil sie eine relative Änderung von 20% darstellt. Alternativ kann eine Veränderung von ± 0,5 Gew.% als vorbestimmter Bereich verwendet werden. In dem vorstehenden Beispiel mit 4 Gew.% löst eine in der Formationsflüssigkeit am Bohrlochkopf gemessene Asphaltenkonzentration zwischen 3,5 Gew.% und 4,5 Gew.% keinen Befehl zur Änderung der gegenwärtigen Behandlung zur Steuerung von Asphaltenen aus. Die erfindungsgemäße Ausführungsform umfaßt ebenso, daß kein fester Bereich verwendet wird. Anders gesagt, muss der Bereich möglicherweise verändert werden, so daß sich Zugabeerfahrung, die während des Betriebs erlangt wurde, oder Veränderungen in den Behandlungsverfahren, Veränderungen im Produktionsverfahren usw. widerspiegeln.
  • Weil alle erfindungsgemäßen Schritte und Messungen, ausgenommen die Überprüfung der Genauigkeit der Sensoren oder Sonden, keinen Eingriff durch einen Bediener erfordern, kann die vorliegende Erfindung mit geeigneten Computervorrichtungen, wie Computern, Signalgebern und -empfängern, Computerprogrammen oder Software zur Durchführung der benötigten Berechnungen und Datenvergleiche, und anderen notwendigen mechanischen Vorrichtungen, die nicht-manuell ge steuert werden können, wenn sie elektromagnetische, elektrische, elektronische oder mechanische Befehle, Anweisungen oder Signale erhalten, automatisiert werden.
  • Zwar werden Sensoren oder Sondern zur Bereitstellung direkter Messungen von Asphaltenen in Echtzeit verwendet, aber es ist nicht erforderlich oder notwendig, daß die Messungen andauernd erfolgen. Für die vorliegende Erfindung können die Sensoren oder Sonden auf viele verschiedene Weise betrieben werden, kontinuierlich, semikontinuierlich, diskontinuierlich, als Charge oder Kombinationen davon. Die Zusammensetzung der Formationsflüssigkeit und Veränderungen in der Zusammensetzung, Betriebserfahrung und Wartungsanforderung sind einige der Faktoren, welche die Wahl beeinflussen, wie oft die Messungen durchgeführt werden. Außerdem ist ebenfalls von Umfang der Erfindung umfaßt, daß ein unterschiedliches Signal an eine Maschine oder einen Computer oder eine andere Form der Datenverarbeitungsvorrichtung, d.h. einen Prozessor, an einem entfernten Ort übertragen werden kann, und als Reaktion auf den beobachteten Unterschied eine Entscheidung zur Einstellung des Outputs einer Vorrichtung für eine bestimmte Behandlung direkt zu der Vorrichtung oder zurück zur Steuervorrichtung gesendet wird, die dann einen geeigneten Befehl an die Vorrichtung sendet.
  • Eine Schritt-für-Schritt-Beschreibung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird anhand von 1 vorgenommen. 1 ist ein schematisches Diagramm eines Systems 100, wobei die Asphaltene mit einem oder zwei Sensoren überwacht werden, von denen sich einer an der Oberfläche des Bohrlochkopfes und der andere im Bohrloch neben dem Eintrittspunkt der Formationsflüssigkeit in das Bohrloch befindet.
  • Die Asphaltene werden durch eine Behandlung unter Verwendung von Additiv- oder Lösungsmitteleinspritzungen gesteuert. Das System 100 ist unter einem Aspekt so dargestellt, daß es ein Bohrloch 11 mit einem oberen Gehäuse 65, das eine kurze Strecke unter die Oberfläche 12 ragt, und einer Auskleidung 55 umfaßt, die in die Bohrlochtiefe 13 reicht und eine Reihe von im-Bohrloch-Sensoren 5 zur Überwachung der Leistung des Bohrlochs 11 und anderer Eigenschaften der Formationsflüssigkeit 20 von der Produktionsformation 15 umfaßt, die durch eine Mehrzahl von Perforierungen 25 strömt und durch Siebe 30 in eine Produktionsrohrleitung 60 gelangt. Ein unteres Dichtungsstück 10 und ein oberes Dichtungsstück 40 im Inneren des Rings 70 unterhalb und oberhalb der Perforierungen 25 isolieren die Produktionszone 15. Die Siebe 30 tragen zum Ausfiltrieren von losen Teilchen und anderen Feststoffen in der Formationsflüssigkeit 20 bei. Die Bohrlochflüssigkeit 50 strömt im Inneren der Produktionsrohrleitung 60 aufwärts. Ein ATR-Sensor 35 befindet sich im Bohrloch neben den Perforierungen 25 und liefert eine direkte Messung der Menge an Asphalten in der Formationsflüssigkeit, die in das Bohrloch 11 eintritt. Der Sensor 35 ist mit einer im-Bohrloch-Daten/Strom-Nachrichtenverbindung 45 verbunden, die ein Signal 190 an eine Steuervorrichtung 145 an der Bohrstelle sendet. Geeignetes ATR-Licht im UV-, VIS- und/oder NIR-Bereich wird dem ATR-Sensor 35 von der Steuervorrichtung 145 an der Bohrstelle über die Verbindung 45 zugeleitet.
  • Wenn die Bohrflüssigkeit 120 die Oberfläche 12 erreicht, gelangt sie durch eine freiliegende Oberfläche 140 eines ATR-Rsphaltenmeßsensors 125, bevor sie in eine Kohlenwasserstoffverarbeitungseinrichtung 130 an der Bohrstelle eintritt. Der Ausstrom aus der Kohlenwasserstoffverarbeitungs einrichtung 130 wird in eine Pipeline 135 oder andere geeignete Transportsysteme entlassen.
  • Die Signale vom ATR-Sensor 125 werden an eine Steuervorrichtung (einen Prozessor) 145 an der Bohrstelle gesendet, die mit verschiedenen Programmen und Modellen 150 in Wechselwirkung tritt. Die Steuervorrichtung 145 an der Bohrstelle bestimmt die Menge oder Konzentration der Asphaltene, die im Bohrstrom 120 vorliegen, auf der Basis von Programmen, die ihr bereitgestellt werden. Die Steuervorrichtung 145 vergleicht die direkt gemessenen Mengen mit der erwarteten Menge. Wenn ein im-Bohrloch-Sensor, wie der Sensor 35, verwendet wird, dann korreliert die Steuervorrichtung 145 unter Verwendung der Programme 150 die Signale 190 vom Sensor 35 mit einem Signal 190 von 140 mit den entsprechenden Asphaltenkonzentrationen in der Bohrflüssigkeit 120 am Bohrlochkopf und der Bohrflüssigkeit 50 nahe der Perforierungen 25 im Bohrloch. Auf der Basis dieser Vergleiche oder Korrelationen bestimmen die Programme und Modelle 150 außerdem, (a) ob diese verschieden sind; (b) ob der Unterschied einen vorbestimmten Bereich überschreitet und (c) wie eine Behandlungseinstellung, wenn überhaupt, als Reaktion auf den Unterschied benötigt wird. Wenn es keinen Unterschied gibt oder der Unterschied den vorbestimmten Bereich nicht überschreitet, dann nimmt die Steuervorrichtung 145 keine Einstellung oder Veränderungen an der Pumpengeschwindigkeit 110 vor, welche die Additive 105 von einer Quelle 106 liefert. Wenn der Unterschied den Bereich überschreitet, verändert die Steuervorrichtung 145 die Geschwindigkeit der Pumpe 110, um die Menge der Chemikalie 105 durch Erhöhen oder Senken der Menge an Additiven von der Additivquelle 106 an die gewünschten Mengen anzupassen, so daß der übermäßige Asphalten-Niederschlag und die über mäßige Asphaltenabtrennung unterdrückt, gesteuert oder abgeschwächt werden. Die Chemikalien 105 werden in das Bohrloch 116 über eine Leitung in eine geeignete Tiefe, gewöhnlich in die Nähe der Perforierungen, entlassen.
  • Ein Genauigkeitsmeßgerät 115, wie ein Taumelscheiben- oder Verdrängungsmeßgerät, in der Additivzuführleitung 117 liefert der Steuervorrichtung 145 Messungen für die Menge an Additiv 105, die dem Bohrloch zugeführt wird. Gegebenenfalls können Informationen von der Steuervorrichtung 145 an der Bohrstelle zu einer Fernsteuervorrichtung (einem Prozessor) 160 gesendet werden, die mit verschiedenen Programmen und Modellen 170 in Wechselwirkung tritt. Wie 150, so korrelieren auch die Programme und Modelle 170 die Signale 190 vom Sensor 35 mit einem Signal 195 von 140 mit den entsprechenden Asphaltenkonzentrationen in der Bohrflüssigkeit 120 am Bohrlochkopf und der Bohrflüssigkeit 50 in der Nähe der Perforierungen 25 im Bohrloch. Auf der Basis dieser Korrelationen bestimmen die Programme und Modelle 170 außerdem, (a) ob diese verschieden sind; (b) ob der Unterschied einen vorbestimmten Bereich (Wert) überschreitet und (c) wie eine Behandlungseinstellung, wenn überhaupt, als Reaktion auf den Unterschied benötigt wird. Geeignete Anweisungen 165 werden als Reaktion auf die Messungen an die Steuervorrichtung 145 an der Bohrstelle gesendet, die diese Anweisungen an die Pumpe 110 und/oder das Meßgerät 115 weiterleitet.
  • Alle Signale und/oder Anweisungen von Computern oder Steuervorrichtungen können mit üblichen Verfahren, wie geeigneten Kabeln, optischen Fasern usw., miteinander vernetzt werden. Alternativ sind auch drahtlose Vernetzungen von der erfindungsgemäßen Ausführungsform umfaßt. Alle Messungen, Vergleiche und anderen Arbeitsgänge können mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen automatisiert werden. Das System 100 kann ein vollständig automatisiertes System sein. Es ist ebenfalls möglich, manuelle Eingriffe durch einen Bediener an der Bohrstelle und/oder an einem entfernten Ort durchzuführen. Wenn eine Fernsteuervorrichtung (ein Prozessor) 160 verwendet wird, können die Programme 170 und 150, die sich im gleichen oder in verschiedenen Computersystemen befinden, außerdem als gegenseitiger Sicherungsprozeß verwendet werden.
  • Wie zuvor erläutert, ist es optional, eine Mehrzahl an chemischen Quellen und entsprechenden Pumpen und Meßvorrichtungen zur Zuführung verschiedener Additive oder Chemikalien oder Lösungsmittel einzusetzen. Diese können einzeln oder in Verbindung miteinander durch eine oder mehrere Steuervorrichtungen, wie 145 und 160, gesteuert werden. Ebenfalls vom Umfang der Erfindung umfaßt ist die Verwendung der gleichen oder verschiedener Steuervorrichtungen-Prozessoren 145 und 160, an der Bohrstelle (am Ort) oder entfernt, zur gleichzeitigen Steuerung des Betriebs von zwei oder mehr Bohrlöchern.
  • Es sollte außerdem beachtet werden, daß zwar ein Teil der vorstehenden Offenbarung einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung oder in den beigefügten Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen betrifft, daß für den Fachmann aber verschiedene Modifikationen ersichtlich und erkenntlich sind. All diese Variationen innerhalb des Umfangs der Patentansprüche sollen von der vorstehenden Offenbarung umfaßt sein.
  • BEISPIELE
  • Die folgenden Beispiele werden zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Die Beispiele sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken und sollten auch nicht so interpretiert werden. Mengen sind in Gewichtsteilen oder Gewichtsprozenten angegeben, wenn nicht anders angegeben.
  • BEISPIEL 1
  • Labormessungen unter Verwendung eines UV/VIS-Spektralphotometers und einer faseroptischen ATR-Sonde mit Luft als Bezug werden zur Bestimmung der Extinktion als Funktion der Wellenlänge für verschiedene Konzentrationen von Asphalten in Rohöl verwendet. Spektrum A wird mit Alaska-Rohöl mit 5 Gew.% Asphaltenen erhalten, Spektrum B von einem synthetischen Gemisch von 2,7 Gew.% Asphaltenen in Xylol und Spektrum C von Louisiana-Rohöl mit etwa 0,5 Gew.% Asphaltenen. Die Spektren A-C, 2, zeigen, daß eine gleichförmige Korrelation zwischen den Asphaltenkonzentrationen und den ATR-Extinktionen in einem Wellenlängenbereich von etwa 220 nm bis etwa 400 nm besteht.
  • BEISPIEL 2
  • Beispiel 2 erfolgt auf ähnlich Weise wie Beispiel 1, ausgenommen daß verschiedene Proben gegen Toluol als Bezug gemessen werden. Die ATR-Spektren D, E und F werden mit 3 Gew.%, 2 Gew.% bzw. 1 Gew.% Asphaltenen in Rohöl gewonnen. Die Ergebnisse sind in 3 dargestellt. Die Spektren in 3 zeigen außerdem, daß eine gleichförmige Korrelation zwischen den Asphaltenkonzentrationen und den ATR- Extinktionen in einem Wellenlängenbereich von etwa 220 nm bis etwa 550 nm besteht. Diese in den 2 und 3 beschriebenen vorstehenden Experimente zeigen die Eignung einer ATR-Sonde zur direkten Messung der Asphaltenkonzentration in ölhaltigen Formationsflüssigkeiten.
  • BEISPIEL 3
  • Asphaltene werden aus einer rohen Probe durch Ausfällung mit Heptan extrahiert. Die extrahierten Asphaltene werden zu einer Rohölprobe gegeben, und die Extinktion wird mit der Sonde bei 233 nm gemessen. Das Rohöl enthielt ursprünglich 0,44 Asphaltene. Das erhaltene Diagramm von % Asphaltenen gegen die Extinktion ergibt eine lineare Korrelation mit R2 = 0,9959. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 1 sowie in graphischer Form in 4 dargestellt. Tabelle 1
    Figure 00250001
  • BEISPIEL 4
  • Drei Lösungsmittel, Chloroform, Toluol und Heptan, werden für die Zugabe zu einer Rohölprobe ausgewählt. Chloroform hat keine Auswirkung auf die Asphaltene in Rohöl. Toluol löst Asphaltene. Heptan fällt Asphaltene aus Rohöl aus. Die UV-Extinktion der Rohölprobe wird gemessen, 5 und 10 Pro zent Chloroform werden zur Probe hinzugefügt, und die Extinktion wird erneut gemessen, wobei sich die Extinktion sehr wenig ändert. 5 und 10 Prozent Toluol werden zur Probe des gleichen Rohöls gegeben. Die Extinktionsmessungen nehmen zu, was einen Anstieg im Gehalt an gelösten Asphaltenen anzeigt. 5 und 10 Prozent Heptan werden zu einer Probe des gleichen Rohöls gegeben. Die Extinktion sinkt, was eine Abnahme in der Menge des gelösten Asphaltengehalts der Probe anzeigt. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 2 sowie graphisch in 5 dargestellt. Tabelle 2
    Figure 00260001

Claims (18)

  1. System (100) zur Bestimmung der Konzentrationen von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit aus direkt am Ort bzw. in situ gemachten Messungen an der Formationsflüssigkeit, die aus einer Tiefenformation (11) gewonnen wird, welches umfaßt: einen Flüssigkeitsströmungsweg zum Strömen-lassen der aus einer Tiefenformation gewonnenen Formationsflüssigkeit, einen mit der Formationsflüssigkeit im Flüssigkeitsströmungsweg verbundenen Sensor (35), der Daten entsprechend der Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit im Flüssigkeitsströmungsweg liefert, und einen Prozessor (145), der aus den Daten die Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine faseroptische ATR-Sonde ist (ATR = attenuated total reflectance, abgeschwächte Totalreflexion).
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Flüssigkeitsströmungsweg ein Bohrloch bzw. eine Brunnenbohrung ist.
  3. System nach Anspruch 1, wobei der Flüssigkeitsströmungsweg eine Ölpipeline ist.
  4. System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor Konzentrationsbestimmungen von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit in Echtzeit vornimmt.
  5. System nach Anspruch 1, wobei die faseroptische ATR-Sonde eine exponierte Oberfläche in Kontakt mit der Formationsflüssigkeit im Flüssigkeitsströmungsweg besitzt.
  6. System nach Anspruch 5, wobei der Prozessor aus den Sensordaten die Extinktion bzw. den Absorptionsgrad als Funktion der Wellenlänge bestimmt.
  7. System nach Anspruch 6, das ferner eine Chemikalieneinspritzvorrichtung zum Einspritzen mindestens einer Chemikalie in die Formationsflüssigkeit vor dem Strömenlassen der Formationsflüssigkeit durch den Flüssigkeitsströmungsweg umfasst.
  8. System nach Anspruch 7, wobei der Prozessor bewirkt, daß die Chemikalieneinspritzvorrichtung die Menge der eingespritzten Chemikalie ändert, wenn die Konzentration von Asphaltenen als außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegend bestimmt wird.
  9. System nach Anspruch 8, wobei die Chemikalieneinspritzvorrichtung umfaßt: eine Quelle für die Chemikalie bzw. Chemikalienquelle (105), eine Pumpe (110) zum Pumpen der Chemikalie in die Formationsflüssigkeit und eine Meßvorrichtung (115) zum Messen der Menge der Chemikalieneinspritzung in die Formationsflüssigkeit.
  10. System nach Anspruch 9, das außerdem einen Fernprozessor umfasst, der mit einem Prozessor am Ort kommuniziert, wobei der Fernprozessor dem Prozessor am Ort Instruktionen zur Steuerung bzw. Regelung der Chemikalieneinspritzvorrichtung gibt.
  11. System nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein erster Sensor ist, und das ferner einen zweiten Sensor umfaßt, der im Strom der Formationsflüssigkeit an einem Ort stromaufwärts des ersten Sensors angeordnet ist.
  12. System nach Anspruch 11, wobei der erste Sensor an der Oberfläche und der zweite Sensor im Bohrloch angebracht ist.
  13. System nach Anspruch 11, wobei der erste und der zweite Sensor sich in einer Pipeline befinden, welche die Formationsflüssigkeit führt.
  14. Verfahren zur Überwachung der Konzentration von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit, das die Schritte umfaßt: Bestimmen einer Konzentration von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit, die durch einen Flüssigkeitsströmungsweg zur Gewinnung der Formationsflüssigkeit aus einer Tiefenformation geleitet wird, Durchführen einer anschließenden Bestimmung der Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit und Vergleichen der Konzentrationen von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit, wobei die Bestimmungen der Konzentration von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit am Ort unter Verwendung eines Prozessors in Echtzeit oder nahezu Echtzeit vorgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration von Asphaltenen in einer Formationsflüssigkeit durch den Prozessor unter Verwendung von Daten von einer faseroptischen ATR-Sonde bestimmt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, das ferner das Pumpen von Additiven in die Formationsflüssigkeit umfaßt, wenn der Unterschied in den Konzentrationen von Asphaltenen in der Formationsflüssigkeit außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Daten von einer faseroptischen ATR-Sonde UV-Extinktions- bzw. Absorptionsgraddaten sind.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die UV-Extinktions- bzw. Absorptionsgraddaten die Absorption bzw. Extinktion im Bereich von etwa 220 nm bis etwa 800 nm sind.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die UV-Extinktions- bzw. Absorptionsgraddaten die Absorption bzw. Extinktion im Bereich von etwa 220 nm bis etwa 400 nm sind.
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