EA014476B1 - Способ и устройство скважинной спектрометрии с использованием перестраиваемых оптических фильтров - Google Patents
Способ и устройство скважинной спектрометрии с использованием перестраиваемых оптических фильтров Download PDFInfo
- Publication number
- EA014476B1 EA014476B1 EA200801869A EA200801869A EA014476B1 EA 014476 B1 EA014476 B1 EA 014476B1 EA 200801869 A EA200801869 A EA 200801869A EA 200801869 A EA200801869 A EA 200801869A EA 014476 B1 EA014476 B1 EA 014476B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- sample
- tunable optical
- radiation
- emitter
- spectroscopic data
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 131
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 85
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 33
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 32
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 31
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 30
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 14
- GGYKPYDKXLHNTI-UHFFFAOYSA-N 2,6,10,14-tetramethylhexadecane Chemical compound CCC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C GGYKPYDKXLHNTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N Norphytane Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 6
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 5
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 76
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical group [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 16
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 13
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000005457 Black-body radiation Effects 0.000 description 5
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012569 chemometric method Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001017 electron-beam sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- -1 from about 4 Chemical compound 0.000 description 1
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012067 mathematical method Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000012628 principal component regression Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
- E21B49/08—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
- E21B49/10—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells using side-wall fluid samplers or testers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
- G01J3/108—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry for measurement in the infrared range
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2823—Raw oil, drilling fluid or polyphasic mixtures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J2003/1213—Filters in general, e.g. dichroic, band
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/031—Multipass arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/061—Sources
- G01N2201/06186—Resistance heated; wire sources; lamelle sources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству и способу для получения скважинных спектроскопических данных пробы. Устройство содержит скважинный прибор, включающий эмиттер для испускания широкополосного светового излучения, проходящего по световому пути, пересекающему пробоотборную камеру, принимающую пробу; термически перестраиваемый оптический фильтр для фильтрации испускаемого эмиттером светового излучения, проходящего через пробу с возможностью получения спектроскопических данных, соответствующих воспринимаемому детектором световому излучению, на множестве полос пропускания длин волн светового излучения, причем детектор и термически перестраиваемый оптический фильтр установлены на световом пути. Анализ может быть выполнен в удаленном месте (вне скважины), в скважине (в процессе бурения или на другом этапе) или как часть иного процесса, такого как распределение флюида, транспортировка и обработка.
Description
Настоящее изобретение относится в общем к отбору проб углеводородов в скважине и, в частности, к спектроскопии высокого разрешения проб углеводородов, проводимой в скважине или на поверхности с использованием перестраиваемого оптического фильтра для измерения и оценки физических и химических свойств пластового флюида.
В нефтегазовой промышленности для исследования пласта используют зонды, с помощью которых измеряют изменение пластового давления вдоль скважины, получая из скважины пробы флюида и предсказывая свойства коллектора, охватывающего скважину. Такие зонды для исследования формации (толщи пород) обычно содержат вытянутый корпус с упругим пакером, герметично сцепляющимся со скважиной в области зоны интереса для отбора проб пластового флюида в накопительные камеры, размещенные в зонде.
В процессе бурения скважины используют буровой раствор (промывочную жидкость), чтобы облегчить бурение и создать в скважине давление, превосходящее давление пластового флюида, окружающего скважину. Это особенно важно при бурении в формациях с аномально высоким давлением. При падении давления в скважине ниже пластового давления возникает риск возникновения внезапного выброса из скважины. В результате такой разницы давлений буровой раствор проникает в формацию или обводняет ее на различные расстояния по радиусу (что называют зоной проникновения) в зависимости от вида формации и типа используемого бурового раствора. С помощью зондов для испытания (исследования) пласта производят отбор флюидов из заданных зон интереса в формации, проводят исследование отобранных флюидов, чтобы убедиться в основном в отсутствии в них фильтрата бурового раствора, и собирают такие флюиды в одну или более камеры, связанные с зондом. Собранные флюиды доставляют на поверхность и анализируют с целью определения их свойств и определения состояния зон или пластов формации, из которых эти флюиды отобраны.
Одной из особенностей таких зондов для исследования формации является в общем пробоотборник флюида. Он может состоять из прочной резиновой подложки, которую механически прижимают к породе, окружающей скважину, под давлением, достаточно высоким, чтобы обеспечить гидроизоляцию. Через подложку выдвигается один из концов трубки, который также приводят в контакт с породой. Эта трубка (пробник) связана с пробоотборной камерой, которая, в свою очередь, соединена с насосом, создающим при работе пониженное давление у присоединенного пробника. При снижении давления в пробнике ниже давления пластовых флюидов эти флюиды отсасываются через пробник в скважину и перед отбором пробы выдавливают находящиеся там флюиды. При некоторых испытаниях пласта с помощью датчика идентификации флюида определяют момент, когда флюид, поступающий из пробника, состоит в основном из пластового флюида, и затем за счет системы труб, вентилей, пробоотборных камер и насосов получают возможность отвести одну или более пробы флюида, которые затем могут быть извлечены и проанализированы, когда испытательный зонд будет поднят из скважины.
Желательно, чтобы производился отбор только незагрязненного флюида в тех же условиях, в которых он находится в пластах формации. Обычно извлекаемые флюиды оказываются загрязненными буровыми растворами. Это может произойти в результате плохой герметизации между пробоотборником и стенками скважины, при которой скважинный флюид попадает в пробник. Глинистая корка, образованная буровыми растворами может дать возможность некоторому количеству фильтрата бурового раствора по-прежнему проникать и просачиваться мимо подложки. Даже при наличии эффективного уплотнения скважинный флюид (или некоторые компоненты скважинного флюида) может проходить в формацию, в особенности если это пористая порода, и затем быть втянутым в пробоотборник вместе с самими пластовыми флюидами.
В патенте и8 4994671 (§аГшуа и др.) раскрыто устройство, в котором с использованием видимого света и ближнего ультрафиолетового излучения проводят скважинный анализ флюидов, прежде всего для определения момента, когда в откачиваемом флюиде загрязнение фильтратом достигнет минимального значения и его можно отбирать в емкость для пробы, чтобы впоследствии доставить на поверхность. В инфракрасной части спектра электромагнитного излучения (длина волны от 0,8 до 25 мкм, что эквивалентно волновому числу в диапазоне от 12500 до 400 см-1) находятся полосы поглощения, возникающие из-за колебания или вращения молекул составляющих компонентов. Возникновение полос поглощения связано как с основными переходами (одноквантовый переход, происходящий в средней инфракрасной области от 2,5 до 25 мкм) и также с каскадными переходами и высокими гармониками (многократные квантовые переходы, происходящие в диапазоне среднего и ближнего инфракрасного излучения от 0,8 до 2,5 мкм). Расположение (частоты или длины волн) этих полос поглощения несет информацию о типах молекулярных структур, входящих в вещество, а их интенсивность дает информацию о количестве молекул определенного вида. Использование спектральной информации для идентификации и определения количественного содержания компонентов, а также для определения их свойств требует проведения калибровки для установления соотношения между полосами поглощения и компонентами или их свойствами, которые нужно исследовать. Для сложных смесей, в которых наблюдается перекрытие полос поглощения отдельных составляющих компонентов, такую калибровку приходится выполнять с использованием различных методов хемометрического анализа данных.
- 1 014476
Для сложных смесей каждый компонент извлеченного флюида в общем вносит вклад в несколько полос поглощения, соответствующих разным колебательным процессам. В первом приближении влиянием на спектр смеси взаимодействия между молекулами различных компонентов (например, образованием водородной связи) можно пренебречь и считать, что выполняется закон Бира, т.е. интенсивность этих полос поглощения изменяется по линейному закону в зависимости от изменения концентрации компонента. На основании этого можно сказать, что имеются интенсивности, коррелированные с некоторым частотным (или длин волн) диапазоном. Эта корреляция дает возможность математическими методами отличить эти полосы поглощения от других спектральных параметров и от случайного спектрального шума, не соответствующих такой корреляции. Использование методов линейной алгебры для отделения коррелированных сигналов поглощения от некоррелированных дает основу для разработки таких методов, как множественная линейная регрессия, регрессия на главные компоненты и метод частных наименьших квадратов. Как известно, регрессия на главные компоненты представляет собой математическую процедуру анализа на главные компоненты, за которой следует регрессионный анализ.
Регрессию на главные компоненты и метод частных наименьших квадратов используют для оценки элементного и химического состава компонентов и в меньшей степени для определения физических и термодинамических свойств твердых тел, жидкостей и газов по их спектрам в средней и ближней инфракрасных областях. Некоторые примеры использования хемометрического анализа для определения физических и химических свойств образцов сырой нефти по их спектрам в ближней инфракрасной области приведены в опубликованном в 1988 году патенту СВ 2217838 А, по которому спектры нужно снимать в лаборатории с использованием высокоразрешающего спектрометра с дискретностью 2 нм. Обычно хемометрические методы включают:
1) набор спектров в среднем и ближнем инфракрасных диапазонах группы представительных проб;
2) математическую обработку спектральных данных для отбора наиболее коррелированных отдельных длин волн, или главных компонентов, или частных наименьших квадратов скрытых переменных (например, описанных выше сигналов поглощения) и
3) регрессию этих спектральных переменных на данные по составу и/или свойствам для построения многомерной модели.
После этого анализ новых проб заключается в сборе их спектров, разложение этих спектров на спектральные переменные, используемые в регрессионном анализе, применение регрессионных уравнений для расчетного определения состава или свойств.
В И8 4994671 видимый свет и излучение в ближней инфракрасной области проходят через пробу флюида. Затем спектрометром (который в действительности представляет собой фильтровый фотометр с десятью фильтрами с различными средними длинами волн) измеряют спектр прошедшего и обратно рассеянного света и, зная спектр падающего света, определяют для пробы спектры поглощения прошедшего и обратно отраженного излучения. Используя спектры поглощения для воды и отдельные образцовые спектры поглощения для газа, сырой и очищенной нефти и буровых растворов, путем анализа методом наименьших квадратов получают модели наблюдаемых спектров в виде взвешенных сумм спектров составляющих компонентов, при этом метод наименьших квадратов дает сочетание флюидов в весовых единицах для различных компонентов. Такой способ предполагает, что спектры для сырой нефти и фильтрата, включающего смесь флюидов, загрязняющих формацию, остаются такими же, как те, которые были получены для образцов сырой нефти и фильтрата, выбранных при проведении анализа методом наименьших квадратов. Однако при исследовании любых содержащих углеводороды зон в первый раз это предположение проблематично из-за высокой изменчивости спектров сырой нефти.
В настоящее время скважинные спектрометры в действительности представляют собой фильтровые фотометры. В них используют неперестраиваемые одноцветные интерференционные фильтры, полосовое разрешение которых ограничено значением полуширины, не лучшим чем 11 нм, что соответствует нынешнему уровню изготовления интерференционных фильтров, и, следовательно, это дает сравнительно низкое разрешение спектров для небольшого числа выбранных средних длин волн (например, для 1024 различных оптических фильтров). Эти фильтры не годятся для разрешения близко лежащих спектральных пиков или для идентификации изотопов, чьи спектральные пики находятся гораздо ближе, чем 11 нм. Таким образом, есть необходимость в создании технологии, пригодной для проведения как в скважине, так и на поверхности спектроскопического анализа проб углеводородов с высоким разрешением.
Изобретение относится к устройству (пробоотборнику) для получения спектроскопических данных пробы из скважины, содержащему скважинный прибор, включающий эмиттер для испускания широкополосного светового излучения, проходящего по световому пути, пересекающему пробоотборную камеру, принимающую пробу; термически перестраиваемый (с тепловой перестройкой) оптический фильтр для фильтрации испускаемого эмиттером светового излучения, проходящего через пробу с возможностью получения спектроскопических данных, соответствующих воспринимаемому детектором световому излучению, на множестве полос пропускания длин волн светового излучения, причем детектор и термически перестраиваемый оптический фильтр установлены на световом пути.
В частных вариантах осуществления настоящего изобретения устройство дополнительно содержит отражатель для концентрации широкополосного светового излучения эмиттера.
- 2 014476
Эмиттер способен испускать последовательность полос излучений внутри рабочего диапазона, в частности, имеющего среднюю точку вблизи полосы поглощения интересующего компонента в пробе.
Устройство может быть выполнено с возможностью получения спектроскопических данных, содержащих по меньшей мере один элемент из группы, включающей корреляцию результатов спектральных измерений с физическими свойствами или химическим составом вещества; по меньшей мере, отношение содержания изотопов или количественного содержания изотопов; по меньшей мере, определение или оценку фитан/пристановых отношений; по меньшей мере, определение или оценку количества растворенного Н28; составную оценочную газовую хроматограмму; по меньшей мере, определение или оценку процентного содержания нефти по загрязненности фильтрата бурового раствора и количественное определение в пробе по меньшей мере одного вещества из группы, состоящей из ароматических углеводородов, олефинов, насыщенных углеводородов, метана, этана, пропана и бутана.
В одном из частных вариантов осуществления устройство предназначено для получения спектроскопических данных пробы, содержащей смесь воды, бурового раствора и пластового флюида.
Пробоотборная камера может входить в состав подключенной к линии установки.
В изобретении также предложен способ получения спектроскопических данных для пробы из скважины, включающий облучение пробы последовательностью полос излучений с длинами волн, пропускаемых термически перестраиваемым оптическим фильтром; регистрацию последовательности проходящих через пробу излучений и обработку зарегистрированных излучений для получения спектроскопических данных.
В частных вариантах осуществления данного способа облучение включает испускание светового излучения с первым спектром длин волн и селективную фильтрацию спектра для получения отфильтрованного светового излучения, включающего последовательность полос излучений.
Облучение может включать тонкую подстройку последовательности полос излучений в рабочем диапазоне, который, например, по меньшей мере, частично совпадает с полосой поглощения интересующего компонента в пробе.
Получение спектроскопических данных включает использование пробоотборника или подключенной к линии установки.
При этом получают спектроскопические данные, содержащие по меньшей мере один элемент из группы, включающей корреляцию результатов спектральных измерений с физическими свойствами или химическим составом вещества; по меньшей мере, отношение содержания изотопов или количественного содержания изотопов; по меньшей мере, определение или оценку фитан/пристановых отношений; по меньшей мере, определение или оценку количества растворенного Н28; составную оценочную газовую хроматограмму; по меньшей мере, определение или оценку процентного содержания нефти по загрязненности фильтрата бурового раствора и количественное определение в пробе по меньшей мере одного вещества из группы, состоящей из ароматических углеводородов, олефинов, насыщенных углеводородов, метана, этана, пропана и бутана.
Проба может содержать смесь воды, бурового раствора и пластового флюида.
В одном из вариантов при получении отфильтрованного светового излучения изменяют температуру перестраиваемого оптического фильтра для получения последовательности полос излучений.
Кроме того, в изобретении предложен машиночитаемый носитель с компьютерным программным продуктом, содержащим команды для получения в скважине спектроскопических данных пробы, включая команды по облучению пробы последовательностью полос излучений с длинами волн, пропускаемых термически перестраиваемым оптическим фильтром; регистрации последовательности проходящих через пробу излучений; и обработке зарегистрированных излучений для получения спектроскопических данных.
Изложенные выше достаточно широко и другие признаки изобретения будут более подробно раскрыты на примерах конкретного осуществления изобретения.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - принципы отбора пробоотборником пробы в скважине;
на фиг. 2 - схематическое изображение пробоотборника;
на фиг. 3 - пробоотборная камера;
на фиг. 4 - общее представление тонкой подстройки термически перестраиваемого оптического датчика;
на фиг. 5 - блок-схема, включающая компоненты термически перестраиваемого оптического датчика;
на фиг. 6А, 6Б, совместно называемых фиг. 6, - принципы построения одного из вариантов перестраиваемого оптического излучателя (эмиттера);
на фиг. 7А, 7Б, совместно называемых фиг. 7, - принципы построения другого варианта перестраиваемого оптического излучателя;
на фиг. 8 - зависимость интенсивности излучения от длины волны;
на фиг. 9 - различные этапы подстройки термически перестраиваемого оптического датчика;
на фиг. 10 - различные этапы подстройки, соответствующие фиг. 9, для фильтра;
- 3 014476 на фиг. 11 и 12 - схематически компоненты термически перестраиваемого оптического датчика;
на фиг. 13А-13Е, совместно называемых фиг. 13, - различные варианты выполнения термически перестраиваемого датчика, используемого в пробоотборнике; и на фиг. 14 - приводимый в качестве примера вариант процедуры получения спектроскопических данных.
Основные идеи настоящего изобретения относятся к спектроскопии высокого разрешения с использованием по меньшей мере одного термически перестраиваемого оптического датчика (сенсора), выбранного из различных вариантов выполнения. Примеры перестраиваемых оптических датчиков включают термически перестраиваемые фильтры Фабри-Перо, датчики фирмы Μίοτο Е1ес1гошса1 8у§1ет и др. Датчики (сенсоры) используют для оценки, определения или количественного измерения характеристик проб, взятых из пластового флюида. Результаты оценок, определений и количественного измерения получают по набору спектров и спектральному анализу. Набор может быть получен, по желанию, или в скважине 11, или на дневной поверхности.
Как изложено в изобретении, в одном из вариантов выполнения датчиком, обладающим определенными преимуществами перед другими, является термически перестраиваемый оптический датчик. Соответственно содержание изобретения, главным образом, относится к термически перестраиваемым оптическим датчикам и вариантам их выполнения. Однако должно быть понятно, что идеи, заложенные в данное изобретение, термически перестраиваемыми датчиками не ограничиваются. Например, в некоторых вариантах выполнения ссылка на термически перестраиваемые оптические датчики может в действительности включать в себя ряд термически перестраиваемых датчиков. В других вариантах выполнения термически перестраиваемый оптический датчик может быть использован в сочетании с другими датчиками, например с фильтром Фабри-Перо.
Один из не являющихся ограничением термически перестраиваемых оптических фильтров раскрыт в заявке ϋδ/2005/0030628 А1 Низкоценовой узкополосный инфракрасный датчик, опубликованной 10.02.2005 г., содержание которой полностью включено в данное описание в качестве ссылки.
На фиг. 1 представлено сечение формации 10 вдоль длины проходки, называемой скважиной 11. Обычно скважина 11, по меньшей мере, частично заполнена смесью жидкостей, содержащей воду, буровой раствор и пластовые флюиды, насыщающие формацию, через которую проходит скважина 11. В скважине 11 на конце каротажного кабеля 12 подвешен пробоотборник 20 пластового флюида. Каротажный кабель 12 часто пропускают через блок 13, закрепленный на деррике 14. Обычно каротажный кабель 12 разматывают и сворачивают с помощью снабженной двигателем лебедки, установленной на автомобиле 15 технического обслуживания.
Представленный в качестве примера вариант выполнения пробоотборника 20 схематически показан на фиг. 2. Пробоотборник 20 в типичном исполнении содержит группу из нескольких частей зонда, соединенных встык резьбовыми муфтами или работающими на плотной посадке сочленениями 23. Комплект частей зонда по настоящему изобретению может включать гидросиловой блок 21 и экстрактор 22 пластового флюида. Ниже экстрактора 22 помещен высокопроизводительный насос 24 для прочистки магистрали. Под высокопроизводительным насосом 24 находится аналогичный насос 25 малой производительности, с небольшим объемом прокачиваемой жидкости, который можно регулировать. Обычно ниже насоса 25 малой производительности помещают одну или более модульные секции 26 с емкостями для проб. Каждая модульная секция 25 содержит по меньшей мере одну емкость 30 для пробы флюида.
В данном варианте выполнения экстрактор 22 пластового флюида содержит выдвижной всасывающий узел 27 отбора пробы, напротив которого расположены опорные лапы 28. Как всасывающий узел 27 отбора, так и противолежащие опорные лапы 28 могут выдвигаться гидравлически до надежного сцепления со стенками скважины 11. Конструкция и детали работы пробоотборника 20 хорошо известны в данной области техники. Соответственно в дальнейшем изложении моменты, касающиеся пробоотборника 20, опущены.
Идеи построения пробоотборной камеры отражены на фиг. 3. Обычно пробоотборную камеру 301 помещают внутрь пробоотборника 20. В представленных и не являющихся ограничением вариантах выполнения пробу 299 вводят в пробоотборную камеру 301. В термически перестраиваемом оптическом датчике 300 пробу 299 облучают. На фиг. 3 в термически перестраиваемый оптический датчик 300 обычно входит перестраиваемый оптический излучатель (ПОИ) 120 и детектор 108, однако идеи построения термически перестраиваемого оптического датчика 300 более подробно рассмотрены ниже. В обзорном плане перестраиваемый оптический излучатель 120 выдает инфракрасное излучение в некотором диапазоне, среднюю точку которого можно подстраивать, и это излучение после прохождения через пробу 299 регистрирует детектор (т. е. имеется спектрометр с предварительной фильтрацией светового излучения). Инфракрасное излучение с различными длинами волн проходит сквозь пробу 299. Изменяя параметры термически перестраиваемого оптического датчика 300, можно провести анализ пробы 299 на присутствие в ней интересующих компонентов и получить их характеристики. Альтернативно, через пробу 299 можно сначала пропустить пучок белого света, и при этом только часть проходящего света пройдет через термические перестраиваемый фильтр и достигнет детектора 108 (т.е. имеется спектрометр с последующей фильтрацией света).
- 4 014476
Термически перестраиваемый оптический датчик 300 сопряжен с аппаратурой, обычно используемой для обработки сигнала. В качестве примера в такую аппаратуру входят, но не ограничиваются этим, процессор, блок питания, память, накопитель, входной и выходной блоки. Так как аппаратура обработки сигнала известна в предшествующем уровне техники и сама по себе не является частью данного изобретения, она в общем не включена в дальнейшее рассмотрение.
Хотя содержание изобретения изложено в терминах, связанных с инфракрасным излучением и работой в инфракрасном диапазоне, понятно, что термически перестраиваемый датчик 300 может работать на других длинах волн. Например, он может работать в ближней инфракрасной области. Фактически, хотя представленные варианты выполнения относятся к работе в инфракрасной области спектра, изложенное здесь может быть использовано для излучения с любой длиной волны, которая попадает в полосу поглощения интересующего компонента, находящегося в пробе. Поэтому использование в описании инфракрасного излучения просто иллюстрирует идеи изобретения и не является его ограничением.
Кроме того, использование термина интересующий компонент в общем относится к химическим компонентам пробы 299. Интересующий компонент обычно представляет собой химический компонент, под который подобран перестраиваемый оптический датчик 300. Например, в одном из вариантов выполнения компонентом интереса является окись углерода (СО). В этом варианте выполнения СО имеет основную полосу поглощения, лежащую вблизи приблизительно 4,7 мкм. Так как термически перестраиваемый оптический датчик 300 имеет конечный полезный оптический диапазон работы, то датчик выбирают таким образом, чтобы рабочий оптический диапазон примерно совпадал с полосой поглощения СО, т.е. его центр лежал вблизи примерно 4,7 мкм. Более подробно идеи такого соотношения отражены на фиг. 4.
На фиг. 4 показана последовательность различных полос пропускания (далее - узкополосных) излучений 305. Показанная последовательность узкополосных излучений 305 занимает по меньшей мере часть рабочего диапазона 308 термически перестраиваемого оптического датчика 300. Испускает последовательность узкополосных излучений 305 излучатель 120 за счет процесса, называемого здесь тонкая подстройка и который можно также назвать сканированием рабочего оптического диапазона 308. Термически перестраиваемый оптический датчик 300 обычно перестраивают путем фильтрации излучения с широким диапазоном длин волн фильтром, селективно пропускающим первое узкополосное излучение, центр которого лежит вблизи первой длины волны, и затем путем изменения параметров фильтрации излучения с широким диапазоном длин волн так, чтобы селективно пропустить второе лежащее в диапазоне пропускания излучение, центр которого лежит вблизи второй длины волны, на шаг большей или меньшей. Соответственно термически перестраиваемый оптический датчик 300 можно регулировать во всем рабочем оптическом диапазоне 308. В полосах 304 поглощения интересующего компонента поглощается по меньшей мере часть по меньшей мере одного из взаимосвязанных узкополосных излучений, входящих в последовательность излучений 305. Соответственно детектор 108, регистрирующий сигнал от узкополосных излучений, посылает информационный сигнал в процессор. В процессоре использованы известные способы обработки для определения значимости любых изменений сигнала, таких как его ослабление (называемое спадом). Значимость может быть соотнесена с такими параметрами, как химический состав и концентрация, но не только с ними.
Соответственно специалисту в данной области техники понятно, что для проведения представительного спектрального анализа пробы 299 можно использовать множество термических перестраиваемых оптических датчиков 300. То есть из этого множества может быть выбран любой для анализа определенных параметров пробы 299. В данном варианте выполнения процессор используется для сбора данных пробы и проведения представительного спектрального анализа этих данных.
Хотя идеи изобретения направлены на спектрометр высокого разрешения с использованием термически перестраиваемого оптического датчика 300, следует иметь в виду, что понятие высокое разрешение может быть разным в разных обстоятельствах и является субъективным. Для настоящего описания спектрометрией высокого разрешения в общем можно считать спектрометрию с разрешением обычно лучше 100 нм для средней инфракрасной области спектра электромагнитного излучения и обычно лучше 10 нм для ближней инфракрасной области. Это общее определение, однако, не накладывает ограничений на идеи изобретения. Например, среди используемых в данном описании терминов термин высокое разрешение может относиться к параметрам спектроскопии, при которых обеспечивается одинаковое разделение и разрешение интересующих компонентов. Соответственно, хотя специалист в данной области может считать, что необходимо разрешение менее 100 нм, такое значение параметра требуется не всегда. Например, в некоторых случаях сигнал, полученный при исследовании параметра интереса, может сильно отличаться от сигналов других обычно сопровождающих параметров интереса. В этих случаях нет необходимости достигать высокого разрешения в произвольно выбранном диапазоне, хотя это может быть желательным в других измерениях.
Кроме того, наряду с рассмотрением понятия разрешение термин узкополосное не является ограничительным для предлагаемых идей изобретения. То есть термин узкополосное в общем употребляется для различения между длинами волн, излучаемых при тонкой подстройке термически перестраиваемого оптического датчика 300. На практике диапазон длин волн может не быть очень узким, в особенно
- 5 014476 сти если этот термин используется в контексте других приложений, не связанных с данным изобретением. Достаточно сказать, что понятие последовательность узкополосных излучений 305 (длин волн) введено для адекватного разделения (внутри последовательности) и нашло достаточно широкое применение в спектроскопии. Практически действительная полуширина пика проходящего излучения будет зависеть от разных факторов, таких как конструктивные особенности и условия работы (т.е. температура) термически перестраиваемого оптического датчика 300.
Соответственно специалисту в данной области будет понятно, что использование по меньшей мере одного термически перестраиваемого оптического датчика 300 может обеспечить определение по меньшей мере одного параметра интереса в пробе 299. Обычно в аппаратуру анализа пробы 299 включают группу термически перестраиваемых оптических датчиков 300. В этих вариантах выполнения каждый термически перестраиваемый оптический датчик 300 группы имеет рабочий диапазон 308, с центром у определенной длины волны интереса, и перестраивается также вблизи этой волны, причем длина волны интереса коррелировала с известной полосой поглощения компонента. Таким образом, могут быть определены компоненты относительно гомогенной пробы 299.
Переходя к более подробному рассмотрению термически перестраиваемого оптического датчика 300, можно привести один из типичных примеров, иллюстрирующих действие такого датчика, а именно датчик газообразного СО, в котором использован перестраиваемый оптический излучатель 120 для направления узкополосного инфракрасного излучения через газообразную пробу на детектор 108. В термически перестраиваемом оптическом датчике 300 в общем происходит модуляция длины волны инфракрасного излучения, и сканирование ею туда и обратно по полосе поглощения СО, т. е. от примерно 4500 до примерно 4700 нм.
Как более подробно будет описано ниже, перестраиваемый оптический излучатель 120 содержит представляющий собой черное тело эмиттер, находящийся с термически перестраиваемым оптическим датчиком 300 в слабом термическом контакте или без него, либо непосредственно объединенный с датчиком 300 таким образом, что эмиттер и фильтр термически соединены. На фиг. 5 блок 118, показанный пунктирной линией, отображает связь между эмиттером 102 и перестраиваемым оптическим фильтром 104, так что они составляют перестраиваемый оптический излучатель 120. Обычно перестраиваемый оптический излучатель 120 выполняют в одном из двух вариантов.
В первом варианте выполнения перестраиваемого оптического излучателя 120 неперестраиваемый эмиттер с постоянным выходным спектром и интенсивностью создает подсветку перестраиваемого оптического фильтра 104. Эмиттер 102 и перестраиваемый оптический фильтр 104 могут быть помещены в один узел, такой как корпус или другой подходящий контейнер электронных компонентов, известный в предшествующем уровне техники. Перестраиваемый оптический фильтр 104 обычно включает нагревательный элемент (например, резистивный), предназначенный для регулирования, причем нагревательный элемент независим от эмиттера 102. Эмиттер 102 находится под постоянной, относительно высокой температурой (в частности, от примерно 500 до примерно 10000°С), обеспечивающей интенсивное излучение. Напротив, температура перестраиваемого оптического фильтра 104 обычно значительно ниже и меняется в некотором диапазоне (в частности, от примерно 25 до примерно 4000°С). Эти изменения предусмотрены для перестройки фильтра. Изменение длины волны в зависимости от температуры, составляющее 0,6 нм/°С, является типичным для материалов на основе германия и приборов, работающих в средней инфракрасной области. Обычно изменение длины волны с температурой составляет примерно 1,3Е-04 центральной длины волны/°С для германия и 6Е-05 центральной длины волны/°С для окиси кремния.
В случае если эмиттер 102 установлен вблизи перестраиваемого оптического фильтра 104, снабженного независимым, связанным с ним нагревательным элементом, то эмиттер 102, по меньшей мере, некоторым образом термически изолируют от перестраиваемого оптического фильтра 104, чтобы избежать искажений в настройке. Термоизоляция может быть обеспечена различными способами, включая соблюдение достаточного расстояния между элементами и использование корпуса соответствующей конструкции.
Как показано на фиг. 6А, введение металлического параболического, эллиптического или другой формы тыльного отражателя 60 для концентрации инфракрасного излучения и направления его на входное окно перестраиваемого оптического фильтра 104 обычно улучшает эффективность работы эмиттера 102. Эллиптический отражатель 60, показанный на фиг. 6А, может быть использован для фокусировки излучения эмиттера 102 на входном окне перестраиваемого оптического фильтра 104. На фиг. 6Б показано, что в процессе сканирования температура эмиттера 102 остается в основном постоянной за счет использования первой нагревательной цепи 131. Напротив, температура перестраиваемого оптического фильтра 104 за счет использования независимой второй нагревательной цепи 132 циклически изменяется.
На фиг. 7А отображен второй вариант выполнения перестраиваемого оптического излучателя 120, названного в данном описании интегрированным перестраиваемым оптическим излучателем 121, который содержит оптический фильтр 104, термически связанный эмиттером инфракрасного излучения или за счет минимального расстояния, разделяющего их, или путем непосредственного скрепления перестраиваемого оптического фильтра 104 с эмиттером 102, например с использованием клейкого материала
- 6 014476 или другим способом соединения. Так же, как в первом варианте выполнения перестраиваемого оптического излучателя 120, эмиттер 102 и перестраиваемый оптический фильтр 104 интегрированного перестраиваемого оптического излучателя 121 могут быть расположены в одном узле, таком как корпус или другой подходящий контейнер, известный в предшествующем уровне техники. Обычно отражатель 60 имеет параболическую форму и включен в состав интегрированного перестраиваемого оптического излучателя 121 для направления излучения. Термический контакт дает возможность нагревать (и, следовательно, перестраивать) перестраиваемый оптический фильтр 104 непосредственно от эмиттера 102. Соответственно перестраиваемый оптический фильтр 104 не нуждается во встроенном или независимом нагревательном элементе. Хотя термическое соединение может представлять собой по меньшей мере одно из соединений за счет лучеиспускания и за счет проводящего контакта, обычно используют соединение за счет лучеиспускания как обеспечивающее большее изменение температуры со временем.
В этом варианте выполнения температуру эмиттера 102 периодически изменяют вместо работы при постоянной температуре. Диапазон температур лежит между примерно 800 и примерно 1000°С. Это обычно приводит к нагреванию перестраиваемого оптического фильтра 104 до температур, лежащих в диапазоне от примерно 100 до примерно 400°С. В качестве примера на фиг. 7В представлен профиль изменения температуры нагрева для этих диапазонов. Соотношение между температурным диапазоном эмиттера 102 и температурным диапазоном перестраиваемого оптического фильтра 104 устанавливают за счет должного конструктивного выполнения и размеров, и за счет нанесения на перестраиваемый оптический фильтр 104 соответствующих покрытий, поглощающих излучение с длинами волн, которые не пропускает оптический фильтр 104, усиливая тем самым термическое взаимодействие с эмиттером 102.
В других вариантах выполнения изобретения могут быть использованы другие температурные диапазоны и соотношения. Предпочтительно для эмиттера 102 использовать только один нагревательный элемент. Тогда полностью интегрированный перестраиваемый оптический излучатель 121 можно изготовить очень малых размеров.
Хорошо известно, что по мере возрастания температуры излучателя, представляющего собой твердое тело, излучение для любой заданной длины волны также возрастает, что показано на фиг. 8. Можно поэтому ожидать, что выход излучения с интегрированного перестраиваемого оптического излучателя 121 также будет возрастать в процессе изменения (это отражено на фиг. 9). Такие изменения выходной интенсивности в общем нежелательны, особенно если эти изменения значительны. Однако, так как пропускание германия снижается с возрастанием температуры, для перестраиваемого оптического фильтра 104, в котором использованы германиевые пленки, снижение пропускания вызывает тенденцию смещения возросшего излучения черного тела по мере нагревания эмиттером 102 (и, следовательно, изменения длины волны) перестраиваемого оптического фильтра 104, что приводит к постоянству или в основном постоянству выходной интенсивности, как показано на фиг. 10.
Примечательно, что перестраиваемый оптический фильтр 104 также является черным телом, что вносит свой вклад в общее возрастание интенсивности с температурой. Эти факторы могут в сочетании привести к тому, что перестраиваемый оптический излучатель 120 будет иметь постоянную или близкую к постоянной выходную интенсивность при сканировании в заданном диапазоне длин волн. Небольшие изменения на выходе могут быть скомпенсированы в детекторе 108 или после него электронными средствами, известными в предшествующем уровне техники.
Датчик газообразного СО с регулированием по меньшей мере одного из перестраиваемого оптического излучателя 120 и интегрированного перестраиваемого оптического излучателя 121 имеет преимущество, обусловленное внутренними термооптическими свойствами. Перестраиваемый оптический излучатель 120 и интегрированный перестраиваемый оптический излучатель 121 относительно не дороги в изготовлении известными способами нанесения тонких пленок, такими как нанесение электронным пучком, напыление и плазменно-химическое осаждение из газовой фазы. Кроме того, можно использовать относительно простые изменения в конструкции для достижения широкого диапазона полос пропускания. Включение перестраиваемого оптического излучателя в химический датчик является, следовательно, малозатратным и ресурсосберегающим подходом к изготовлению перестраиваемых инфракрасных фильтров и может быть использовано для широкого диапазона заданных длин волн.
Возвращаясь к фиг. 5, можно отметить, что датчик 300 газообразного СО содержит эмиттер 102, представляющий собой черное тело, перестраиваемый оптический фильтр 104, пробоотборную камеру 299, детектор 108 и контроллер 110. Эмиттер 102 испускает излучение черного тела в широком диапазоне спектра на перестраиваемый оптический фильтр 104. Контроллер 110 управляет работой фильтра 104 таким образом, чтобы прошедшее через фильтр излучение сканировало диапазон длин волн, соответствующий полосе поглощения СО. Перестраиваемый оптический фильтр 104 отфильтровывает свет с эмиттера 102, так чтобы создавать световое излучение со спектром, который также перемещается по тому же диапазону длин волн. Отфильтрованное световое излучение с перестраиваемого фильтра 104 попадает на многопроходную газовую ячейку, выполненную таким образом, что отфильтрованный свет многократно проходит через пробу газа в пробоотборной камере 299. Детектор 108 воспринимает световое излучение из пробоотборной камеры 299 после его прохождения через пробу и вырабатывает детектирующий сигнал, соответствующий полученному световому излучению. Контроллер 110 анализирует
- 7 014476 детектирующий сигнал с целью определения наличия пика поглощения.
Различные альтернативные конструкции эмиттеров могут быть выбраны для надежного и малозатратного получения выходного сигнала интенсивности инфракрасного излучения. Обычно для эффективной работы желательно иметь эмиттер 102 как можно меньших размеров. Такие эмиттеры содержат микросхемы, легированные кремнием, тонкие кремниевые мембраны, тонкие мембраны из углерода в форме алмаза, или спирали, или нити из металла (используемое здесь понятие мембрана может включать единичный тонкопленочный слой или несколько тонкопленочных слоев, наложенных друг на друга). Сплавы Сг с N1, Ре или А1 (такие как нихром или канталь) являются хорошим выбором для спиралей или нитей эмиттера, так как они могут длительное время работать в воздушной среде при температурах 1000°С или более без необходимости использования защитных окошек, которые могли бы при использовании поглощать инфракрасное излучение в диапазоне от примерно 4000 до примерно 5000 нм.
Эмиттер 102, представляющий собой черное тело, может содержать поверхность из окиси кремния с нанесенными на нее текстурными элементами микронного размера, что приводит к некоторому сужению спектра излучения черного тела по сравнению с простой пленкой из окиси кремния. Более узкий спектр излучения черного тела позволяет более эффективно использовать подводимую к эмиттеру мощность, так как теряется меньше энергии инфракрасного излучения, лежащего вне используемого диапазона.
Перестраиваемый оптический фильтр 104 представляет собой термооптический фильтр с полосой пропускания, лежащей в диапазоне поглощения излучения пробой. В общем описываемые перестраиваемые оптические фильтры 104 являются полосовыми фильтрами, разработанными для целей телекоммуникации и для работы на длине волны 1500 нм или вблизи нее. Как известно, эти фильтры могут быть однополосными или многополосными фильтрами Фабри-Перо с ломаной или плоской вершиной характеристики пропускания и могут работать в различных диапазонах. Такие фильтры регулируют (перестраивают) путем нагревания или охлаждения с помощью внутренних проводящих пленок или металлических резистивных пленок. Описываемые варианты выполнения расширяют применение этих технологий, первоначально созданных для использования на длине волны 1,5 мкм и использующих аморфный кремний, на диапазон более длинных волн 3-12 мкм с целью использования для исследования объектов, находящих в газообразном или другом состоянии. Основополагающие принципы остались во многом теми же, за исключением того, что обычно во многих случаях вместо кремния используют германий, более подходящий для среднего инфракрасного диапазона благодаря его очень высокому коэффициенту пропускания для излучения в этом диапазоне и более высокой степени изменения длины волны с температурой.
Для среднего инфракрасного диапазона, т.е. приблизительно для длин волн от 2 до 5 мкм, перестраиваемый фильтр 104 изготавливают из тонких пленок германия и оксида кремния, осажденных на подложку по технологии кремний на изоляторе (8ΟΙ). Тонкопленочные фильтры такого типа разрабатывают и изготавливают с использованием хорошо известных методов. Например, в одном из вариантов выполнения перестраиваемый фильтр 104 выполняют в виде тонкопленочной конструкции с тремя резонансными полостями, состоящей приблизительно из 20 слоев, которая имеет прямоугольную область пропускания, шириной примерно 0,1 мкм (100 нм) и лежащую вблизи длины волны 4,55 мкм, в которой фильтр 104 имеет коэффициент пропускания, приблизительно равный 90%. Это конкретное число резонаторов, число слоев и набор размеров приведены только в качестве примера в описательных целях и могут быть также использованы другие конструкции.
В представленном на фиг. 11 и 12 варианте выполнения перестраиваемый фильтр 104 содержит небольшой контейнер, обычно называемый корпусом типа ТО8 и обозначенный на чертеже позицией 170. Перестраиваемый оптический фильтр 104 закреплен на основании 160, служащем опорой для корпуса 170. Через основание 160 проходят проволочные выводы, подсоединенные к нагревательному кольцу 162, установленному на перестраиваемом оптическом фильтре 104. Полосовые фильтры 164 в верхней части корпуса 161 и на основании 160 пропускают световое излучение только в диапазоне от примерно 4000 до примерно 5000 нм, отсекая тем самым посторонний, лежащий вне диапазона свет.
Перестраиваемый оптический фильтр перестраивают путем изменения температуры. Для иллюстративного варианта фильтра на основе германия с полосой пропускания, центр которой приходится на длину волны, равную 4,45 мкм, изменение положения центральной длины волны в зависимости от температуры составляет примерно 0,6 нм на 1°С или 60 нм на 100°С. В полосе поглощения окиси углерода имеются сдвоенные пики, лежащие в диапазоне от примерно 4420 до примерно 4900 нм. Измерения проводят путем подстройки перестраиваемого оптического фильтра 104 на наклонной части, лежащей вблизи пика поглощения СО, в диапазоне от примерно 4450 до примерно 4570 нм, т.е. диапазон регулирования составляет примерно 120 нм. Такой диапазон регулирования подразумевает изменение температуры фильтра в диапазоне примерно 200°С. В отдельных применениях (например, при обнаружении других химических веществ) или для решения частных проблем могут быть выбраны другие диапазоны изменения длин волн. Например, характеристики поглощения для СО2 связаны с более коротковолновой частью пика поглощения СО, так что за счет регулирования фильтра между двумя несколько большими длинами волн можно избежать влияния поглощения СО2.
- 8 014476
Хотя в описанном варианте выполнения термически перестраиваемого оптического датчика 300 использован перестраиваемый эмиттер 102 для получения изменения спектра с целью обнаружения пиков поглощения химических веществ, другие варианты, в которых использованы альтернативные конфигурации, также могут найти применение. Различные варианты выполнения оптического датчика (сенсора) химических веществ показаны на фиг. 13А-В варианте выполнения, представленном на фиг. 13 А, показано изменение положения перестраиваемого оптического фильтра 104 относительно эмиттера 102. Источник излучения 150 (эмиттер 102), представляющий собой черное тело, испускает инфракрасное излучение широкого спектра (т.е. широкополосный источник). Термооптически перестраиваемый тонкопленочный фильтр 152 (перестраиваемый оптический фильтр 104) помещен перед этим источником 150 и за счет связанной с ним электронной схемы сканирует по группе различных длин волн. Отфильтрованное излучение 154 проходит через пробоотборную камеру 301, содержащую исследуемую пробу 299, и широкополосный детектор 158 измеряет интенсивность излучения после его прохождения через пробу 299. Соответствующая электронная схема измеряет ослабление (спад) интенсивности излучения в зависимости от длины волны, чтобы определить присутствие определенного химического вещества в пробе 299 и, если это вещество присутствует, измерить его концентрацию по величине спада. Фильтр 152 и источник 150 термически не связаны, поэтому перестраиваемый фильтр 152 содержит нагревательный элемент для изменения температуры фильтра 152 вне зависимости от источника 150. В одном из вариантов выполнения нагревательный элемент содержит тонкопленочное металлическое кольцо, помещенное на фильтр 152.
На фиг. 13Б показана конфигурация с фиг. 7, в которой эмиттер связан с фильтром 152.
Вариант выполнения, показанный на фиг. 13В, отличается от варианта с фиг. 7 тем, что перестраиваемый фильтр 172 помещен вблизи детектора 174. Источник излучения 170, представляющий собой черное тело, испускает инфракрасное излучение широкого спектра. Излучение широкого спектра проходит через пробоотборную камеру 301, содержащую пробу 299, и за счет соответствующей электронной схемы (не показана) происходит сканирующее изменение параметров термооптически перестраиваемого тонкопленочного фильтра 172 для пропускания различных длин волн широкополосного излучения к широкополосному детектору 174. Широкополосный детектор 174 измеряет интенсивность отфильтрованного инфракрасного излучения после фильтра 172. Соответствующая электронная схема измеряет спад интенсивности излучения в зависимости от длины волны, чтобы определить присутствие определенного химического вещества в пробе 299 и, если это вещество присутствует, измерить его концентрацию по величине спада.
В варианте выполнения, показанном на фиг. 13Г, перестраиваемый фильтр и детектор объединены вместе, образуя перестраиваемый оптический детектор. В этом варианте выполнения для испускания широкополосного инфракрасного излучения использован источник излучения 180, представляющий собой черное тело. Широкополосное излучение проходит через пробоотборную камеру 301, в которой находится проба 299. После прохождения пробы 299 на комбинацию термооптического перестраиваемого тонкопленочного фильтра и широкополосного термического детектора 182 попадает широкополосное излучение. За счет связанной с ними электронной схемы (не показана) происходит нагревание фильтра/детектора 182 для сканирования различных длин волн при одновременной регистрации количества энергии, требуемой для нагревания фильтра/детектора 182 до соответствующей температуры. При снижении инфракрасного излучения, достигающего фильтра/детектора 182 (т.е. когда проба 299 поглощает часть инфракрасного светового излучения), требуется больше энергии для изменения температуры (и, следовательно, длины волны) фильтра/детектора 182. В дополнительной электронной схеме эту разницу энергии используют для подсчета концентрации химического вещества в пробе 299.
Конфигурация с перестраиваемым оптическим детектором применима в том случае, если фильтр, который должен нагреваться по природе самого регулирования, сам не испускает такое количество излучения черного тела, чтобы подавлять полезный сигнал на расположенном вблизи детекторе. Корпус, в котором расположены компоненты перестраиваемого оптического детектора, может быть заполнен газом, например ксеноном, для усиления отклика термоэлектрического детектора.
В варианте, показанном на фиг. 13 Д, используют единую комбинацию представляющих собой черное тело эмиттера и детектора с термооптически перестраиваемым фильтром 190. Комбинацию нагревают для получения излучения, длина волны которого перемещается по диапазону инфракрасного излучения. За счет обратно отражающего зеркала 192 излучение дважды проходит через пробоотборную камеру 301, содержащую пробу 299. Излучение отфильтровывается и поглощается в представляющей черное тело комбинации 190 эмиттера/детектора. Аналогично выполнению с фиг. 13Г дополнительная электронная схема (не показана) нагревает комбинацию 190, чтобы просканировать различные длины волн, при этом регистрируя количество энергии, требуемой для нагревания комбинации 190 до соответствующих температур. Если меньше инфракрасного излучения достигает комбинация 190, то больше энергии требуется для изменения температуры (а следовательно, длины волны) комбинации 190. В дополнительной электронной схеме эту разницу энергии используют для подсчета концентрации химического вещества в пробе 299.
- 9 014476
В варианте выполнения, представленном на фиг. 13Е, использованы объединенные, представляющие черное тело эмиттер/детектор 200 для испускания широкополосного инфракрасного излучения, которое проходит через пробоотборную камеру 301, содержащую пробу 299. Термооптически перестраиваемый тонкопленочный фильтр 202 отражает часть этого инфракрасного излучения в узком диапазоне. За счет соответствующей электронной схемы (не показана) производится сканирование фильтром различных длин волн. Представляющие черное тело эмиттер/детектор 200 поглощают отраженную в узком диапазоне часть инфракрасного излучения после его прохождения на обратном пути через пробу 299. Аналогично выполнению с фиг. 13Г соответствующая электронная схема (не показана) нагревает эмиттер/детектор 200, чтобы просканировать различные длины волн, при этом регистрируя количество энергии, требуемой для нагревания эмиттера/детектора 200 до соответствующих температур. Если меньше инфракрасного излучения достигает эмиттер/детектор 200, то больше энергии требуется для изменения температуры (а следовательно, длины волны) эмиттера/детектора 200. В дополнительной электронной схеме эту разницу энергии используют для подсчета концентрации химического вещества в пробе.
В общем варианты выполнения, представленные на фиг. 13А-13Е, тесно связаны с различием в типах эмиттеров и детекторов, используемых в разных диапазонах длин волн. Для средних длин волн инфракрасного излучения недорогие эмиттеры содержат представляющие черное тело нагретые источники (например, горячие спирали и проводящие мембраны) и недорогие детекторы содержат неохлаждаемые термоэлементы или пироэлектрические элементы. Для ближнего инфракрасного диапазона недорогие эмиттеры содержат светодиоды и недорогие детекторы представляют собой такие светоприемники, как рш-фотодиоды. Для ближней инфракрасной области как источники, так и детекторы обладают намного большей эффективностью, чем источники и детекторы для средней инфракрасной области.
На практике эти факторы ограничивают использование варианта перестраиваемого оптического детектора (фиг. 13Ό и 13Е) в интересном диапазоне длин волн ближнего инфракрасного излучения (менее 2000 нм), в котором излучение от фильтра, нагретого до температуры от примерно 200 до примерно 300°С, по сравнению с измеряемым инфракрасным излучением не перегружает детектор. Для спектроскопии, например, СО2 в диапазоне вблизи 2000 нм или газовых примесей с пиками поглощения, лежащими в диапазоне от 1400 до 1800 нм, можно использовать перестраиваемый оптический детектор. На этих более коротких волнах обычно используют эмиттер, содержащий светодиод, так как при использовании эмиттера, представляющего собой черное тело, потребовалась бы нецелесообразно высокая температура, для эффективной работы излучателя в ближней инфракрасной области.
Для волн большей длины, например для 4600 нм, использование перестраиваемого оптического детектора может стать нецелесообразным, так как нагретый фильтр будет перегружать своим излучением термоэлектрический детектор, помещенный в нескольких миллиметрах от него. В этом случае более предпочтительным является выбор конфигурации перестраиваемого оптического эмиттера, представленной на фиг. 13Б.
В альтернативных вариантах выполнения используют также конфигурацию, представленную на фиг. 13А и 13В, где заключенный в корпус перестраиваемый фильтр помещен в оптическую систему, в которой он не связан ни с эмиттером, ни с детектором. Все описанные варианты выполнения основаны на использовании перестраиваемого фильтра, который может выполнять функции перестраиваемого оптического излучателя, перестраиваемого оптического детектора или перестраиваемого оптического фильтра.
Если вернуться назад к использованию термически перестраиваемого оптического датчика 300 для анализа скважинного флюида, то можно сказать, что для специалиста в данной области будет понятно, что пробоотборная камера 301 может быть изготовлена с учетом высокой вязкости флюидов или других особенностей пробы 299. То есть отбор пробы 299 может предусматривать формирование тонкой пленки флюида. Тонкая пленка может быть физически отделена от термически перестраиваемого оптического датчика 300 за счет использования высокопроницаемого материала (например, оптического стекла). В некоторых вариантах выполнения термически перестраиваемый оптический датчик 300 может быть помещен в корпус, выдерживающий погружение в пробу 299, что обеспечивает большую чувствительность анализа.
Соответственно с использованием термически перестраиваемого оптического датчика 300 могут быть выполнены спектральные измерения для определения или оценки молярной концентрации или процентного содержания различных групп химических веществ (ароматических углеводородов, олефинов, насыщенных углеводородов) в пробе сырой нефти или газа. Такие измерения могут быть использованы для определения или оценки, или непосредственного измерения нефтегазового отношения в пластовых флюидах в скважине 11.
Заложенные в изобретение идеи предусматривают также использование термически перестраиваемого датчика 300 в различных вариантах выполнения. Например, в одном из вариантов выполнения термически перестраиваемый оптический датчик 300 используют с пробоотборником 20 для получения данных в реальном времени. Следует отметить, что получение данных в реальном времени в данном контексте означает получение данных со скоростью, которая соответствует или адекватна принятию решения или корректировке процесса, такого как добыча, проведение экспериментальных работ, поверка и
- 10 014476 другие виды операций или действий, выбираемые пользователем. В качестве примера, не накладывающего ограничений, измерения в реальном времени и расчеты могут предоставить пользователю информацию, необходимую для внесения корректировок в процесс бурения. В одном из вариантов выполнения корректировки можно проводить в непрерывном режиме (в соответствии со скоростью бурения), хотя в других вариантах выполнения, корректировки могут требовать периодической остановки бурения для сбора данных. Соответственно понятно, что термин в реальном времени должен употребляться в контексте и не обязательно означает немедленное получение данных или дает определение частоты сбора данных и их обработки.
В других вариантах выполнения термически перестраиваемый оптический датчик 300 используют для анализа проб 299, которые извлечены на некотором расстоянии и доставлены к пробоотборной камере 301 отдельно расположенного устройства. В качестве примера таких вариантов выполнения термически перестраиваемые оптические датчики 300 могут быть использованы в переносных приборах, передвижной испытательной установке, лабораторной установке и подключенной к (пробоотборной) линии стационарной установке. В частности, настоящее изобретение может быть использовано по меньшей мере на одном из объектов группы, включающей испытательную станцию, трубопровод, нефтеперерабатывающий завод и лабораторию.
С использованием предлагаемых идей могут быть выполнены различные измерения и оценки. Спектроскопические данные в соответствии с настоящим изобретением могут включать любой компонент из группы, состоящей из корреляции результатов спектральных измерений с физическими свойствами (плотность в градусах Американского нефтяного института, точка росы, точка начала кипения, давление образования асфальто-смолистых отложений и т.д.); химических свойств (кислотное число, содержание никеля, ванадия, серы, ртути и т.д.) сырой нефти; отношения содержания изотопов 13С/12С в метане природного газа (т.е. не растворенного в жидкости); определения или оценки фитан/пристановых отношений сырой нефти; определения или оценки Н2З, растворенного в сырой нефти (поглощение ближнего инфракрасного излучения чистого Н2З очень мало, а поглощение 10 ррт Н2З еще меньше); оценки того, содержит ли проба сырой нефти конденсатный газ или бедный газ ((С1 по сравнению с С2, С3, С4); определения или оценки содержания СО2 в метане или растворенного в сырой нефти; определения или оценки отношения содержания изотопов 17О/18О в воде; получения составных хроматограмм (получения картины С1, С2, С3, дающей распределение углеродного числа нефти); определения отношения изотопов 13С/12С в метане, если все же он имеется в растворенном состоянии в жидкой сырой нефти; определения или оценки процентного содержания нефти в скважине 11 по составу фильтрата бурового раствора, в особенности, если пластовая нефть не содержит ароматических компонентов, но обогащена олефинами; и приведения конкретных цифровых данных о содержании ароматических углеводородов, олефинов (класс химических веществ, присутствие которых в сырой нефти маловероятно, но распространено в буровом растворе на углеводородной основе), насыщенных углеводородов, метана, этана, пропана и бутана. Хотя это достаточно длинный перечень компонентов, которые могут загружаться в пробоотборник 20, оснащенный термически перестраиваемым оптическим датчиком 300, его нельзя считать исчерпывающим, и он является просто иллюстрацией идей, заложенных в настоящее изобретение.
Кроме того, заложенные в настоящее изобретение идеи дают отправную точку для проведения программного моделирования, например с применением алгоритма минимальной среднеквадратичной ошибки, хемометрических или нейронных сетей для анализа физических и химических свойств проб пластовых или других флюидов, что ранее считалось невозможным для спектроскопии, проводимой в скважине 11. Эти идеи дают то преимущество, что позволяют быстро проводить спектроскопию высокого разрешения или спектроскопию с модуляцией длины волны для нахождения спектральных пиков на склоне других пиков или получать улучшенное отношение сигнал/шум, что делает возможным выявлять слабые изменения (например, изменение на 10-20 млн-1 содержания Н2З), что было недостижимо для обычной спектроскопии низкого разрешения в среднем и ближнем диапазонах инфракрасного излучения. Чтобы улучшить чувствительность и обеспечить выявление следовых количеств слабопоглощающих газов, спектроскопия с модуляцией длины волны может быть использована в соответствии с уравнениям 1-9, приведенными в публикации заявки ИЗ 20050099618, включенной в данное описание посредством ссылки.
Кроме того, заложенные в изобретение идеи предусматривают выявление очень слабой разницы в спектрах метана с изотопом 13С и метана с изотопом 12С (при условии, что давление не настолько высоко, чтобы приводить к чрезмерному расширению этих пиков вплоть до их слияния). Из-за высоких рабочих температур термически перестраиваемого оптического датчика 300 можно предполагать, что окружающая температура в скважине 11 не будет являться проблемой. Однако в некоторых вариантах выполнения в пробоотборник 20 включают сорбционное охлаждение или другой вид охлаждения для предотвращения возникновения проблем при работе, связанных с высокой окружающей температурой в скважине. Обычно при сорбционном охлаждении термически перестраиваемый оптический датчик 300 помещают в термическом контакте с источником воды (или с жидкостью, или с гидратом). Термически перестраиваемый оптический датчик 300 охлаждается по мере испарения воды, содержащейся в жидкости или гидрате. Получившийся водяной пар поглощается сорбентом, который при этом нагревается.
- 11 014476
Сорбент передает свое избыточное тепло скважинному флюиду, с которым он находится в термическом контакте через корпус пробоотборника 20.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением пробоотборник 20 хорошо приспособлен к воздействию окружающей среды, так что термически перестраиваемый оптический датчик 300 оказывается физически защищенным. То есть термически перестраиваемый оптический датчик 300 сравнительно не чувствителен к вибрации и другим воздействиям при проведении скважинного контроля, к которым известные из предшествующего уровня техники системы весьма восприимчивы.
На фиг. 14 представлен приводимый в качестве примера вариант процедуры 1400 спектроскопии. На фиг. 14 показаны получение спектроскопических данных пробы 299, взятой в скважине 11, что названо отбором пробы (шаг 1410), помещение по меньшей мере части пробы в пробоотборную камеру 301 (шаг 1420), облучение пробы последовательностью узкополосных излучений (шаг 1430), регистрация этой последовательности детектором для получения детектирующего сигнала (шаг 1440), передача детектирующего сигнала в процессор (шаг 1450) и обработка детектирующего сигнала для получения спектроскопических данных (шаг 1460).
Для реализации положений изобретения может понадобиться введение различных вычислительных компонентов, включая программное обеспечение, необходимое для работы и проведения анализа спектроскопической аппаратурой по раскрытому способу. Соответственно можно считать, что положения изобретения могут быть реализованы как последовательность компьютеров, выполняющих программы, занесенные на машиночитаемый носитель, такой как постоянное запоминающее устройство (КОМ), запоминающее устройство с произвольной выборкой (КАМ), запоминающее устройство на компакт-дисках (СО КОМ), флэш-память или другое, известное или неизвестное в настоящее время, причем при выполнении программ компьютер реализует метод по настоящему изобретению. Эти программы могут относиться к работе оборудования, регулированию, сбору и анализу данных и выполнению других функций по замыслу потребителя.
Стоящие миллиарды долларов решения о том, как разрабатывать коллектор (расположение скважин, типы оборудования и т.д.), основаны на различных факторах, таких как определение, является ли коллектор расчлененным или нет. Хотя для проведения анализа изотопного отношения для газа можно использовать мембрану для отделения газа от жидкости, можно также определить расчлененность коллектора с использованием анализа фитан/пристановых отношений для жидкой сырой нефти или с использованием других отличительных особенностей, таких как непредвиденные слабые отличия в спектре флюида, которые можно получить с помощью пробоотборника, снабженного средством для проведения спектроскопии высокого разрешения. Соответственно идеи настоящего изобретения предусматривают пробоотборник 20, обладающий возможностью проведения такой спектроскопии.
Хотя в представленном описании представлены в качестве примера частные варианты выполнения изобретения, для специалистов в данной области техники будут очевидны различные его модификации. Изобретение охватывает все частные варианты, подпадающие под рамки прилагаемой формулы изобретения.
Claims (17)
1. Устройство для получения скважинных спектроскопических данных пробы, содержащее скважинный прибор, включающий эмиттер для испускания широкополосного светового излучения, проходящего по световому пути, пересекающему пробоотборную камеру, принимающую пробу; термически перестраиваемый оптический фильтр для фильтрации испускаемого эмиттером светового излучения, проходящего через пробу с возможностью получения спектроскопических данных, соответствующих воспринимаемому детектором световому излучению, на множестве полос пропускания длин волн светового излучения, причем детектор и термически перестраиваемый оптический фильтр установлены на световом пути.
2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее отражатель для концентрации широкополосного светового излучения эмиттера.
3. Устройство по п.1, в котором эмиттер способен испускать последовательность полос излучений внутри рабочего диапазона.
4. Устройство по п.3, в котором рабочий диапазон имеет среднюю точку вблизи полосы поглощения интересующего компонента в пробе.
5. Устройство по п.1, которое выполнено с возможностью получения спектроскопических данных, содержащих по меньшей мере один элемент из группы, включающей корреляцию результатов спектральных измерений с физическими свойствами или химическим составом вещества; по меньшей мере, отношение содержания изотопов или количественного содержания изотопов; по меньшей мере, определение или оценку фитан/пристановых отношений; по меньшей мере, определение или оценку количества растворенного Н2§; составную оценочную газовую хроматограмму; по меньшей мере, определение или оценку процентного содержания нефти по загрязненности фильтрата бурового раствора и количественное определение в пробе по меньшей мере одного вещества из группы, состоящей из ароматических уг
- 12 014476 леводородов, олефинов, насыщенных углеводородов, метана, этана, пропана и бутана.
6. Устройство по п.1, которое предназначено для получения спектроскопических данных пробы, содержащей смесь воды, бурового раствора и пластового флюида.
7. Устройство по п.1, в котором пробоотборная камера входит в состав подключенной к линии установки.
8. Способ получения скважинных спектроскопических данных пробы, включающий облучение пробы последовательностью полос излучений с длинами волн, пропускаемых термически перестраиваемым оптическим фильтром;
регистрацию последовательности проходящих через пробу излучений и обработку зарегистрированных излучений для получения спектроскопических данных.
9. Способ по п.8, в котором облучение включает испускание светового излучения с первым спектром длин волн и селективную фильтрацию спектра для получения отфильтрованного светового излучения, включающего последовательность полос излучений.
10. Способ по п.8, в котором облучение включает тонкую подстройку последовательности полос излучений в рабочем диапазоне.
11. Способ по п.10, в котором рабочий диапазон, по меньшей мере, частично совпадает с полосой поглощения интересующего компонента в пробе.
12. Способ по п.8, в котором получение спектроскопических данных включает использование пробоотборника для получения спектроскопических данных.
13. Способ по п.8, в котором получение спектроскопических данных включает использование подключенной к линии установки.
14. Способ по п.8, в котором получают спектроскопические данные, содержащие по меньшей мере один элемент из группы, включающей корреляцию результатов спектральных измерений с физическими свойствами или химическим составом вещества; по меньшей мере, отношение содержания изотопов или количественного содержания изотопов; по меньшей мере, определение или оценку фитан/пристановых отношений; по меньшей мере, определение или оценку количества растворенного Н28; составную оценочную газовую хроматограмму; по меньшей мере, определение или оценку процентного содержания нефти по загрязненности фильтрата бурового раствора и количественное определение в пробе по меньшей мере одного вещества из группы, состоящей из ароматических углеводородов, олефинов, насыщенных углеводородов, метана, этана, пропана и бутана.
15. Способ по п.8, в котором проба содержит смесь воды, бурового раствора и пластового флюида.
16. Способ по п.8, в котором при получении отфильтрованного светового излучения изменяют температуру перестраиваемого оптического фильтра для получения последовательности полос излучений.
17. Машиночитаемый носитель с компьютерным программным продуктом, содержащим команды для получения в скважине спектроскопических данных пробы, включая команды по облучению пробы последовательностью полос излучений с длинами волн, пропускаемых термически перестраиваемым оптическим фильтром, регистрации последовательности проходящих через пробу излучений и обработке зарегистрированных излучений для получения спектроскопических данных.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/360,542 US7408645B2 (en) | 2003-11-10 | 2006-02-23 | Method and apparatus for a downhole spectrometer based on tunable optical filters |
| PCT/US2007/004434 WO2007100564A2 (en) | 2006-02-23 | 2007-02-21 | A method and apparatus for a downhole spectrometer based on tunable optical filters |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200801869A1 EA200801869A1 (ru) | 2009-06-30 |
| EA014476B1 true EA014476B1 (ru) | 2010-12-30 |
Family
ID=38459521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200801869A EA014476B1 (ru) | 2006-02-23 | 2007-02-21 | Способ и устройство скважинной спектрометрии с использованием перестраиваемых оптических фильтров |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7408645B2 (ru) |
| EP (1) | EP1987345A4 (ru) |
| CN (1) | CN101427114A (ru) |
| BR (1) | BRPI0710075A2 (ru) |
| CA (1) | CA2643154A1 (ru) |
| EA (1) | EA014476B1 (ru) |
| NO (1) | NO339448B1 (ru) |
| WO (1) | WO2007100564A2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508448C1 (ru) * | 2012-11-22 | 2014-02-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Способ и устройство для определения пластов, содержащих углеводороды |
Families Citing this family (58)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7782460B2 (en) * | 2003-05-06 | 2010-08-24 | Baker Hughes Incorporated | Laser diode array downhole spectrometer |
| US7599450B2 (en) * | 2004-02-03 | 2009-10-06 | Seagate Technology | Pattern-dependent equalization and detection |
| US8032020B2 (en) * | 2006-05-09 | 2011-10-04 | Aegis Lightwave, Inc. | Self calibrated optical spectrum monitor |
| US7498567B2 (en) * | 2007-06-23 | 2009-03-03 | Schlumberger Technology Corporation | Optical wellbore fluid characteristic sensor |
| US7859265B2 (en) * | 2007-06-27 | 2010-12-28 | Baker Hughes Incorporated | One row wavelet sensor layout for resistivity imaging |
| US7796263B2 (en) * | 2007-09-05 | 2010-09-14 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for determining fluid content downhole |
| US7826050B2 (en) * | 2007-09-05 | 2010-11-02 | Baker Hughes Incorporated | System and method for dual path length optical analysis of fluids downhole |
| US20090114805A1 (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-07 | Baker Hughes Incorporated | Method of identification of petroleum compounds using frequency mixing on surfaces |
| US8487238B2 (en) * | 2007-11-01 | 2013-07-16 | Baker Hughes Incorporated | Method of identification of petroleum compounds using frequency mixing on surfaces |
| US20090166037A1 (en) * | 2008-01-02 | 2009-07-02 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for sampling downhole fluids |
| US8032311B2 (en) | 2008-05-22 | 2011-10-04 | Baker Hughes Incorporated | Estimating gas-oil ratio from other physical properties |
| US20100309750A1 (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-09 | Dominic Brady | Sensor Assembly |
| US20110016962A1 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Baker Hughes Incorporated | Detector for Characterizing a Fluid |
| CA2767689C (en) * | 2009-08-07 | 2018-01-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | Drilling advisory systems and methods based on at least two controllable drilling parameters |
| US9091151B2 (en) | 2009-11-19 | 2015-07-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole optical radiometry tool |
| US9029155B2 (en) * | 2010-05-20 | 2015-05-12 | Schlumberger Technology Corporation | Direct measurement of fluid contamination |
| BR112012018294A2 (pt) | 2010-05-21 | 2018-06-05 | Halliburton Energy Services Inc | método para detectar dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio em um ambiente de furo abaixo, e, aparelho de ferramenta de furo abaixop para detectar o dióxido de carbono e o sulfeto de hidrogênio. |
| EP2444802A1 (en) * | 2010-10-22 | 2012-04-25 | Geoservices Equipements | Device for analyzing at least one hydrocarbon contained in a drilling fluid and associated method. |
| CA2823687A1 (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole formation fluid contamination assessment |
| US8636063B2 (en) | 2011-02-16 | 2014-01-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement slurry monitoring |
| US9075155B2 (en) | 2011-04-08 | 2015-07-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Optical fiber based downhole seismic sensor systems and methods |
| US9127531B2 (en) | 2011-09-07 | 2015-09-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Optical casing collar locator systems and methods |
| US9127532B2 (en) | 2011-09-07 | 2015-09-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Optical casing collar locator systems and methods |
| US9297767B2 (en) | 2011-10-05 | 2016-03-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole species selective optical fiber sensor systems and methods |
| CN108868747A (zh) | 2011-11-03 | 2018-11-23 | 快帽系统公司 | 生产测井仪 |
| US9268055B2 (en) | 2011-12-30 | 2016-02-23 | Schlumberger Technology Corporation | Well-logging apparatus including azimuthally spaced radiation detectors |
| US10060250B2 (en) | 2012-03-13 | 2018-08-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole systems and methods for water source determination |
| US9759610B2 (en) * | 2012-08-01 | 2017-09-12 | General Electric Company | Method and device for dissolved gas analysis |
| JP6260076B2 (ja) * | 2012-09-19 | 2018-01-17 | セイコーエプソン株式会社 | 分光装置 |
| EP2762857B1 (en) * | 2012-12-19 | 2018-05-02 | General Electric Company | Method and device for dissolved gas analysis |
| US9207354B2 (en) | 2012-12-21 | 2015-12-08 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for estimating characteristics of a sensor containing interferometer |
| US8809798B2 (en) | 2013-01-11 | 2014-08-19 | Baker Hughes Incorporated | Methods to enhance nuclear spectroscopy analysis |
| WO2014137322A1 (en) | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Halliburton Energy Services Inc. | System, method and computer program product for photometric system design and environmental ruggedization |
| FI125907B (en) * | 2013-09-24 | 2016-03-31 | Vaisala Oyj | Method and apparatus for measuring the concentration of gases dissolved in liquids |
| US9664036B2 (en) * | 2013-10-09 | 2017-05-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Systems and methods for measuring downhole fluid characteristics in drilling fluids |
| US9958570B2 (en) | 2013-12-10 | 2018-05-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Analysis of a reservoir fluid using a molecular factor computational system |
| WO2015094247A1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | Halliburton Energy Services Inc. | Optical computing device having detector with non-planar semiconductor structure |
| EP3084481B8 (en) | 2013-12-20 | 2024-01-03 | Fastcap Systems Corporation | Electromagnetic telemetry device |
| US10209388B2 (en) * | 2013-12-20 | 2019-02-19 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus to generate a crosswell data set |
| US10809413B2 (en) | 2014-08-29 | 2020-10-20 | Schlumberger Technology Corporation | Fiber optic magneto-responsive sensor assembly |
| GB2530485B (en) | 2014-09-15 | 2017-02-22 | Schlumberger Holdings | Mid-infrared carbon dioxide sensor |
| GB2530097B (en) * | 2014-09-15 | 2017-07-19 | Schlumberger Holdings | Mid-infrared cement sensor |
| GB2530095B (en) | 2014-09-15 | 2017-07-12 | Schlumberger Holdings | Mid-infrared sensor |
| GB2530486B (en) | 2014-09-15 | 2017-08-02 | Schlumberger Holdings | Active surface cleaning for a sensor |
| GB2530099B (en) | 2014-09-15 | 2019-01-02 | Schlumberger Holdings | Temperature invariant infrared filter |
| GB2530098B (en) | 2014-09-15 | 2017-02-22 | Schlumberger Holdings | Mid-infrared acid sensor |
| GB2552276A (en) * | 2015-04-15 | 2018-01-17 | Halliburton Energy Services Inc | Optical element testing methods and systems employing a broadband angle-selective filter |
| CN105156092B (zh) * | 2015-05-22 | 2018-05-25 | 中国石油大学(华东) | 测量油气成分的随钻光谱仪的测量方法与装置 |
| US9976415B2 (en) * | 2015-05-27 | 2018-05-22 | Evolution Engineering Inc. | Electromagnetic telemetry system with compensation for drilling fluid characteristics |
| US9745843B1 (en) * | 2016-06-09 | 2017-08-29 | Noralis Limited | Method for determining position with improved calibration |
| CN106522937B (zh) * | 2016-11-24 | 2020-02-21 | 西南石油大学 | 一种基于井下随钻光谱钻井过程中h2s监测方法及系统 |
| DE102016125840B4 (de) | 2016-12-29 | 2018-11-08 | Infineon Technologies Ag | Gasanalysevorrichtung |
| US10620165B2 (en) * | 2016-12-29 | 2020-04-14 | Infineon Technologies Ag | Photoacoustic gas analyzer for determining species concentrations using intensity modulation |
| US11513063B2 (en) * | 2017-02-01 | 2022-11-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multivariate statistical contamination prediction using multiple sensors or data streams |
| JP2023518862A (ja) * | 2020-03-26 | 2023-05-08 | アスペンテック・コーポレーション | 油井最適化のためにワックス／水和物の蓄積を予測する油井モデルを開発・展開するためのシステムおよび方法 |
| CN111794744B (zh) * | 2020-07-22 | 2023-08-15 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种井下实时监测地层水污染程度的方法 |
| JP2022177441A (ja) * | 2021-05-18 | 2022-12-01 | セイコーエプソン株式会社 | 分光計測器、及びコンピュータープログラム |
| WO2023136807A1 (en) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fluid holdup monitoring in downhole fluid sampling tools |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050030628A1 (en) * | 2003-06-20 | 2005-02-10 | Aegis Semiconductor | Very low cost narrow band infrared sensor |
| US20050269499A1 (en) * | 2003-05-23 | 2005-12-08 | Schlumberger Technology Corporation | Method and sensor for monitoring gas in a downhole environment |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5617206A (en) * | 1995-12-04 | 1997-04-01 | Phi, Applied Physical Sciences International | Compact laser diode monitor using defined laser momentum vectors to cause emission of a coherent photon in a selected direction |
| WO1999000575A2 (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-07 | Baker Hughes Incorporated | Drilling system with sensors for determining properties of drilling fluid downhole |
| US6388251B1 (en) * | 1999-01-12 | 2002-05-14 | Baker Hughes, Inc. | Optical probe for analysis of formation fluids |
| US6879014B2 (en) | 2000-03-20 | 2005-04-12 | Aegis Semiconductor, Inc. | Semitransparent optical detector including a polycrystalline layer and method of making |
| US6670599B2 (en) | 2000-03-27 | 2003-12-30 | Aegis Semiconductor, Inc. | Semitransparent optical detector on a flexible substrate and method of making |
| US6446887B1 (en) | 2000-04-24 | 2002-09-10 | Aegis Bio-Systems, L.L.C. | Portable medical waste plant |
| US6465775B2 (en) * | 2000-12-19 | 2002-10-15 | Schlumberger Technology Corporation | Method of detecting carbon dioxide in a downhole environment |
| US6473234B2 (en) | 2001-02-28 | 2002-10-29 | Axsun Technologies, Inc. | Tunable filter system with backreflection reference |
| US7049004B2 (en) | 2001-06-18 | 2006-05-23 | Aegis Semiconductor, Inc. | Index tunable thin film interference coatings |
| US6985281B2 (en) | 2001-11-28 | 2006-01-10 | Aegis Semiconductor, Inc. | Package for optical components |
| US6712587B2 (en) | 2001-12-21 | 2004-03-30 | Waters Investments Limited | Hydraulic amplifier pump for use in ultrahigh pressure liquid chromatography |
| US20030174403A1 (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-18 | Yadlowsky Michael J. | Tunable optical filter array and method of use |
| US7280214B2 (en) | 2002-06-04 | 2007-10-09 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for a high resolution downhole spectrometer |
| KR100489801B1 (ko) | 2002-12-10 | 2005-05-16 | 한국전자통신연구원 | 파장가변 광 필터 및 그 제조방법 |
| FI20022249A (fi) | 2002-12-20 | 2004-06-21 | Chun Ye | Virittimiä, viritettäviä polarointi-interferenssisuodattimia ja viritysmenetelmiä |
| US20040234198A1 (en) | 2003-03-21 | 2004-11-25 | Aegis Semiconductor, Inc. | Tunable and switchable multiple-cavity thin film optical filters |
| EP2320026B1 (en) * | 2003-05-02 | 2013-04-24 | Baker Hughes Incorporated | A method and apparatus for a downhole micro-sampler |
| US20040255853A1 (en) | 2003-05-15 | 2004-12-23 | Aegis Semiconductor | PECVD reactor in-situ monitoring system |
| JP4058633B2 (ja) | 2003-07-10 | 2008-03-12 | セイコーエプソン株式会社 | 面発光型発光素子、光モジュール、光伝達装置 |
| US20050023440A1 (en) | 2003-07-30 | 2005-02-03 | Matthews James Albert | Integrated optical detector and diffractive optical element |
| WO2005022900A2 (en) | 2003-08-26 | 2005-03-10 | Redshift Systems Corporation | Infrared camera system |
| US7221827B2 (en) | 2003-09-08 | 2007-05-22 | Aegis Semiconductor, Inc. | Tunable dispersion compensator |
| US20050105184A1 (en) | 2003-10-07 | 2005-05-19 | Aegis Semiconductor, Inc. | Tunable filter membrane structures and methods of making |
| EP1671177A1 (en) | 2003-10-07 | 2006-06-21 | Aegis Semiconductor, Inc. | Tunable optical filter with heater on a cte-matched transparent substrate |
| WO2005038437A2 (en) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Axsun Technologies, Inc. | Multi channel raman spectroscopy system and method |
| US7297913B2 (en) | 2004-04-20 | 2007-11-20 | Diehl Bgt Gmbh & Co. Kg | Module for a laser measuring device |
-
2006
- 2006-02-23 US US11/360,542 patent/US7408645B2/en active Active
-
2007
- 2007-02-21 EA EA200801869A patent/EA014476B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-02-21 EP EP07751208A patent/EP1987345A4/en not_active Withdrawn
- 2007-02-21 WO PCT/US2007/004434 patent/WO2007100564A2/en active Application Filing
- 2007-02-21 CN CNA2007800134502A patent/CN101427114A/zh active Pending
- 2007-02-21 CA CA002643154A patent/CA2643154A1/en not_active Abandoned
- 2007-02-21 BR BRPI0710075-2A patent/BRPI0710075A2/pt not_active Application Discontinuation
-
2008
- 2008-09-04 NO NO20083807A patent/NO339448B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050269499A1 (en) * | 2003-05-23 | 2005-12-08 | Schlumberger Technology Corporation | Method and sensor for monitoring gas in a downhole environment |
| US20050030628A1 (en) * | 2003-06-20 | 2005-02-10 | Aegis Semiconductor | Very low cost narrow band infrared sensor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508448C1 (ru) * | 2012-11-22 | 2014-02-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Способ и устройство для определения пластов, содержащих углеводороды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO339448B1 (no) | 2016-12-12 |
| US20060139646A1 (en) | 2006-06-29 |
| WO2007100564A2 (en) | 2007-09-07 |
| WO2007100564A3 (en) | 2008-12-24 |
| BRPI0710075A2 (pt) | 2011-08-02 |
| EA200801869A1 (ru) | 2009-06-30 |
| CA2643154A1 (en) | 2007-09-07 |
| NO20083807L (no) | 2008-10-20 |
| US7408645B2 (en) | 2008-08-05 |
| EP1987345A2 (en) | 2008-11-05 |
| EP1987345A4 (en) | 2011-08-17 |
| WO2007100564A4 (en) | 2009-02-19 |
| CN101427114A (zh) | 2009-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA014476B1 (ru) | Способ и устройство скважинной спектрометрии с использованием перестраиваемых оптических фильтров | |
| US7196786B2 (en) | Method and apparatus for a tunable diode laser spectrometer for analysis of hydrocarbon samples | |
| US6465775B2 (en) | Method of detecting carbon dioxide in a downhole environment | |
| US11237140B2 (en) | Multi-component gas and vapor monitoring sensor | |
| US5939717A (en) | Methods and apparatus for determining gas-oil ratio in a geological formation through the use of spectroscopy | |
| US7511819B2 (en) | Light source for a downhole spectrometer | |
| US20080111064A1 (en) | Downhole measurement of substances in earth formations | |
| US20040069942A1 (en) | Methods and apparatus for determining chemical composition of reservoir fluids | |
| WO2002031476A2 (en) | Methods and apparatus for downhole fluids analysis | |
| US9778172B2 (en) | Pulse width modulation of continuum sources for determination of chemical composition | |
| US11761873B2 (en) | Method to predict downhole reservoir fluids interfacial tension | |
| WO2005047647A1 (en) | A method and apparatus for a downhole spectrometer based on electronically tunable optical filters | |
| US11209349B2 (en) | Optical fluid analyzer | |
| CN101539017A (zh) | 利用太赫兹辐射的油-水-气分析设备和方法 | |
| US7750302B2 (en) | Method and apparatus for detecting naphthenic acids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |