MX2012009743A - Analizador por fluorecencia de rayos x. - Google Patents

Abstract

Un aparato de fluorescencia de rayos x para medir las propiedades de un fluido de muestra, el aparato comprende un alojamiento que tiene una entrada y una salida; una cámara de prueba colocada dentro del alojamiento, la cámara de prueba comprende un puerto de inyección en comunicación fluida con la entrada; un portaobjetos colocado dentro de la cámara de prueba, el portaobjetos comprende una cavidad de muestra; y un puerto de prueba; un espectrómetro de fluorescencia de rayos x clocado dentro del alojamiento, y al menos un motor acoplado operativamente al portaobjetos de la cámara de prueba. También, un método para analizar un fluido, el método comprende inyectar un fluido a través de un puerto de inyección de una cámara de prueba en una cavidad de muestra de un portaobjetos; mover el portaobjetos lateralmente dentro de la cámara de prueba hacia una posición intermedia; mover el portaobjetos lateralmente dentro de la cámara de prueba hacia una posición de prueba; y accionar un espectrómetro de fluorescencia de rayos x para muestrear el fluido dentro de la cavidad de muestra cuando el portaobjetos se encuentra en la posición de prueba.

Description

ANALIZADOR POR FLUORESCENCIA DE RAYOS X ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención Las modalidades descritas en la presente se refieren a un analizador por fluorescencia de rayos x para su uso en la determinación de propiedades del fluido de perforación. Más específicamente, las modalidades descritas en la presente se refieren a un analizador por fluorescencia de rayos x para su uso en la determinación de propiedades del fluido de perforación en un sitio de perforación en tiempo real. Aun más específicamente, las modalidades descritas en la presente se refieren a métodos y sistemas para determinar propiedades del fluido de perforación que incluyen control a distancia y automatización.

Técnica previa Los fluidos de perforación de pozos cumplen muchas funciones durante del proceso de perforación de petróleo y gas. Las funciones primarias incluyen controlar presiones subsuperficiales, transportar "cortes" a la superficie creados por la broca de perforación, y enfriar y lubricar la broca de perforación a medida que muele la corteza terrestre. La mayoría de los cortes se retiran a la superficie con diferentes tipos de equipos de remoción de sólidos, mediante pequeños trozos de formación, tales como arcillas y lutitas, se incorporan invariablemente en el fluido de perforación como sólidos "de baja gravedad". Estos sólidos de baja gravedad en general no son recomendables ya que pueden contribuir a una viscosidad excesiva y pueden afectar negativamente el tratamiento químico del fluido de perforación de forma tal que pueden satisfacer otras funciones críticas. Los sólidos de baja gravedad también se distinguen de los sólidos de alta gravedad que se agregan intencionalmente para aumentar la densidad del fluido de perforación.

La densidad del fluido o la masa por volumen unitario controlan las presiones subsuperficiales y contribuyen a la estabilidad del pozo de sondeo aumentando la presión ejercida por el fluido de perforación sobre la superficie del fondo del pozo de la formación. La columna de fluido en el pozo de sondeo ejerce una presión hidrostática proporcional a la profundidad vertical real del hueco y la densidad del fluido. Por lo tanto, se puede estabilizar el pozo de sondeo y evitar que una afluencia de fluidos de formación fluya manteniendo una densidad apropiada del fluido de perforación para asegurar que se mantenga una cantidad adecuada de presión hidrostática.

Existen varios métodos para controlar la densidad de los fluidos del pozo. Un método agrega a los fluidos de perforación, sales disueltas tales como cloruro de sodio y cloruro de calcio en la forma de una salmuera acuosa. Otro método implica agregar partículas inertes de alta gravedad específica a fluidos de perforación para formar una suspensión de densidad aumentada. Estas partículas inertes de alta densidad se refieren comúnmente como "agentes de ponderación" y típicamente incluyen minerales particulados de barita, calcita o hematita.

Mientras es importante mantener la densidad de un fluido de perforación, otros factores también influyen sobre la eficacia de fluidos de perforación específicos en determinadas operaciones de perforación. Dichos otros factores pueden incluir viscosidad y composición del fluido de perforación así como la capacidad de los fluidos de enfriar y lubricar la broca de perforación. Para determinar el fluido de perforación más eficaz para una operación de perforación dada, es necesario medir las propiedades químicas y físicas del fluido de perforación cuando regresa del fondo del pozo.

Actualmente, el método estándar para determinar el contenido de líquidos y sólidos del fluido de perforación es conducir un análisis de retorta. En un análisis de retorta, se calienta una muestra del fluido de perforación a una temperatura suficiente para vaporizar los líquidos contenidos, incluidos agua, aceite o líquidos sintéticos. Los líquidos se condensan luego de lo cual los volúmenes específicos se pueden medir directamente en un cilindro graduado. El aceite y los líquidos sintéticos tienen una gravedad específica menor que el agua y se separarán naturalmente en el depósito de medición. El volumen total de líquidos luego se sustrae del volumen de perforación inicial para determinar el contenido total de sólidos. Luego se aplican funciones matemáticas apropiadas en el contexto de la composición general del fluido de perforación para estimar la fracción de sólidos de alta gravedad y de baja gravedad.

Debido a requisitos de calentamiento, se sabe que las prácticas de retorta son potencialmente peligrosas y sujetas a inexactitudes e incongruencias. Además, el método de retorta no proporciona medios para caracterizar y diferenciar los diferentes componentes sólidos tras la categorización general por gravedad específica superior.

Por lo tanto, se necesita un método automatizado para la determinación de propiedades del fluido.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto, las modalidades descritas en la presente se refieren a un aparato de fluorescencia de rayos x para medir propiedades de un fluido de muestra, el aparato comprende un alojamiento que tiene una entrada y una salida; una cámara de prueba colocada dentro del alojamiento, la cámara de prueba comprende un puerto de inyección en comunicación fluida con la entrada; un portaobjetos colocado dentro de la cámara de prueba, el portaobjetos comprende una cavidad de muestra; y un puerto de prueba; un espectrómetro de fluorescencia de rayos x clocado dentro del alojamiento, y al menos un motor acoplado operativamente al portaobjetos de la cámara de prueba.

En otro aspecto, las modalidades descritas en la presente se refieren a un método para analizar un fluido, el método comprende inyectar un fluido a través de un puerto de inyección de una cámara de prueba en una cavidad de muestra de un portaobjetos; mover el portaobjetos lateralmente dentro de la cámara de prueba hacia una posición intermedia; mover el portaobjetos lateralmente dentro de la cámara de prueba hacia una posición de prueba; y accionar un espectrómetro de fluorescencia de rayos x para muestrear el fluido dentro de la cavidad de muestra cuando el portaobjetos se encuentra en la posición de prueba.

Otros aspectos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una representación esquemática de un analizador de fluidos por XRF de acuerdo con las modalidades de la presente descripción.

Las Figuras 1A y 1 B son vistas transversales de una válvula de retención de acuerdo con las modalidades de la presente descripción.

La Figura 1C es una vista desarrollada de una válvula de retención de acuerdo con las modalidades de la presente descripción.

Las Figuras 2A-C son vistas transversales de una cámara de prueba del analizador por XRF de acuerdo con las modalidades de la presente descripción.

Las Figuras 3A-C son vistas transversales de una cámara de prueba del analizador por XRF de acuerdo con las modalidades de la presente descripción.

La Figura 4 es una representación esquemática de un sistema informático de acuerdo con las modalidades de la presente descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Las modalidades descritas en la presente se refieren a un analizador por fluorescencia de rayos x para su uso en la determinación de propiedades del fluido de perforación. Más específicamente, las modalidades descritas en la presente se refieren a un analizador por fluorescencia de rayos x para su uso en la determinación de propiedades del fluido de perforación en un sitio de perforación en tiempo real. Aun más específicamente, las modalidades descritas en la presente se refieren a métodos y sistemas para determinar propiedades del fluido de perforación que incluyen control a distancia y automatización.

Las modalidades descritas en la presente también se refieren a un método y aparato para automatizar la medición de las propiedades de fluidos a base de aceite o a base de líquidos sintéticos de emulsión invertida (esto es, fluidos de perforación y/o fluidos de ejecución) y fluidos a base de agua. Aunque la descripción de la presente se refiere al fluido de perforación, un experto en la técnica apreciará que otros tipos de fluidos (por ej., fluidos de ejecución) también se pueden analizar con el método y aparato descritos en la presente.

De acuerdo con modalidades de la presente descripción, se puede usar un espectrómetro de rayos x para determinar el contenido de un fluido de perforación de muestra. Por ejemplo, se puede estimular una muestra mediante rayos x o rayos gamma, causando así la emisión de rayos x fluorescentes secundarios. Los rayos x secundarios luego se pueden analizar para determinar la composición química del fluido de perforación de muestra. Los resultados de las pruebas luego se pueden transferir a un centro de almacenamiento local o una instalación a distancia para su procesamiento. Los expertos en la técnica apreciarán que también se pueden usar otros contadores para analizar adicionalmente las muestras del fluido de perforación.

Los espectrómetros de rayos x ("XRF") de acuerdo con las modalidades de la presente descripción se pueden usar para detectar elementos que tienen un peso atómico a partir de alrededor de 26.98, tal como aluminio. Además del aluminio, también se pueden evaluar elementos como silicio, cloro, potasio, calcio, bromo, cesio, bario y similares. Los resultados de las mediciones de XRF pueden posteriormente correlacionarse linealmente con la concentración de los elementos presentes en los fluidos de perforación. Por consiguiente, el análisis de XRF se puede usar para reemplazar pruebas de titulación tradicionales. La medición de los sólidos de alta gravedad a través del análisis de bario también es posible en vez de usar cálculos de mediciones indirectas. De forma adicional, las mediciones de las concentraciones de aluminio y silicio se pueden usar en la evaluación de la formación a través del análisis de tendencia del contenido de arena y arcilla. Los expertos en la técnica apreciarán que los métodos de XRF y XRF automatizado descritos a continuación en general se pueden usar para mejorar las mediciones del fluido de perforación y aumentar la eficiencia de la perforación.

Con respecto a la Figura 1 , se muestra una representación esquemática de un analizador de fluidos que tiene una XRF 435 de acuerdo con las modalidades de la presente descripción. En esta modalidad, se dirige un flujo de fluido desde una línea de flujo del sistema de perforación 400 a través de una o más válvulas 405, tal como una válvula de retención, una válvula de solenoide o ambas, y hacia una cámara de prueba 410. En aun otras modalidades, se pueden usar diversas válvulas accionadas solas o junto con las válvulas de retención o de solenoide. Dentro de la cámara de prueba 410, se coloca un portaobjetos (450 de la Figura 2) y se configura para moverse en una o más direcciones, permitiendo así obtener un fluido de perforación a partir del sistema de fluidos activos. Se pueden usar uno o más motores 415, 420 y 425 para controlar la orientación del portaobjetos o cámara de prueba 410. Tal como se ilustra, el motor 415 está configurado para mover lateralmente el portaobjetos en la cámara de prueba 410. Sin embargo, en otras modalidades, el motor 415 se puede usar para mover el portaobjetos en más de una dirección. El analizador de fluidos también incluye un tanque de helio 430 en comunicación fluida con XRF 435, permitiendo así su uso durante el análisis. Para controlar el flujo de helio desde el tanque de helio 430 hacia XRF 435, una válvula de solenoide 440 se puede controlar operativamente mediante un microprocesador 445 o PLC.

Con respecto a las Figuras 1A y 1 B, se muestra una válvula 405 alternativa de acuerdo con las modalidades de la presente descripción. En la Figüra 1A, se muestra una válvula de retención 405. La válvula de retención 405 incluye un émbolo 71 , un cuerpo de válvula 73 y un ensamble de émbolo 75 que incluye un material elastomérico 77. Durante una etapa de llenado de la prueba (Figura 3A), durante condiciones de baja presión, el fluido fluye a lo largo de la senda A, moviendo así el émbolo 71 hacia una posición abierta y permitiéndole al fluido fluir dentro del contador de estabilidad eléctrica. Durante una condición de presión alta, tal como durante un flujo de retorno, el flujo fluye en la dirección B (de la Figura 3B), haciendo que el émbolo 71 cierre y selle la válvula de retención 405. Dicha válvula de retención sin retorno puede ser menos propensa a fallar a partir de líquidos o suspensiones que son altamente viscosos o contienen materia particulada. Con respecto a la Figura 1C, se muestra una vista desarrollada de la válvula 405. Tal como se ilustra, la válvula de retención 405 incluye un cuerpo de válvula 73, un ensamble de émbolo 75 que tiene un material elastomérico y una guía de émbolo 79. El material elastomérico 77 está configurado para sellarse contra una superficie de sellado 81 del cuerpo de válvula 73 y está configurado para permanecer limitado dentro de la guía de émbolo 79.

Con respecto nuevamente a la Figura 1 , el analizador de fluidos también puede incluir un tanque de limpieza de fluidos 455 en comunicación fluida con la cámara de prueba 410. Durante el ciclo de limpieza, se puede transferir un fluido, tal como agua, aceite básico u otro fluido que contiene agentes químicos tales como tensoactivos, desde el tanque de limpieza de fluidos 455 a la cámara de prueba 410. El flujo del fluido de limpieza se puede controlar mediante una válvula, tal como una válvula de solenoide 460. Además del fluido de limpieza, el analizador de fluidos puede incluir un sistema de aire 465 configurado para suministrar aire a la cámara de prueba 410 u otro componente del analizador de fluidos. El flujo de aire también se puede controlar mediante una válvula, tal como una válvula de solenoide 470. Luego de completar la prueba, el fluido de muestra se puede drenar desde la cámara de prueba 410 a través del drenaje de residuos 475 y nuevamente hacia la línea de flujo del sistema de perforación activo 400. La evacuación del fluido de muestra se puede facilitar a través del uso de una bomba 480, aire del sistema de aire 465 o se puede extraer de la cámara de prueba 410 a medida que se incorpora fluido nuevo a la cámara de prueba 410. El analizador de fluidos también puede incluir diversos sensores, tales como un sensor de presión 485, sensores de temperatura (no se muestra) u otros diversos sensores para determinar la posición del portaobjetos dentro de la cámara de prueba 410 o una propiedad del fluido.

Para controlar el analizador de fluidos, el sistema incluye un microprocesador 445 y un almacenamiento de memoria local 490, tal como, una unidad de disco duro, flash u otro tipo de memoria conocida en la técnica. Se pueden mostrar datos y el analizador de fluidos se puede controlar a través del monitor local 495. De forma adicional, se puede usar un dispositivo para permitir una conexión a una red, tal como un módem 497, para permitir que el analizador de fluidos comunique datos y reciba señales de control a distancia. El aspecto de control a distancia de la presente descripción se explicará en más detalle a continuación.

Con respecto ahora las Figuras 2A-C, se muestran vistas transversales de la cámara de prueba y XRF 435 durante las posiciones de llenado, intermedias y de prueba, respectivamente, de acuerdo con las modalidades de la presente descripción. En la posición de llenado (Figura 2A), el portaobjetos 450 está en una posición para permitir que el fluido se inyecte a través de un puerto de inyección 451 hacia una cavidad de muestra 452. En esta modalidad, la cavidad de muestra incluye aproximadamente una abertura de 25 mm que permite que el fluido fluya hacia la cavidad 452. Los expertos en la técnica apreciarán que en otras modalidades, la cavidad de muestra 452 puede incluir aberturas de diferente tamaño y/o geometría. Se pueden usar uno o más motores (415, 420 o 425 de la Figura 1 ) para controlar la orientación del portaobjetos 450 dentro de la cámara de prueba 410. Por ejemplo, un motor puede mover el portaobjetos 450 lateralmente en la cámara de prueba 410. En la posición intermedia (Figura 2B), el portaobjetos 450 mueve la cavidad de muestra 452, incluido un fluido de prueba, fuera de la comunicación fluida con el puerto de inyección 451. Al mover la cavidad de muestra 452 fuera de la comunicación fluida con el puerto de inyección 451 , se evita que el fluido se derrame fuera de la cámara de prueba 410. Por lo tanto, la posición intermedia puede permitir controlar el tamaño de muestra en la cavidad de muestra 452. En la posición de prueba (Figura 2C), la cavidad de muestra 452 está alineada con el puerto de prueba 453. Dado que la cavidad de muestra 452 no se encuentra encerrada (encerrar la cavidad de prueba impediría un análisis de XRF preciso), el portaobjetos 450 se deberá mover hacia la orientación de prueba para prevenir que el fluido de prueba de derrame fuera de la cavidad de muestra 452. En la posición de prueba, la XRF 435 se puede usar para analizar el fluido de perforación. La secuencia de una posición de llenado, una posición intermedia y una posición de prueba, permite mantener el volumen de la muestra en la cavidad de muestra 452. La secuencia también impide que el fluido se desborde de la cavidad de muestra 452 mientras que la posición intermedia está cerrada separada en el resto del sistema, evitando así que el lado de inyección y el lado de prueba del sistema estén abiertos al mismo tiempo.

Dado que las pruebas de XRF son sensibles a la ubicación de la muestra que se está analizando, los motores (415, 420 y 425 de la Figura 1 ) se pueden usar para asegurar que la orientación de la cavidad de muestra 452 hacia XRF 435 se encuentre dentro de una tolerancia específica. Mediante el uso de un análisis de orientación de XYZ, el analizador de fluidos puede asegurar que las pruebas de muestra no se deformen por el bloqueo de la muestra así como asegurar que la muestra no desborde la cavidad de muestra 452. Con respecto nuevamente a la Figura 1 en una modalidad donde el motor 415 controla el portaobjetos 450, el portaobjetos 450 se puede mover lateralmente dentro de la cámara de prueba 410 para mover un fluido de muestra de la comunicación fluida con el puerto de inyección 451 hacia una orientación con el puerto de prueba 453. Durante las pruebas, los motores 420 y 425 pueden esta configurados para cambiar la orientación de la cámara de prueba 410 o XRF 435, permitiendo así obtener múltiples pruebas de una muestra simple. Dada la longitud focal entre la XRF y la muestra es importante mantener resultados coherentes y comparables, los motores 415, 420 y 425 pueden funcionar juntos para asegurar que la distancia entre el fluido de muestra y el puerto de prueba 453 permanezca relativamente constante. En determinadas modalidades, el espacio entre la XRF y la muestra puede estar entre 0.5 mm y 1.0 mm. Dependiendo de las especificaciones de la XRF, este espacio se puede aumentar o reducir, permitiendo así adaptar el sistema para analizar fluidos particulares. En determinadas modalidades, los motores se pueden usar para ajusfar la posición de la XRF, permitiendo así obtener múltiples muestras. En dicha modalidad, la XRF se puede mover en una senda sustancialmente circular, permitiendo así analizar diversas partes de la muestra. Específicamente, la XRF puede moverse lateralmente a través de la superficie de la muestra, mientras se mantiene la misma altura por encima de la muestra, permitiendo así realizar diversas lecturas a través de la superficie de la muestra. De forma adicional, dado que se pueden obtener múltiples lecturas se pueden evitar lecturas falsas. Por ejemplo, en determinadas modalidades, se obtienen múltiples lecturas y se realiza un promedio estadístico o se representan las anomalías en las diversas lecturas.

De forma adicional, se puede controlar la temperatura de la cámara de prueba 410 y la muestra, manteniendo así un volumen constante de fluido y permitiendo que la distancia entre la muestra y la XRF 435 sea igual entre las diversas pruebas. La temperatura se puede controlar colocando un conducto de fluidos (no se muestra) en la cámara de prueba 410 próximo a la cavidad de muestra 452. Un fluido, tal como agua, que tiene una temperatura conocida y controlada, recorre el conducto de fluidos permitiendo así controlar la temperatura del fluido de muestra. El control del fluido de muestra puede ayudar a asegurar que la prueba XRF sea exacta entre múltiples muestras. Mediante el control de la ubicación de la muestra con respecto a XRF 435 y el control de temperatura, los resultados de las pruebas pueden ser más exactos y proporcionan una mejor comparabilidad entre los resultados de múltiples pruebas.

Con respecto a las Figuras 3A-B, se muestra una vista transversal de la cámara de prueba en la posición de llenado y en la de prueba, respectivamente, de acuerdo con las modalidades de la presente descripción. Durante el proceso de pruebas, el portaobjetos 450 comienza en una posición de llenado (Figura 3A) y se abre un solenoide de fluidos (no se muestra) y un solenoide de aire (no se muestra), permitiendo así inyectar el fluido desde el sistema de fluido de perforación activo en la cavidad de muestra 452. Cuando la cavidad de muestra 452 tiene el volumen deseado de fluido, los solenoides de aire y fluido se cierran, y se detiene así el flujo de fluidos hacia la cámara de prueba 410. El portaobjetos 450 luego se mueve hacia la posición de prueba (Figura 3B), de forma tal que la cavidad de muestra 452 esté alineada con el puerto de prueba 453 y esté configurada para permitir que la XRF (no se muestra) ejecute una secuencia de prueba. Luego de la secuencia de prueba, se acciona una bomba (no se muestra) junto con la abertura del solenoide de aire, purgando así la cavidad de muestra 452 del fluido de muestra. Cuando se purga la cavidad de muestra 452, se detiene la bomba y el portaobjetos 450 se mueve nuevamente a la posición de llenado. Entre la posición de llenado y la posición de prueba, la muestra se puede mantener en una posición intermedia (Figura 3C). En la posición intermedia, la muestra se puede mantener temporalmente para permitir estabilizar el fluido, y previene así un derrame. Dependiendo de las propiedades del fluido, el tiempo de retención puede variar, por ejemplo, en determinadas modalidades, la muestra se encuentra en una posición intermedia entre 5 segundos y 10 minutos y en modalidades específicas, la muestra se encuentra en la posición de prueba durante aproximadamente 30 segundos.

Una vez que se encuentra en la posición de llenado (Figura 3A), se puede inyectar un limpiador a base de aceite en la cámara de prueba 410 y en la cavidad de muestra 452 abriendo un solenoide base (no se muestra). La bomba se vuelve a accionar, purgando así cualquier fluido residual o materia particulada de la cámara de prueba 410. El portaobjetos 450 luego se puede mover nuevamente hacia la posición de prueba (Figura 3B) y la bomba se acciona durante una abertura del solenoide de aire para retirar adicionalmente el fluido residual y/o materia particulada de la cámara de prueba 410. En este momento, se puede realizar un fluido de prueba posterior. Los expertos en la técnica apreciarán que dependiendo del tipo de fluido que se prueba, la secuencia de posiciones de llenado y prueba pueden variar. Por ejemplo, en determinadas operaciones, solo se puede necesitar un ciclo de purgado mientras que en otras operaciones, se pueden necesitar tres o más ciclos de purgado para purgar adecuadamente el fluido residual y materia particulada de la cámara de prueba 410.

Se pueden incluir componentes adicionales, tales como una válvula (no se muestra) en la cavidad de muestra 452 que se puede cerrar cuando se analiza el fluido. Cuando dicha válvula se encuentra en una posición cerrada, no se permite que el fluido evacué la cavidad de muestra 452, asegurando así que el volumen de muestra permanezca constante. La apertura de la válvula puede permitir que el fluido se retire de la cavidad de muestra 452, tal como durante el ciclo de limpieza. Otros componentes pueden incluir dispositivos de limpieza. Un ejemplo de dispositivo de limpieza que se puede usar con las modalidades de la presente descripción es una leva (no se muestra) colocada en o próximo a la cámara de prueba 410. Se puede usar la leva para limpiar el puerto de inyección 451 , la cavidad de muestra 452 u otras partes del sistema. En determinadas modalidades, la leva se puede colocar en el portaobjetos 450, permitiendo así la limpieza de los componentes internos y externos de la cámara de prueba 410. De forma adicional, una bomba (no se muestra), tal como una bomba neumática, puede estar en comunicación fluida con la cavidad de muestra 452. La bomba se puede usar para llevar fluido dentro o fuera de la cavidad de muestra 452 durante los ciclos de llenado y limpieza.

Durante las pruebas XRF, se puede analizar una única muestra múltiples veces. Por ejemplo, una vez que se encuentra en la posición de prueba, la XRF 435 se puede mover con respecto a la cámara de prueba 410 accionando uno o más motores, permitiendo así desplazar el foco de la XRF con respecto a la cavidad de muestra 452. Dado que la parte del fluido de muestra que se está analizando es pequeña con respecto al área de superficie total de la muestra expuesta a través de la cavidad de muestra 452, se pueden realizar múltiples pruebas que no incluyen una parte de muestra superpuesta. En otras modalidades, la XRF 435 se puede mantener en una posición constante y la cámara de prueba 410 se puede mover con respecto a la XRF 435, proporcionando así otra forma para realizar múltiples pruebas. En aun otra modalidad, uno o más motores se pueden usar para mover el portaobjetos 450 con respecto a la cámara de prueba 410 y/o la XRF 435. En dicha modalidad, la cámara de prueba 410 y la XRF se pueden mantener estables y solo el portaobjetos 410 será movible.

El analizador por XRF se puede combinar con otros aparatos de prueba distintos descritos anteriormente, permitiendo así que un único analizador de fluidos tenga viscosímetro, monitor de estabilidad eléctrica y monitor XRF. En dicha configuración, la XRF puede estar colocada antes o después del viscosímetro o monitor de estabilidad eléctrica, así como en una configuración para permitir que las pruebas separadas ocurran simultáneamente.

Las modalidades de la presente descripción se pueden implementar prácticamente en cualquier tipo de computadora sin perjuicio de la plataforma que se esté usando. Por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 4, un sistema informático 700 incluye uno o más procesadores 701 , memoria asociada 702 (por ej., memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria caché, memoria flash, etc.), un dispositivo de almacenamiento 703 (por ej., un disco duro, una unidad óptica tal como unidad de disco compacto o disco video digital (DVD), una tarjeta de memoria flash, etc.), y otros numerosos elementos y funcionalidades típicas de las computadoras de hoy en día (no se muestra). En una o más modalidades de la presente descripción, el procesador 701 es un hardware. Por ejemplo, el procesador puede ser un circuito integrado. El sistema informático 700 también puede incluir medios de entrada, tales como un teclado 704, ratón 705 o micrófono (no se muestra). Además, el sistema informático 700 puede incluir medios de salida, tales como un monitor 706 (por ej., pantalla de cristal líquido (LCD), pantalla de plasma o monitor de tubo de rayos catódicos (CRT)). El sistema informático 700 puede estar conectado a una red 708 (por ej., una red de área local (LAN), una red de área amplia (WAN) tal como Internet, o cualquier otro tipo de red) mediante una conexión de interfaz de red (no se muestra). Los expertos en la técnica apreciarán que existen muchos tipos diferentes de sistemas informáticos y que los medios de entrada y salida mencionados anteriormente pueden tomar otras formas. En general, el sistema informático 700 incluye al menos los medios de procesamiento mínimo, de entrada y/o salida necesarios para poner en práctica las modalidades de la presente descripción.

Además, los expertos en la técnica apreciarán que uno o más elementos del sistema informático 700 mencionado anteriormente pueden estar ubicados en un sitio a distancia y conectados a otros elementos en una red. Además, las modalidades de la presente descripción se pueden implementar en un sistema distribuido que tiene una pluralidad de nodos, donde cada parte de la presente descripción (por ej., la unidad local en el sitio de la máquina perforadora o en una instalación de control a distancia) se puede ubicar en un nodo diferente dentro del sistema distribuido. En una modalidad de la invención, el nodo corresponde a un sistema informático. De forma alternativa, el nodo puede corresponder a un procesador con la memoria física asociada. El nodo puede, de forma alternativa, corresponder a un procesador o micro-core de un procesador con la memoria y/o los recursos compartidos. Además, las instrucciones de software en la forma de un código de soporte magnético para realizar modalidades de la invención se pueden almacenar temporal o permanentemente en un medio de soporte magnético, tal como un disco compacto (CD), un disquete, una cinta, memoria o cualquier otro dispositivo de soporte magnético.

El dispositivo informático incluye un procesador 701 para ejecutar las aplicaciones e instrucciones de software configuradas para realizar diversas funcionalidades y memoria 702 para almacenar instrucciones de software y datos de aplicación. Las instrucciones de software para realizar modalidades de la invención se pueden almacenar en cualquier medio de soporte magnético tangible tal como disco compacto (CD), un disquete, una cinta, una tarjeta de memoria, tal como un jump drive o una unidad de memoria flash o cualquier otro dispositivo de soporte magnético que se puede leer y ejecutar con el procesador 701 del dispositivo informático. La memoria 702 puede ser una memoria flash, una unidad de disco duro (HDD), un almacenamiento persistente, memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria de solo lectura (ROM) y cualquier otro tipo de espacio de almacenamiento adecuado o cualquier combinación de estos.

El sistema informático 700 se asocia típicamente a un usuario/operador que usa el sistema informático 700. Por ejemplo, el usuario puede ser un individuo, una compañía, una organización, un grupo de individuos u otro dispositivo informático. En una o más modalidades de la invención, el usuario es un ingeniero de perforación que usa el sistema informático 700 para acceder a distancia a un analizador de fluidos situado en una máquina perforadora.

De forma ventajosa, las modalidades de la presente descripción pueden proporcionar un análisis de XRF de los fluidos de perforación durante una operación de perforación. Dado que el sistema puede estar unido a una red informática, los resultados actualizados del análisis de XRF se pueden proporcionar a los ingenieros de perforación en tiempo real o casi en tiempo real. También de forma ventajosa, las modalidades de la presente descripción pueden proporcionar un analizador por XRF que toma múltiples pruebas de una muestra de fluido, proporcionándole así a un ingeniero de perforación una evaluación más exacta de las propiedades del fluido de perforación. Además, los métodos y sistemas descritos en la presente pueden proporcionar un sistema de análisis de fluido de perforación totalmente automatizado que permite que los fluidos se muestreen continuamente durante la perforación, permitiendo así ajusfar el fluido tal como sea necesario.

También de forma ventajosa, los métodos de acuerdo con la presente descripción pueden permitir la realización y análisis de mayores cantidades de datos que los análisis tradicionales, lo cual puede mejorar la calidad y exactitud de los datos de prueba. Cambiando de análisis de un único punto a análisis de tendencias a través del uso de múltiples puntos de datos, se puede aumentar la exactitud de los datos resultantes. De forma adicional, los métodos de acuerdo con la presente descripción pueden permitir, de forma ventajosa, la determinación cualitativa y cuantitativa de los componentes del fluido de perforación, lo cual puede dar como resultado datos resultantes mejorados y una perforación más eficiente.

Mientras la invención fue descrita con respecto a una cantidad limitada de modalidades, los expertos en la técnica beneficiados por esta descripción, apreciarán que se podrán concebir otras modalidades que no se aparten del alcance de la invención tal como se describe en la presente. Por consiguiente, el alcance de la invención solo se verá limitado por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (21)

REIVINDICACIONES Se reivindica lo siguiente:

1. Un aparato de fluorescencia de rayos x para medir las propiedades de un fluido de muestra, el aparato comprende: un alojamiento que tiene una entrada y una salida; una cámara de prueba colocada dentro del alojamiento, la cámara de prueba comprende: un puerto de inyección en comunicación fluida con la entrada; un portaobjetos colocado dentro de la cámara de prueba, el portaobjetos comprende una cavidad de muestra; y un puerto de prueba; un espectrómetro de fluorescencia de rayos x colocado dentro del alojamiento, y al menos un motor acoplado operativamente con el portaobjetos de la cámara de prueba.

2. El aparato de la reivindicación 1 , donde dicho al menos un motor está configurado para mover el portaobjetos lateralmente dentro de la cámara de prueba.

3. El aparato de la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente: al menos un segundo motor configurado para mover al menos uno de la cámara de prueba y el espectrómetro de fluorescencia de rayos x.

4. El aparato de la reivindicación 3, que comprende adicionalmente: al menos un tercer motor configurado para mover al menos uno de la cámara de prueba y el espectrómetro de fluorescencia de rayos x.

5. El aparato de la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente un tanque de limpieza de fluidos en comunicación fluida con la cámara de prueba.

6. El aparato de la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente una fuente de aire en comunicación fluida con la cámara de prueba.

7. El aparato de la reivindicación 1 , donde la cámara de prueba comprende adicionalmente: un conducto de fluidos colocado dentro de la cámara de prueba.

8. El aparato de la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente una bomba en comunicación fluida con la cavidad de muestra.

9. El aparato de la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente una leva colocada en la cámara de prueba y configurada para ponerse en contacto con el puerto de inyección.

10. El aparato de la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente un microprocesador acoplado operativamente con el espectrómetro de fluorescencia de rayos x y dicho al menos un motor.

11. El aparato de la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente al menos una válvula accionada y al menos una válvula de retención.

12. Un método para analizar un método, el método comprende: inyectar un fluido a través de un puerto de inyección de una cámara de prueba en una cavidad de muestra de un portaobjetos; mover el portaobjetos lateralmente dentro de la cámara de prueba hacia una posición intermedia; mover el portaobjetos lateralmente dentro de la cámara de prueba hacia una posición de prueba; y accionar un espectrómetro de fluorescencia de rayos x para muestrear el fluido dentro de la cavidad de muestra cuando el portaobjetos se encuentra en la posición de prueba.

13. El método de la reivindicación 12, que comprende adicionalmente: retirar el fluido de la cavidad de muestra.

14. El método de la reivindicación 13, que comprende adicionalmente: mover el portaobjetos lateralmente desde la posición de prueba hacia la posición de llenado.

15. El método de la reivindicación 14, que comprende adicionalmente: inyectar un fluido básico a través del puerto de inyección en la cavidad de muestra.

16. El método de la reivindicación 12, que comprende adicionalmente: mover la cámara de prueba con respecto al espectrómetro de fluorescencia de rayos x.

17. El método de la reivindicación 12, que comprende adicionalmente: mover el espectrómetro de fluorescencia de rayos x con respecto a la cámara de prueba.

18. El método de la reivindicación 17, que comprende adicionalmente: mover la cámara de prueba con respecto al espectrómetro de fluorescencia de rayos x.

19. El método de la reivindicación 12, que comprende adicionalmente: ajustar la temperatura del fluido en la cavidad de muestra.

20. El método de la reivindicación 12, que comprende adicionalmente: limpiar el puerto de inyección con una leva.

21. El método de la reivindicación 12, donde el accionamiento de un espectrómetro de fluorescencia de rayos x para muestrear el fluido comprende múltiples pruebas.