WO2006114512A1 - Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, ensemble d'analyse et procede d'extraction associe - Google Patents

Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, ensemble d'analyse et procede d'extraction associe Download PDF

Info

Publication number
WO2006114512A1
WO2006114512A1 PCT/FR2006/000914 FR2006000914W WO2006114512A1 WO 2006114512 A1 WO2006114512 A1 WO 2006114512A1 FR 2006000914 W FR2006000914 W FR 2006000914W WO 2006114512 A1 WO2006114512 A1 WO 2006114512A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
extraction
enclosure
pressure
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2006/000914
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-François EVRARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Geoservices SA
Original Assignee
Geoservices SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Geoservices SA filed Critical Geoservices SA
Priority to BRPI0612934-0A priority Critical patent/BRPI0612934A2/pt
Priority to AT06755453T priority patent/ATE549482T1/de
Priority to US11/919,215 priority patent/US8677814B2/en
Priority to CA2606415A priority patent/CA2606415C/fr
Priority to EP06755453A priority patent/EP1875036B1/fr
Publication of WO2006114512A1 publication Critical patent/WO2006114512A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to NO20075589A priority patent/NO20075589L/no
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • E21B21/063Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
    • E21B21/067Separating gases from drilling fluids
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/01Arrangements for handling drilling fluids or cuttings outside the borehole, e.g. mud boxes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing 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
    • E21B49/005Testing the nature of borehole walls or the formation by using drilling mud or cutting data

Definitions

  • the present invention relates to a device for extracting at least one gas contained in a drilling mud, of the type comprising:
  • means for introducing a carrier gas into the chamber comprising a vector gas introduction line connecting a source of carrier gas to the chamber, the introduction line being provided with a regulator flow of carrier gas flowing in the pipe; and - a gas extraction pipe, opening into the chamber through a gas extraction opening.
  • the analysis carried out continuously, comprises two main phases.
  • the first phase consists in extracting the gases transported by the sludge (for example hydrocarbon compounds, carbon dioxide, hydrogen sulphide, helium and nitrogen).
  • the second phase consists in qualifying and quantifying the extracted gases.
  • the degasser of the aforementioned type comprises means for introducing a carrier gas into the chamber.
  • the carrier gas flow rate is set at a determined value to obtain an acceptable transit time in the extraction line.
  • the gaseous content of drilling muds varies during drilling. This content increases significantly when the drilling means reach a zone rich in hydrocarbons. On the contrary, this gaseous content is substantially poorer outside these areas.
  • the rate of extraction of the gases from the sludge in the enclosure is affected by the presence of the carrier gas, especially when a large amount of gas is contained in the mud.
  • the transit time in the extraction pipe varies during the analysis, which affects its quality.
  • the main purpose of the invention is to provide an extraction device of the aforementioned type, reliability and constant accuracy regardless of the gaseous content of the drilling mud.
  • the subject of the invention is a device of the aforementioned type, characterized in that the means for introducing the carrier gas comprise: a sensor for measuring the instantaneous pressure prevailing at a point situated downstream from the adjusting member; and
  • control means of the control member connected to the sensor for controlling, at each instant, the flow of vector gas injected through the control member as a function of the difference between the pressure measured by the sensor and a pressure of determined gas extraction.
  • the device according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the senor is disposed upstream of the extraction opening; the sensor is disposed in the vector gas introduction pipe;
  • the sensor is disposed in the extraction pipe;
  • the extraction pipe comprises a flow regulator, the sensor being disposed upstream of the flow regulator;
  • the adjustment member is disposed in the vicinity of the chamber, the introduction line comprising a downstream section of non-zero length between the chamber and the adjusting member;
  • control means comprise means for calculating the difference between the determined extraction pressure and the pressure measured by the sensor, means for comparing the calculated difference with a threshold error value, and control means. the adjusting member according to the result obtained by the comparison means;
  • the threshold error value is less than 2 mbar
  • the introduction pipe comprises a flow meter
  • the gas extraction pipe is connected downstream to suction means.
  • the subject of the invention is also a set of analysis of the gases contained in a drilling mud, characterized in that it comprises
  • the invention also relates to a method for extracting at least one gas contained in a drilling mud, of the type comprising the following steps:
  • the introducing step comprises: the instantaneous measurement of the pressure which prevails at a point situated downstream of the regulating member;
  • the method according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • control of the vector gas flow comprises the following phases:
  • the threshold error value is less than 2 mbar.
  • FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a drilling rig, provided with a set of analysis according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic view in vertical section of the main elements of the analysis assembly according to the invention.
  • upstream and downstream refer to the direction of normal flow of a fluid in a pipe.
  • An analysis assembly according to the invention is used, for example, in a drilling installation of an oil production well.
  • this installation 11 comprises a drilling pipe 13 disposed in a cavity 14 pierced by a rotary drilling tool, a surface installation 17, and an analysis assembly 19 according to the invention.
  • the drill pipe 13 is disposed in the cavity 14 formed in the subsoil 21 by the rotary drilling tool.
  • This conduit 13 comprises, at calf of the surface 22, a wellhead 23 provided with a drain line 25.
  • the drilling tool 15 comprises a drill head 27, a drill string 29, and a liquid injection head 31.
  • the drill head 27 comprises drilling means 33 of the rocks of the subsoil 21. It is mounted on the lower part of the drill string 29 and is positioned in the bottom of the drill pipe 13.
  • the liner 29 comprises a set of hollow drill pipes.
  • These tubes delimit an internal space 35 which makes it possible to bring a liquid from the surface 22 to the drill head 27.
  • the liquid injection head 31 is screwed onto the upper part of the lining 29.
  • the surface installation 17 comprises means 41 for supporting and rotating the drill bit 15, means 43 for injecting the drilling fluid and a vibrating screen 45.
  • the injection means 43 are connected hydraulically at the injection head 31 to introduce and circulate a liquid in the internal space 35 of the drill string 29.
  • the vibratory screen 45 collects the drilled residue liquid that exits the drain line 25 and separates the liquid from the solid boreholes.
  • the analysis assembly 19 comprises means 51 for sampling the sludge, stitched on the emptying line 25, a device 53 for extracting gas, and means 55 for analyzing the gases. extracts.
  • the sampling means 51 are stitched into a liquid receiving tank into which the drain line 25 opens.
  • the sampling means are stitched into a tank of the sludge injection means 43.
  • the sampling means 51 comprise a liquid picking head 57 disposed projecting in the drain line 25, a connecting pipe 59, and a peristaltic pump 61 whose flow rate is adjustable.
  • the extraction device 53 comprises an enclosure 63, a pipe 65 for supplying mud into the enclosure 63, a pipe 67 for discharging the sludge of the enclosure 63, means 69 for introducing a carrier gas into the enclosure 63, and a pipe 71 for extracting the gases extracted from the enclosure 63.
  • the enclosure 63 comprises a sealed container whose internal volume is for example between 0.4 liters and 3 liters.
  • This enclosure 63 comprises a lower part 73, in which the sludge circulates and an upper portion 75 which has a gaseous sky.
  • the chamber 63 is also provided with stirring means 77, comprising an agitator 79, projecting into the chamber 63 and driven in rotation by a motor 81 mounted on the upper part 75 of the enclosure 63.
  • agitator 79 comprises a stirring mobile 83 immersed in the sludge.
  • the sludge feed line 65 extends between the outlet of the peristaltic pump 61 and an inlet opening 85 formed in the lower part 73 or upper 75 of the enclosure 63.
  • This supply line 65 may be provided with means for heating the sludge (not shown), in order to bring the temperature of this sludge to values of between 25 and 15O 0 C, preferably between 60 and 90 ° C.
  • the evacuation duct 67 extends between an overflow passage 87 formed in the upper part 75 of the enclosure 63, and a retention tank 89 intended to receive the sludge discharged from the device 53.
  • the retention tank 89 is formed by a receiving tank 90 of the liquids extracted from the vibrating screen 45, shown in FIG.
  • the discharge pipe 67 comprises successively an upstream portion 91 inclined downwards, which forms an angle of approximately 45 ° with the horizontal, a bent portion 93 forming a siphon, and a substantially vertical downstream portion 95, open at its lower end. 97 disposed opposite the tray 89, above the level of the liquid contained in the tray 89.
  • the sludge collected in the holding tank 89 and in the tank 90 is recycled to the injection means 43 via a sludge recirculation pipe 98.
  • the means 69 for introducing a carrier gas into the chamber comprise a source 111 of carrier gas, a conduit 113 for introducing carrier gas extending between the source 111 and an injection inlet 115 of vector gas in the enclosure, and means 117 for controlling the introduction of carrier gas into the chamber 63.
  • the carrier gas source 111 contains a neutral gas with respect to the analysis carried out in the analysis means 55.
  • This gas is, for example, substantially pure nitrogen, or substantially pure helium.
  • nitrogen as a carrier gas makes it possible to analyze, by a gas chromatography system coupled to a mass spectrometer, certain non-hydrocarbon compounds contained in the sludge such as hydrogen sulphide.
  • helium makes it possible to analyze the nitrogen contained in the drilling muds.
  • the carrier gas in the source 111 is maintained at a pressure greater than atmospheric pressure, for example greater than 1.5 bar absolute.
  • a mass or volume flowmeter 119 is mounted on the introduction pipe 113 in the vicinity of the source 111, downstream of this source.
  • the vector gas injection inlet 115 opens opposite the overflow passage 87 in the upstream portion 91 of the evacuation pipe 67.
  • the control means 117 comprise a valve 121 with an adjustable passage section mounted on the introduction pipe 113, a pressure sensor 123 disposed in the pipe 113 downstream of the valve 121, and a regulator 125.
  • the valve 121 is mounted on the introduction pipe in the vicinity of the inlet inlet 115, downstream of the flow meter 119.
  • a downstream section 127 of the pipe 113 connects the valve 121 to the inlet entry.
  • the length of this downstream section 127 is non-zero and for example between 5 cm and 200 cm.
  • the instantaneous fluctuations of the pressure of the chamber 63 are filtered in the downstream section 127 of the pipe 113.
  • the valve 121 is for example a valve valve type "all or nothing". Thus, the valve valve 121 is movable between an open position in which the passage section of the carrier gas in the valve 121 is maximum and a closed position in which this section is substantially zero.
  • the valve 121 comprises control means 131 of the valve between its open position and its closed position.
  • the sensor 123 is mounted at a point downstream of the valve 121.
  • the pressure sensor 123 is mounted in the downstream section 127 of the pipe 113, in the vicinity of the input inlet 115, but away from this inlet 115.
  • the regulator 125 comprises means 133 for calculating the difference between a determined gas extraction pressure and the pressure measured by the sensor 123, a memory 135 containing a pressure difference threshold error value, and means 137 for comparing the difference calculated by the calculation means 125 with the threshold error value stored in the memory 135.
  • the comparison means 137 are connected to the control means 131 of the valve.
  • the determined gas extraction pressure is for example equal to the atmospheric pressure.
  • the threshold error value is, for example, less than 2 mbar and advantageously equal to 0.1 mbar.
  • the vector gas injection inlet 115 opens directly into the upper part 75 of the enclosure 63.
  • the inlet 115 opens into the lower part 73 of the enclosure 63.
  • the carrier gas is then directly injected into the mud.
  • the pressure sensor 123 is placed in the upper part 75 or downstream of this part 75.
  • the extraction pipe 71 extends between an extraction opening 153 formed in the upper part 75 of the chamber and the analysis means 55. It comprises, from upstream to downstream, a volume flow regulator 155, a transport line 157 and suction means 159.
  • the flow regulator 155 is formed by a tube having a calibrated cross-sectional throat.
  • the pipe 71 comprises a filtration stage (not shown) interposed between the extraction opening 153 and the flow regulator 155.
  • the transport line 157 connects the enclosure 63 disposed in the vicinity of the wellhead 23, in an explosive zone, to the analysis means 55, disposed away from the wellhead 23, in a non-explosive zone, for example in a pressurized cabin (not shown).
  • the analysis means 55 are arranged in the vicinity of the enclosure 63, in an explosive zone.
  • This transport line 157 is preferably made of an inert material with respect to the gaseous compounds extracted from the sludge. It has for example a length of between 10 cm and 500 m.
  • the transport line 157 is also provided, in the example shown, with a volume flowmeter 161.
  • the suction means comprise a vacuum pump 159 which allows suction conveying the gases extracted from the enclosure up to 'to the means of analysis 55.
  • the analysis means 55 comprise an instrumentation 171 which allows the detection and quantification of one or more extracted gases and a computer 173, which makes it possible to determine the volume and the concentration of these gases extracted from the drilling mud.
  • the instrumentation 171 comprises, for example, infrared detection apparatus for the quantification of carbon dioxide, FID (flame ionization detector) chromatographs for the detection of hydrocarbons or TCD (thermally conductive detector), in function of the gases to be analyzed. It also comprises a gas chromatography system coupled to a mass spectrometer, this system being designated by the abbreviation "GC-MS”. The simultaneous detection and quantification of a plurality of gases is therefore possible.
  • the instrumentation 171 is connected to a stitching or bypass 175 on the line 157 situated upstream or downstream of the vacuum pump 159, in the vicinity of this pump 159.
  • the computer 173 is connected to the instrumentation 171 and to the respective flowmeters 161 and 119 of the extraction line 157 and the introduction line 113.
  • the drilling tool 15 is rotated by the surface installation 41.
  • a drilling fluid is introduced into the interior space 35 of the drill string 29 by the injection means 43.
  • the liquid descends to the drill head 27, and passes into the drill pipe 13 through the drill head 27. This liquid cools and lubricates the drilling means 33.
  • the liquid collects the solid cuttings resulting from the drilling and goes up through the annular space defined between the drill string 29 and the walls of the drill pipe 13, and is discharged through the drain line 25.
  • the liquid containing the cuttings then forms the drilling mud to be analyzed.
  • the peristaltic pump 61 is then activated, in order to collect, in a continuous manner, a determined fraction of the drilling mud flowing in the pipe 25.
  • This mud fraction is conveyed to the enclosure 63 via the supply line 65, and introduced into the enclosure.
  • the sludge introduced into the enclosure 63 via the supply line 65 is evacuated by overflow into the evacuation duct 67 through the overflow passage 87.
  • part of the evacuated sludge is temporarily siphon 93 of the exhaust pipe 67, which prevents the entry of gas into the upper portion 75 of the enclosure 63 by the lower end 97 of the exhaust pipe 67.
  • the introduction of gas into the enclosure 63 is therefore carried out solely by means of introducing carrier gas 69.
  • Agitator 79 is rotated by motor 81, and agitates the sludge in the lower part 73 of enclosure 63 to cause extraction gases contained in the sludge, as well as the mixture of the extracted gases with the carrier gas introduced by the injection passage 99.
  • the sensor 123 measures the pressure in the introduction pipe 113, downstream of the valve 121. This pressure is substantially equal to the pressure in the chamber 63.
  • the calculation means 133 determine the difference between a determined pressure, for example the atmospheric pressure, and the measured instantaneous pressure.
  • the comparison means 137 compare at each instant, this difference to the threshold error value stored in the memory 135. If this difference is greater than the threshold error value stored in the memory 135, the means of comparison 137 activate the control means of the valve 131 to pass this valve from its closed position to its open position.
  • a carrier gas flow rate is then introduced into the chamber 63 through the valve 121 and the inlet inlet 115.
  • the carrier gas introduced into the chamber 63 decreases the pressure difference between the determined pressure and the pressure in the chamber 63.
  • the comparison means 137 determine that the pressure difference is smaller than the threshold error value, they activate the control means 131 of the valve to move it from its open position to its closed position.
  • the gaseous mixture extracted from the enclosure 63 is conveyed via the extraction pipe 71 under the effect of the suction produced by the vacuum pump 159. This mixture is transported to the analysis means 55 where it is qualified. and quantified by the instrumentation 171 and the computer 173.
  • W gaze extract tj m extraction line ⁇ Qm introduction line ⁇ >) where Q m extraction line is the flow rate of gas measured by the flowmeter 161 on the extraction line 71 and Q m introduction line is the flow rate of gas measured by the flowmeter 119 on the introduction pipe 113.
  • the calculation of the volume and the content of a specific gas extracted from the sludge at a given moment is made on the basis of the value measured by the instrumentation 171 at a later time which depends on the transit time of the gas extracted in the extraction pipe 71, on the basis of the flow rate Q gas e xtr a it gas extracted from the sludge in the chamber 63 to the given instant calculated by the formula (1) above, and on the basis of the flow rate Q m gas introduction line injected into the chamber 63, as measured by the flow meter 119 at a later time which depends on the time required so that a solicitation of the valve 121 is perceived by the flowmeter 119 at the other end of the introduction pipe 113.
  • the analysis unit 19 therefore allows for the quantitative analysis of a portion compounds extracted from the sludge, without it being necessary to carry out the quantitative analysis of all the compounds extracted from the sludge at each moment.
  • the extraction pipe 71 is devoid of a flow meter 161.
  • the flow rate of gas flowing in the pipe 71 is kept constant by the flow regulator 155. The value of this flow rate is determined or confirmed. by calibration by circulating water in the chamber 63 and by measuring the flow of vector gas injected into the chamber 63 with the aid of the flow meter 119 on the introduction pipe 113.
  • the analysis assembly 19 is calibrated before it is connected to the installation 11.
  • the carrier gas source is replaced by a standard gas mixture to be analyzed which is injected into the chamber 63, in which water is circulated. or another fluid containing no gas to extract and neutral against the standard mixture.
  • the analysis parameters such as the determined gas extraction pressure and the flow rate of gas flowing through the regulator 155, are chosen to be substantially equal to those used later in the analysis of the sludge.
  • the senor 123 is mounted upstream of the extraction opening 153, for example in the upper part 75 of the enclosure 63.
  • the sensor 123 is mounted in the extraction pipe 71, in the vicinity of the extraction opening 153, preferably upstream of the flow regulator 155.
  • the sensor 123 is mounted at a point of this pipe 71 such as the instantaneous difference between the pressure which prevails at this point and the pressure in the enclosure 63 is less than 200 mbar.
  • valve 121 is of the proportional type and comprises a gas flow orifice of adjustable section.
  • the method according to the invention comprises, at each moment, a step of controlling the gas passage section in the valve 121 as a function of the difference between the determined extraction pressure and the pressure measured by the sensor 123.
  • the pressure in the chamber 63 is regulated substantially at the determined pressure, to the threshold error value. Consequently, whatever the variations in the gaseous content of the drilling mud, the pressure in the enclosure 63 remains substantially constant, and the gas extraction conditions in this enclosure 63 are substantially independent of the gaseous content of the sludge. The quantification of the gases contained in the drilling mud is therefore very precise.
  • the transit time in the extraction pipe 71 is kept substantially constant regardless of the instantaneous amount of gas extracted from the sludge.
  • the extraction conditions in the device according to the invention are therefore automatically regulated, which increases its reliability.
  • the pressure in the enclosure 63 remains substantially identical, and the extraction of gas in the enclosure 63 is continued under substantially similar conditions.
  • the pressure sensor 123 is disposed outside the enclosure 63 in the introduction pipe 113, the regulation of the pressure in the enclosure 63 is facilitated since the instantaneous fluctuations of the pressure of the enclosure 63 are filtered in the downstream section 127 of the pipe 113.
  • the analysis assembly 19 can calculate the content of a given gas extracted from the sludge at each instant, without quantitatively calculating the content of all the extracted gases. mud.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Ce dispositif (53) comprend une enceinte (63) et des moyens (65, 67) de circulation de la boue de forage dans l'enceinte (63). Il comprend en outre des moyens (69) d'introduction d'un gaz vecteur dans l'enceinte (63), comportant une conduite (113) munie d'un organe (121) de réglage du débit de gaz vecteur. Le dispositif (53) comprend une conduite (71) d'extraction de gaz débouchant dans l'enceinte (63). Les moyens d'introduction (69) de gaz vecteur comprennent un capteur (123) de mesure de la pression qui règne en un point situé en aval de l'organe de réglage (121), et des moyens (117) de commande du débit de gaz vecteur injecté à travers cet organe de réglage (121) en fonction de la différence entre la pression mesurée par le capteur (123) et une pression d'extraction de gaz déterminée.

Description

Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage. ensemble d'analyse et procédé d'extraction associé. La présente invention concerne un dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, du type comprenant :
- une enceinte ;
- des moyens d'amenée de la boue de forage dans l'enceinte ; - des moyens d'évacuation de la boue de forage hors de l'enceinte ;
- des moyens d'introduction d'un gaz vecteur dans l'enceinte comportant une conduite d'introduction de gaz vecteur, reliant une source de gaz vecteur à l'enceinte, la conduite d'introduction étant munie d'un organe de réglage du débit de gaz vecteur circulant dans la conduite ; et - une conduite d'extraction de gaz, débouchant dans l'enceinte par une ouverture d'extraction de gaz.
Lors du forage d'un puits de pétrole ou d'un autre effluent (notamment gaz, vapeur, eau), il est connu de réaliser une analyse des composés gazeux contenus dans les boues de forage émergeant du puits. Cette analyse permet de reconstituer la succession géologique des formations traversées lors du forage et intervient dans la détermination des possibilités d'exploitation des gisements de fluides rencontrés.
Cette analyse, réalisée en continu, comprend deux phases principales. La première phase consiste à extraire les gaz véhiculés par la boue (par exemple composés hydrocarbonés, dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène, hélium et azote). La deuxième phase consiste à qualifier et quantifier les gaz extraits.
Dans la première phase, des dégazeurs à agitation mécanique du type précité (FR-A-2 799 790) sont utilisés de manière fréquente. Les gaz extraits de la boue, mélangés avec le gaz vecteur introduit dans l'enceinte, sont convoyés par aspiration via la conduite d'extraction de gaz jusqu'à un analyseur qui permet la quantification des gaz extraits.
Pour régler le temps de transport des gaz extraits à travers la conduite d'extraction, le dégazeur du type précité comprend des moyens d'introduction d'un gaz vecteur dans l'enceinte. Le débit de gaz vecteur est réglé à une valeur déterminée pour obtenir un temps de transit acceptable dans la conduite d'extraction. Toutefois, le contenu gazeux des boues de forage varie lors du forage. Ce contenu augmente notablement lorsque les moyens de forage atteignent une zone riche en hydrocarbures. Au contraire, ce contenu gazeux est sensiblement plus pauvre hors de ces zones. Compte tenu de l'introduction d'un débit déterminé de gaz vecteur dans l'enceinte, le taux d'extraction des gaz de la boue dans l'enceinte est affecté par la présence du gaz vecteur, notamment lorsqu'une quantité importante de gaz est contenue dans la boue. Par ailleurs, le temps de transit dans la conduite d'extraction varie lors de l'analyse, ce qui nuit à sa qualité. De même, lorsque la quantité de gaz contenue dans la boue est faible ou nulle, le débit des gaz extraits à travers la conduite d'extraction n'est pas compensé totalement par le débit de gaz vecteur introduit, ce qui peut provoquer l'aspiration de la boue à travers la conduite d'extraction et l'engorgement du dispositif. L'invention a pour but principal de fournir un dispositif d'extraction du type précité, de fiabilité et de précision constante quel que soit le contenu gazeux de la boue de forage.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce que les moyens d'introduction du gaz vecteur comprennent : - un capteur de mesure de la pression instantanée qui règne en un point situé en aval de l'organe de réglage ; et
- des moyens de commande de l'organe de réglage reliés au capteur pour commander, à chaque instant, le débit de gaz vecteur injecté à travers l'organe de réglage en fonction de la différence entre la pression mesurée par le capteur et une pression d'extraction de gaz déterminée.
Le dispositif selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles :
- le capteur est disposé en amont de l'ouverture d'extraction ; - le capteur est disposé dans la conduite d'introduction de gaz vecteur ;
- le capteur est disposé dans la conduite d'extraction ; - la conduite d'extraction comprend un régulateur de débit, le capteur étant disposé en amont du régulateur de débit ;
- l'organe de réglage est disposé au voisinage de l'enceinte, la conduite d'introduction comprenant un tronçon aval de longueur non nulle situé entre l'enceinte et l'organe de réglage ;
- les moyens de commande comprennent des moyens de calcul de la différence entre la pression d'extraction déterminée et la pression mesurée par le capteur, des moyens de comparaison de la différence calculée à une valeur d'erreur de seuil, et des moyens de pilotage de l'organe de réglage en fonction du résultat obtenu par les moyens de comparaison ;
- la valeur d'erreur de seuil est inférieure à 2 mbar ;
- la conduite d'introduction comprend un débitmètre ; et
- la conduite d'extraction de gaz est reliée en aval à des moyens d'aspiration. L'invention a également pour objet un ensemble d'analyse des gaz contenus dans une boue de forage, caractérisé en ce qu'il comprend
- un dispositif d'extraction tel que défini ci-dessus ;
- des moyens de prélèvement de boue de forage, raccordés aux moyens d'amenée ; et - des moyens d'analyse, reliés à la conduite d'extraction.
L'invention a également pour objet un procédé d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, du type comprenant les étapes suivantes :
- amenée de la boue de forage dans une enceinte ; - introduction d'un gaz vecteur dans l'enceinte à travers une conduite d'introduction, cette introduction comportant le réglage du débit de gaz vecteur introduit dans l'enceinte par un organe de réglage ;
- extraction de gaz hors de l'enceinte à travers une conduite d'extraction débouchant dans l'enceinte par une ouverture d'extraction de gaz ; et
- évacuation de la boue de forage hors de l'enceinte ; caractérisé en ce que l'étape d'introduction comprend : - la mesure instantanée de la pression qui règne en un point situé en aval de l'organe de réglage ; et
- à chaque instant, la commande du débit de gaz vecteur injecté à travers l'organe de réglage en fonction de la différence entre la pression mesurée et une pression d'extraction de gaz déterminée.
Le procédé selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles :
- la commande du débit de gaz vecteur comprend les phases suivan- tes :
- calcul de la différence entre la pression d'extraction déterminée et la pression mesurée par le capteur ;
- comparaison de la différence calculée à une valeur d'erreur de seuil ; et - pilotage de l'organe de réglage en fonction du résultat obtenu par ladite comparaison ; et
- la valeur d'erreur de seuil est inférieure à 2 mbar.
Un exemple de mise en œuvre de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'une installation de forage, munie d'un ensemble d'analyse selon l'invention ; et
- la Figure 2 est une vue schématique, en coupe verticale des principaux éléments de l'ensemble d'analyse selon l'invention.
Dans tout ce qui suit, les termes « amont » et « aval » s'entendent par rapport au sens de circulation normal d'un fluide dans une conduite.
Un ensemble d'analyse selon l'invention est utilisé par exemple dans une installation de forage d'un puits de production de pétrole.
Comme illustré sur la Figure 1 , cette installation 11 comprend un conduit de forage 13 disposé dans une cavité 14 percée par un outil de fo- rage 15 rotatif, une installation de surface 17, et un ensemble d'analyse 19 selon l'invention.
Le conduit de forage 13 est disposé dans la cavité 14 ménagée dans le sous-sol 21 par l'outil de forage 15 rotatif. Ce conduit 13 comporte, au ni- veau de la surface 22, une tête de puits 23 munie d'une conduite 25 de vidange.
L'outil de forage 15 comprend une tête de forage 27, une garniture de forage 29, et une tête 31 d'injection de liquide. La tête de forage 27 comprend des moyens de perçage 33 des roches du sous-sol 21. Elle est montée sur la partie inférieure de la garniture de forage 29 et est positionnée dans le fond du conduit de forage 13.
La garniture 29 comprend un ensemble de tubes de forage creux.
Ces tubes délimitent un espace interne 35 qui permet d'amener un liquide depuis la surface 22 jusqu'à la tête de forage 27. A cet effet, la tête d'injection 31 de liquide est vissée sur la partie supérieure de la garniture 29.
L'installation de surface 17 comprend des moyens 41 de support et d'entraînement en rotation de l'outil de forage 15, des moyens 43 d'injection du liquide de forage et un tamis vibrant 45. Les moyens d'injection 43 sont reliés hydrauliquement à la tête d'injection 31 pour introduire et faire circuler un liquide dans l'espace interne 35 de la garniture de forage 29.
Le tamis vibrant 45 collecte le liquide chargé de résidus de forage qui sort de la conduite de vidange 25 et sépare le liquide des résidus de forage solides.
Comme illustré sur la Figure 2, l'ensemble d'analyse 19 comprend des moyens 51 de prélèvement de la boue, piqués sur la conduite de vidange 25, un dispositif 53 d'extraction de gaz, et des moyens 55 d'analyse des gaz extraits. En variante, les moyens de prélèvement 51 sont piqués dans une cuve de réception du liquide dans laquelle débouche la conduite de vidange 25. Dans une autre variante, les moyens de prélèvement sont piqués dans une cuve des moyens d'injection de boue 43.
Les moyens de prélèvement 51 comprennent une tête 57 de prélèvement de liquide, disposée en saillie dans la conduite de vidange 25, une tubulure 59 de raccordement, et une pompe péristaltique 61 dont le débit est réglable.
Le dispositif d'extraction 53 comprend une enceinte 63, une conduite 65 d'amenée de boue dans l'enceinte 63, une conduite 67 d'évacuation de la boue de l'enceinte 63, des moyens 69 d'introduction d'un gaz vecteur dans l'enceinte 63, et une conduite 71 d'extraction des gaz extraits hors de l'enceinte 63.
L'enceinte 63 comporte un récipient étanche dont le volume interne est par exemple compris entre 0,4 litres et 3 litres. Cette enceinte 63 comprend une partie inférieure 73, dans laquelle la boue circule et une partie supérieure 75 qui présente un ciel gazeux. L'enceinte 63 est par ailleurs munie de moyens d'agitation 77, comprenant un agitateur 79, monté en saillie dans l'enceinte 63 et entraîné en rotation par un moteur 81 monté sur la partie supérieure 75 de l'enceinte 63. L'agitateur 79 comprend un mobile d'agitation 83 plongé dans la boue.
La conduite 65 d'amenée de boue s'étend entre la sortie de la pompe péristaltique 61 et une ouverture d'entrée 85, ménagée dans la partie inférieure 73 ou supérieure 75 de l'enceinte 63. Cette conduite d'amenée 65 peut être munie de moyens de chauffage de la boue (non représentés), afin de porter la température de cette boue à des valeurs comprises entre 25 et 15O0C, de préférence entre 60 et 9O0C.
La conduite d'évacuation 67 s'étend entre un passage 87 à débordement, ménagé dans la partie supérieure 75 de l'enceinte 63, et un bac de rétention 89 destiné à recevoir les boues évacuées du dispositif 53.
En variante, le bac de rétention 89 est formé par une cuve de réception 90 des liquides extraits du tamis vibrant 45, représentée sur la Figure 1.
La conduite d'évacuation 67 comprend successivement une partie amont 91 inclinée vers le bas, qui forme un angle de 45° environ avec l'horizontale, une partie coudée 93 formant siphon, et une partie aval 95 sensiblement verticale, ouverte à son extrémité inférieure 97 disposée en regard du bac 89, au-dessus du niveau du liquide contenu dans le bac 89.
La boue collectée dans le bac de rétention 89 et dans la cuve 90 est recyclée vers-les moyens d'injection 43 par une conduite 98 de recirculation de boue.
Les moyens 69 d'introduction d'un gaz vecteur dans l'enceinte comprennent une source 111 de gaz vecteur, une conduite 113 d'introduction de gaz vecteur s'étendant entre la source 111 et une entrée d'injection 115 de gaz vecteur dans l'enceinte, et des moyens 117 de commande de l'introduction de gaz vecteur dans l'enceinte 63.
La source de gaz vecteur 111 contient un gaz neutre vis-à-vis de l'analyse effectuée dans les moyens d'analyse 55. Ce gaz est par exemple de l'azote sensiblement pur, ou de l'hélium sensiblement pur. L'utilisation d'azote comme gaz vecteur permet d'analyser par un système de chromato- graphie gaz couplé à un spectromètre de masse certains composés non- hydrocarbonés contenus dans la boue tels que le sulfure d'hydrogène. L'utilisation d'hélium permet d'analyser l'azote contenu dans les boues de forage.
Le gaz vecteur dans la source 111 est maintenu à une pression supérieure à la pression atmosphérique, par exemple supérieure à 1 ,5 bars absolus.
Un débitmètre massique ou volumique 119 est monté sur la conduite d'introduction 113 au voisinage de la source 111 , en aval de cette source.
L'entrée d'injection de gaz vecteur 115 débouche en regard du passage à débordement 87 dans la partie amont 91 de la conduite d'évacuation 67.
Les moyens de commande 117 comprennent une vanne 121 à sec- tion de passage réglable montée sur la conduite d'introduction 113, un capteur 123 de pression disposé dans la conduite 113 en aval de la vanne 121, et un régulateur 125.
La vanne 121 est montée sur la conduite d'introduction au voisinage de l'entrée d'introduction 115, en aval du débitmètre 119. Un tronçon aval 127 de la conduite 113 relie la vanne 121 à l'entrée d'introduction. La longueur de ce tronçon aval 127 est non-nulle et par exemple comprise entre 5 cm et 200 cm.
Comme on le verra plus bas, les fluctuations instantanées de la pression de l'enceinte 63 sont filtrées dans le tronçon aval 127 de la conduite 113.
La vanne 121 est par exemple une vanne à clapet du type « tout ou rien ». Ainsi, le clapet de la vanne 121 est mobile entre une position ouverte dans laquelle la section de passage du gaz vecteur dans la vanne 121 est maximale et une position obturée dans laquelle cette section est sensiblement nulle.
La vanne 121 comprend des moyens de pilotage 131 du clapet entre sa position ouverte et sa position obturée. Le capteur 123 est monté en un point situé en aval de la vanne 121.
Dans cet exemple, le capteur de pression 123 est monté dans le tronçon aval 127 de la conduite 113, au voisinage de l'entrée d'introduction 115, mais à l'écart de cette entrée 115.
Le régulateur 125 comprend des moyens 133 de calcul de la diffé- rence entre une pression d'extraction des gaz déterminée et la pression mesurée par le capteur 123, une mémoire 135 contenant une valeur d'erreur de seuil de différence de pression, et des moyens 137 de comparaison de la différence calculée par les moyens de calcul 125 à la valeur d'erreur de seuil stockée dans la mémoire 135. Les moyens de comparaison 137 sont reliés aux moyens de pilotage 131 du clapet.
La pression d'extraction de gaz déterminée est par exemple égale à la pression atmosphérique.
La valeur d'erreur de seuil est par exemple inférieure à 2 mbar et avantageusement égale à 0,1 mbar. En variante, l'entrée d'injection de gaz vecteur 115 débouche directement dans la partie supérieure 75 de l'enceinte 63. Dans une autre variante, l'entrée 115 débouche dans la partie inférieure 73 de l'enceinte 63. Le gaz vecteur est alors directement injecté dans la boue. Dans cette variante, le capteur de pression 123 est placé dans la partie supérieure 75 ou en aval de cette partie 75.
La conduite d'extraction 71 s'étend entre une ouverture d'extraction 153 ménagée dans la partie supérieure 75 de l'enceinte et les moyens d'analyse 55. Elle comprend, d'amont en aval, un régulateur 155 de débit volumique, une ligne de transport 157 et des moyens d'aspiration 159. Le régulateur de débit 155 est formé par un tube présentant un étranglement de section transversale calibrée. En variante, la conduite 71 comprend un étage de filtration (non représenté) interposé entre l'ouverture d'extraction 153 et le régulateur de débit 155.
La ligne de transport 157 relie l'enceinte 63 disposée au voisinage de la tête de puits 23, en zone explosive, aux moyens d'analyse 55, disposés à l'écart de la tête de puits 23, dans une zone non-explosive, par exemple dans une cabine pressurisée (non-représentée).
En variante, les moyens d'analyse 55 sont disposés au voisinage de l'enceinte 63, en zone explosive. Cette ligne de transport 157 est de préférence réalisée à base d'un matériau inerte en regard des composés gazeux extraits de la boue. Elle présente par exemple une longueur variant entre 10 cm et 500 m. La ligne de transport 157 est par ailleurs munie, dans l'exemple représenté, d'un dé- bitmètre volumique 161. Les moyens d'aspiration comprennent une pompe à vide 159 qui permet le convoyage par aspiration des gaz extraits de l'enceinte jusqu'aux moyens d'analyse 55.
Les moyens d'analyse 55 comprennent une instrumentation 171 qui permet la détection et la quantification d'un ou plusieurs gaz extraits et un calculateur 173, qui permet de déterminer le volume et la concentration de ces gaz extraits de la boue de forage.
L'instrumentation 171 comprend par exemple des appareils à détection infrarouge pour la quantification du dioxyde de carbone, des chromato- graphes FID (détecteur à ionisation de flammes) pour la détection des hy- drocarbures ou encore TCD (détecteur à conductivité thermique), en fonction des gaz à analyser. Elle comprend également un système de chromato- graphie gaz couplé à un spectromètre de masse, ce système étant désigné par l'abréviation anglaise « GC-MS ». La détection et la quantification simultanée d'une pluralité de gaz est donc possible. L'instrumentation 171 est reliée à un piquage ou à une dérivation 175 sur la ligne 157 situé en amont ou en aval de la pompe à vide 159, au voisinage de cette pompe 159. Le calculateur 173 est relié à l'instrumentation 171 , et aux débitmè- tres respectifs 161 et 119 de la conduite d'extraction 157 et de la conduite d'introduction 113.
Le fonctionnement de l'ensemble d'analyse 19 selon l'invention, lors du forage d'un puits va maintenant être décrit comme exemple, en référence à la Figure 1.
Pour effectuer le forage, l'outil de forage 15 est entraîné en rotation par l'installation de surface 41. Un liquide de forage est introduit dans l'espace intérieur 35 de la garniture de forage 29 par les moyens d'injection 43. Ce liquide descend jusqu'à la tête de forage 27, et passe dans le conduit de forage 13 à travers la tête de forage 27. Ce liquide refroidit et lubrifie les moyens de perçage 33. Puis, le liquide collecte les déblais solides résultant du forage et remonte par l'espace annulaire défini entre la garniture de forage 29 et les parois du conduit de forage 13, puis est évacué par la conduite de vidange 25. Le liquide contenant les déblais forme alors la boue de forage à analyser.
En référence à la Figure 2, la pompe péristaltique 61 est alors activée, afin de prélever, de manière continue, une fraction déterminée de la boue de forage circulant dans la conduite 25. Cette fraction de boue est convoyée jusqu'à l'enceinte 63 via la conduite d'amenée 65, et introduite dans l'enceinte.
La boue introduite dans l'enceinte 63 via la conduite d'amenée 65, est évacuée par débordement dans la conduite d'évacuation 67 à travers le passage à débordement 87. Par ailleurs, une partie de la boue évacuée ré- side temporairement dans le siphon 93 de la conduite d'évacuation 67, ce qui évite l'entrée de gaz dans la partie supérieure 75 de l'enceinte 63 par l'extrémité inférieure 97 de la conduite d'évacuation 67. L'introduction de gaz dans l'enceinte 63 s'effectue donc uniquement par les moyens d'introduction de gaz vecteur 69. L'agitateur 79 est entraîné en rotation par le moteur 81 , et agite la boue dans la partie inférieure 73 de l'enceinte 63 pour provoquer l'extraction des gaz contenus dans la boue, ainsi que le mélange des gaz extraits avec le gaz vecteur introduit par le passage d'injection 99. A chaque instant, le capteur 123 mesure la pression dans la conduite d'introduction 113, en aval de la vanne 121. Cette pression est sensiblement égale à la pression dans l'enceinte 63.
Les moyens de calcul 133 déterminent la différence entre une pres- sion déterminée, par exemple la pression atmosphérique, et la pression instantanée mesurée.
Les moyens de comparaison 137 comparent à chaque instant, cette différence à la valeur d'erreur de seuil stockée dans la mémoire 135. Si cette différence est supérieure à la valeur d'erreur de seuil stockée dans la mé- moire 135, les moyens de comparaison 137 activent les moyens de pilotage du clapet 131 pour passer ce clapet de sa position obturée à sa position ouverte.
La pression dans la source de gaz 111 étant supérieure à la pression d'extraction de gaz choisie, un débit de gaz vecteur est alors introduit dans l'enceinte 63 à travers la vanne 121 et l'entrée d'introduction 115. Le gaz vecteur introduit dans l'enceinte 63 diminue la différence de pression entre la pression déterminée et la pression dans l'enceinte 63.
Lorsque les moyens de comparaison 137 déterminent que la différence de pression est inférieure à la valeur d'erreur de seuil, ils activent les moyens de pilotage 131 du clapet pour le passer de sa position ouverte à sa position obturée.
Le mélange gazeux extrait de l'enceinte 63 est convoyé via la conduite d'extraction 71 sous l'effet de l'aspiration produite par la pompe à vide 159. Ce mélange est transporté jusqu'aux moyens d'analyse 55 où il est qualifié et quantifié par l'instrumentation 171 et le calculateur 173.
Lors de cette quantification, le débit Qgaz extrait de gaz extrait de la boue est calculé, à chaque instant, par la formule suivante :
Wgaz extrait = tj m conduite d'extraction ~ Qm conduite d'introduction { > ) où Q m conduite d'extraction est le débit de gaz mesuré par le débitmètre 161 sur la conduite d'extraction 71 et Qm conduite d'introduction est le débit de gaz mesuré par le débitmètre 119 sur la conduite d'introduction 113.
Le calcul du volume et de la teneur en un gaz déterminé extrait de la boue, à un instant donné, est effectué sur la base de la valeur mesurée par l'instrumentation 171 à un instant ultérieur qui dépend du temps de transit du gaz extrait dans la conduite d'extraction 71 , sur la base du débit Qgaz extrait de gaz extrait de la boue dans l'enceinte 63 à l'instant donné calculé par la formule (1) ci-dessus, et sur la base du débit Qm conduite d'introduction de gaz injecté dans l'enceinte 63, tel que mesuré par le débitmètre 119 à un instant ultérieur qui dépend du temps nécessaire pour qu'une sollicitation de la vanne 121 soit perçue par le débitmètre 119, à l'autre extrémité de la conduite d'introduction 113.
Le débit Qgaz extrait de gaz extrait de la boue dans l'enceinte 63 étant connu à chaque instant, l'ensemble d'analyse 19 selon l'invention permet donc de réaliser l'analyse quantitative d'une partie des composés extraits de la boue, sans qu'il soit nécessaire de réaliser l'analyse quantitative de tous les composés extraits de la boue à chaque instant.
Dans une variante, la conduite d'extraction 71 est dépourvue de dé- bitmètre 161. Dans cette variante, le débit de gaz circulant dans la conduite 71 est maintenu constant par le régulateur de débit 155. La valeur de ce débit est déterminée ou confirmée par calibration en faisant circuler de l'eau dans l'enceinte 63 et en mesurant le débit de gaz vecteur injecté dans la l'enceinte 63 à l'aide du débitmètre 119 sur la conduite d'introduction 113. Dans une autre variante, l'ensemble d'analyse 19 est calibré avant son raccordement sur l'installation 11. La source de gaz vecteur est remplacée par un mélange étalon de gaz à analyser qui est injecté dans l'enceinte 63, dans laquelle on fait circuler de l'eau ou un autre fluide ne contenant pas de gaz à extraire et neutres en regard du mélange étalon. Les paramètres d'analyse, tels que la pression d'extraction de gaz déterminée et le débit de gaz circulant à travers le régulateur 155 sont choisis sensiblement égaux à ceux utilisés ultérieurement lors de l'analyse de la boue.
En variante, le capteur 123 est monté en amont de l'ouverture d'extraction 153, par exemple dans la partie supérieure 75 de l'enceinte 63. Dans une autre variante, le capteur 123 est monté dans la conduite d'extraction 71 , au voisinage de l'ouverture d'extraction 153, de préférence en amont du régulateur de débit 155. Le capteur 123 est monté en un point de cette conduite 71 tel que la différence instantanée entre la pression qui règne à ce point et la pression qui règne dans l'enceinte 63 est inférieure à 200 mbar.
Dans une autre variante, la vanne 121 est de type proportionnelle et comprend un orifice de circulation de gaz de section réglable. Le procédé selon l'invention comprend, à chaque instant, une étape de commande de la section de passage de gaz dans la vanne 121 en fonction de la différence entre la pression d'extraction déterminée et la pression mesurée par le capteur 123.
Dans le dispositif 53 selon l'invention, la pression dans l'enceinte 63 est régulée sensiblement à la pression déterminée, à la valeur d'erreur de seuil près. Par suite, quelles que soient les variations du contenu gazeux de la boue de forage, la pression dans l'enceinte 63 reste sensiblement constante, et les conditions d'extraction des gaz dans cette enceinte 63 sont sensiblement indépendantes du contenu gazeux de la boue. La quantifica- tion des gaz contenus dans la boue de forage est donc très précise.
De plus, le gaz vecteur utilisé n'étant pas prélevé dans l'atmosphère qui règne- autour du puits, toute pollution par des composés hydrocarbonés provenant de cette atmosphère est évitée.
Par ailleurs, lorsque le contenu gazeux de la boue est faible ou sensi- blement nul, le débit gazeux aspiré à travers la conduite d'extraction 151 sous l'effet de la pompe 159 est sensiblement compensé par le débit gazeux introduit à travers la conduite d'introduction 113, ce qui évite l'engorgement de la conduite d'extraction 171.
Le temps de transit dans la conduite d'extraction 71 est maintenu sensiblement constant quelque soit la quantité instantanée de gaz extraite de la boue.
Les conditions d'extraction dans le dispositif selon l'invention se régulent donc automatiquement, ce qui augmente sa fiabilité.
Ainsi, en cas de bouchage partiel du régulateur de débit 155 lors de l'analyse, la pression dans l'enceinte 63 reste sensiblement identique, et l'extraction de gaz dans l'enceinte 63 se poursuit dans des conditions sensiblement analogues. Lorsque le capteur de pression 123 est disposé hors de l'enceinte 63 dans la conduite d'introduction 113, la régulation de la pression dans l'enceinte 63 est facilitée puisque les fluctuations instantanées de la pression de l'enceinte 63 sont filtrées dans le tronçon aval 127 de la conduite 113.
Lorsqu'un débitmètre 119 est monté sur la conduite d'introduction 113, l'ensemble d'analyse 19 peut calculer la teneur en un gaz donné extrait de la boue à chaque instant, sans calculer de manière quantitative la teneur de tous les gaz extraits de la boue.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (53) d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, du type comprenant :
- une enceinte (63) ; - des moyens (65) d'amenée de la boue de forage dans l'enceinte (63) ;
- des moyens (67) d'évacuation de la boue de forage hors de l'enceinte (63) ;
- des moyens (69) d'introduction d'un gaz vecteur dans l'enceinte comportant une conduite (113) d'introduction de gaz vecteur, reliant une source (111) de gaz vecteur à l'enceinte (63), la conduite d'introduction (113) étant munie d'un organe (121) de réglage du débit de gaz vecteur circulant dans la conduite (113) ; et
- une conduite (71) d'extraction de gaz, débouchant dans l'enceinte (63) par une ouverture (153) d'extraction de gaz ; caractérisé en ce que les moyens d'introduction du gaz vecteur (69) comprennent :
- un capteur (123) de mesure d'une pression instantanée sensiblement égale à celle qui règne dans l'enceinte (63), prise en un point situé en aval de l'organe de réglage (121) ; et
- des moyens (125) de commande de l'organe de réglage (121) reliés au capteur (123) pour commander, à chaque instant, le débit de gaz vecteur injecté dans l'enceinte (63) à travers l'organe de réglage (121) en fonction de la différence entre la pression mesurée par le capteur (123) et une pres- sion d'extraction de gaz déterminée.
2. Dispositif (53) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le capteur (123) est disposé en amont de l'ouverture d'extraction (153).
3. Dispositif (53) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur (123) est disposé dans la conduite d'introduction de gaz vecteur (113).
4. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le capteur (123) est disposé dans la conduite d'extraction (71).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la conduite d'extraction (71) comprend un régulateur de débit (155), le capteur (123) étant disposé en amont du régulateur de débit (155).
6. Dispositif (53) selon l'une quelconque des revendications précé- dentés, caractérisé en ce que l'organe de réglage (121) est disposé au voisinage de l'enceinte (63), la conduite d'introduction (113) comprenant un tronçon aval (127) de longueur non nulle situé entre l'enceinte (63) et l'organe de réglage (121).
7. Dispositif (53) selon l'une quelconque des revendications précé- dentés, caractérisé en ce que les moyens de commande (125) comprennent des moyens (133) de calcul de la différence entre la pression d'extraction déterminée et la pression mesurée par le capteur (123), des moyens (137) de comparaison de la différence calculée à une valeur d'erreur de seuil, et des moyens de pilotage (131) de l'organe de réglage (121) en fonction du résultat obtenu par les moyens de comparaison (137).
8. Dispositif (53) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur d'erreur de seuil est inférieure à 2 mbar.
9. Dispositif (53) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conduite d'introduction (113) comprend un débitmètre (119).
10. Dispositif (53) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conduite (71) d'extraction de gaz est reliée en aval à des moyens d'aspiration (159).
11. Ensemble (19) d'analyse des gaz contenus dans une boue de forage, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un dispositif d'extraction (53) selon l'une quelconque des revendications précédentes ;
- des moyens (51) de prélèvement de boue de forage, raccordés aux moyens d'amenée (65) ; et - des moyens d'analyse (55), reliés à la conduite d'extraction (71).
12. Procédé d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, du type comprenant les étapes suivantes :
- amenée de la boue de forage dans une enceinte (63) ; - introduction d'un gaz vecteur dans l'enceinte (63) à travers une conduite d'introduction (113), cette introduction comportant le réglage du débit de gaz vecteur introduit dans l'enceinte (63) par un organe de réglage (121) ; - extraction de gaz hors de l'enceinte (63) à travers une conduite d'extraction (71) débouchant dans l'enceinte (63) par une ouverture (153) d'extraction de gaz ; et
- évacuation de la boue de forage hors de l'enceinte (63) ; caractérisé en ce que l'étape d'introduction comprend : - la mesure instantanée d'une pression sensiblement égale à la pression qui règne dans l'enceinte (63), prise en un point situé en aval de l'organe de réglage (121) ; et
- à chaque instant, la commande du débit de gaz vecteur injecté dans l'enceinte (63) à travers l'organe de réglage (121) en fonction de la diffé- rence entre la pression mesurée et une pression d'extraction de gaz déterminée.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la commande du débit de gaz vecteur comprend les phases suivantes :
- calcul de la différence entre la pression d'extraction déterminée et la pression mesurée par le capteur (123) ;
- comparaison de la différence calculée à une valeur d'erreur de seuil ; et
- pilotage de l'organe de réglage (121) en fonction du résultat obtenu par ladite comparaison.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la valeur d'erreur de seuil est inférieure à 2 mbar.
PCT/FR2006/000914 2005-04-27 2006-04-24 Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, ensemble d'analyse et procede d'extraction associe Ceased WO2006114512A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI0612934-0A BRPI0612934A2 (pt) 2005-04-27 2006-04-24 dispositivo e processo de extração de pelo menos um gás contido em uma lama de sondagem e sistema de análise dos gases contidos em uma lama de sondagem
AT06755453T ATE549482T1 (de) 2005-04-27 2006-04-24 Vorrichtung zum entziehen mindestens eines gastyps aus einem bohrschlamm sowie analyseanordnung und entsprechendes extraktionsverfahren
US11/919,215 US8677814B2 (en) 2005-04-27 2006-04-24 Device for extracting at least one type of gas contained in a drilling mud, an analysis arrangement and a related extraction method
CA2606415A CA2606415C (fr) 2005-04-27 2006-04-24 Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, ensemble d'analyse et procede d'extraction associe
EP06755453A EP1875036B1 (fr) 2005-04-27 2006-04-24 Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, ensemble d'analyse et procede d'extraction associe
NO20075589A NO20075589L (no) 2005-04-27 2007-11-05 Anordning for a ekstrahere minst ±n type gass fra boreslam, et analysearrangement samt framgangsmate for samme

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0504249 2005-04-27
FR0504249A FR2885165B1 (fr) 2005-04-27 2005-04-27 Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, ensemble d'analyse et procede d'extraction associe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006114512A1 true WO2006114512A1 (fr) 2006-11-02

Family

ID=35462475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2006/000914 Ceased WO2006114512A1 (fr) 2005-04-27 2006-04-24 Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, ensemble d'analyse et procede d'extraction associe

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8677814B2 (fr)
EP (1) EP1875036B1 (fr)
AT (1) ATE549482T1 (fr)
BR (1) BRPI0612934A2 (fr)
CA (1) CA2606415C (fr)
FR (1) FR2885165B1 (fr)
NO (1) NO20075589L (fr)
WO (1) WO2006114512A1 (fr)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009090351A1 (fr) * 2008-01-18 2009-07-23 Geoservices Equipements Procede d'analyse d'une pluralite d'hydrocarbures contenus dans un fluide de forage et dispositif associe
RU2451924C2 (ru) * 2008-01-18 2012-05-27 Жеосервис Экипман Способ анализа совокупности углеводородов, содержащихся в буровом растворе, и соответствующее устройство
WO2012112154A1 (fr) * 2011-02-17 2012-08-23 Halliburton Energy Services, Inc. Procédés et systèmes de collecte et d'analyse de fluides de forage conjointement avec des opérations de forage
EP3165710A1 (fr) * 2015-11-05 2017-05-10 Geoservices Equipements Dispositif d'extraction et ensemble et procédé d'analyse associés
US11867682B2 (en) 2020-09-21 2024-01-09 Baker Hughes Oilfield Operations Llc System and method for determining natural hydrocarbon concentration utilizing isotope data

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2444802A1 (fr) * 2010-10-22 2012-04-25 Geoservices Equipements Dispositif pour l'analyse d'au moins un hydrocarbure contenu dans un liquide de forage et procédé associé
US20150096349A1 (en) * 2012-05-14 2015-04-09 Pen Inc. Optimize analyte dynamic range in gas chromatography
US10570731B2 (en) 2013-10-03 2020-02-25 Halliburton Energy Services, Inc. Solvent extraction and analysis of formation fluids from formation solids at a well site
JP6268667B2 (ja) * 2013-10-20 2018-01-31 株式会社大林組 ボーリングマシンを用いた地盤掘削システム
NO346355B1 (en) * 2014-04-04 2022-06-20 Halliburton Energy Services Inc Isotopic Analysis from a Controlled Extractor in Communication to a Fluid System on a Drilling Rig
WO2015160328A1 (fr) * 2014-04-15 2015-10-22 Halliburton Energy Services, Inc. Détermination de conditions de fond de trou par des gaz n'étant pas de la formation mis en circulation
US9765617B2 (en) 2014-05-09 2017-09-19 Halliburton Energy Services, Inc. Surface fluid extraction and separator system
CN104314608B (zh) * 2014-09-28 2016-05-25 太原理工大学 一种提高煤层瓦斯抽采量的冷热交替系统
EP3012616A1 (fr) * 2014-10-22 2016-04-27 Services Petroliers Schlumberger Système et procédé pour analyser un échantillon gazeux extrait d'un fluide de forage provenant d'un puits de forage
US10641092B2 (en) * 2015-05-15 2020-05-05 Halliburton Energy Services, Inc. Methods, apparatus, and systems for injecting and detecting compositions in drilling fluid systems
WO2017034574A1 (fr) 2015-08-27 2017-03-02 Halliburton Energy Services, Inc. Système de régulation de dilution de dégazeur d'échantillon
US10180062B2 (en) 2016-03-21 2019-01-15 Weatherford Technology Holdings, Llc Gas extraction calibration system and methods
US10683741B2 (en) * 2017-05-16 2020-06-16 Nextstream Emulsifier Enhancer, Llc Surface-based separation assembly for use in separating fluid
US10544872B2 (en) * 2017-08-07 2020-01-28 Iball Instruments Llc Liquid capture valve
US11230897B2 (en) * 2017-09-22 2022-01-25 SPM Oil & Gas PC LLC System and method for intelligent flow control system for production cementing returns
AU2019279953B2 (en) 2019-02-12 2023-02-02 Halliburton Energy Services, Inc. Bias correction for a gas extractor and fluid sampling system
US11492901B2 (en) * 2019-03-07 2022-11-08 Elgamal Ahmed M H Shale shaker system having sensors, and method of use
EP3772648B1 (fr) * 2019-08-07 2024-03-27 Geoservices Equipements SAS Système et procédé d'analyse de gaz
RU2745752C1 (ru) * 2020-04-30 2021-03-31 Общество с ограниченной ответственностью "УК "Служба Внутреннего Контроля" Пробоотборные устройства непрерывного и циклического типа и способ обнаружения компонентов смеси с использованием пробоотборных устройств
CN112145107A (zh) * 2020-09-29 2020-12-29 同济大学 一种可以调节泥浆浓度的新型泥浆箱
US20240183269A1 (en) * 2021-07-16 2024-06-06 Halliburton Energy Services, Inc. Constant mass gas extraction for gas evaluation during drilling

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4635735A (en) * 1984-07-06 1987-01-13 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for the continuous analysis of drilling mud
FR2799790A1 (fr) * 1999-09-24 2001-04-20 Inst Francais Du Petrole Methode et systeme d'extraction, d'analyse et de mesure sur des constituants transportes par un fluide de forage

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4887464A (en) * 1988-11-22 1989-12-19 Anadrill, Inc. Measurement system and method for quantitatively determining the concentrations of a plurality of gases in drilling mud
SE9304028L (sv) * 1993-12-03 1995-06-04 Siemens Elema Ab Förfarande vid analys av en gas och gasanalysator
US6755261B2 (en) * 2002-03-07 2004-06-29 Varco I/P, Inc. Method and system for controlling well fluid circulation rate
FR2854197B1 (fr) * 2003-04-25 2005-07-22 Geoservices Dispositif d'analyse d'au moins un gaz contenu dans un liquide notamment un fluide de forage.
US7174254B2 (en) * 2004-05-14 2007-02-06 Leroy Ellis Mud gas isotope logging interpretative process utilizing mixing lines in oil and gas drilling operations
FR2876424B1 (fr) * 2004-10-11 2008-04-04 Geoservices Dispositif de preparation d'un fluide, notamment d'une boue de forage, procede de preparation et ensemble d'analyse associes
US20060202122A1 (en) * 2005-03-14 2006-09-14 Gunn Scott E Detecting gas in fluids
FR2883916B1 (fr) * 2005-04-04 2007-07-06 Geoservices Procede de determination de la teneur en au moins un gaz donne dans une boue de forage, dispositif et installation associes
US7636614B2 (en) * 2007-01-31 2009-12-22 Halliburton Energy Services, Inc. Systems for managing flow control valves in process systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4635735A (en) * 1984-07-06 1987-01-13 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for the continuous analysis of drilling mud
FR2799790A1 (fr) * 1999-09-24 2001-04-20 Inst Francais Du Petrole Methode et systeme d'extraction, d'analyse et de mesure sur des constituants transportes par un fluide de forage

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009090351A1 (fr) * 2008-01-18 2009-07-23 Geoservices Equipements Procede d'analyse d'une pluralite d'hydrocarbures contenus dans un fluide de forage et dispositif associe
JP2011510284A (ja) * 2008-01-18 2011-03-31 ジェオセルヴィス・エキップマン 掘削流体中に含まれる複数の炭化水素を分析する方法、および、関連する装置
RU2451924C2 (ru) * 2008-01-18 2012-05-27 Жеосервис Экипман Способ анализа совокупности углеводородов, содержащихся в буровом растворе, и соответствующее устройство
AU2008347646B2 (en) * 2008-01-18 2013-08-22 Geoservices Equipements Method of analyzing a number of hydrocarbons contained in a drilling fluid, and associated device
US8616051B2 (en) 2008-01-18 2013-12-31 Geoservices Equipments Method of analyzing a number of hydrocarbons contained in a drilling fluid, and associated device
WO2012112154A1 (fr) * 2011-02-17 2012-08-23 Halliburton Energy Services, Inc. Procédés et systèmes de collecte et d'analyse de fluides de forage conjointement avec des opérations de forage
GB2501598A (en) * 2011-02-17 2013-10-30 Halliburton Energy Serv Inc Methods and systems of collecting and analyzing drilling fluids in conjunction with drilling operations
GB2501598B (en) * 2011-02-17 2018-10-24 Halliburton Energy Services Inc Methods and systems of collecting and analyzing drilling fluids in conjunction with drilling operations
EP3165710A1 (fr) * 2015-11-05 2017-05-10 Geoservices Equipements Dispositif d'extraction et ensemble et procédé d'analyse associés
WO2017076490A1 (fr) * 2015-11-05 2017-05-11 Geoservices Equipements Dispositif d'extraction de gaz et ensemble et procédé d'analyse associés
US11208860B2 (en) 2015-11-05 2021-12-28 Schlumberger Technology Corporation Gas-extraction device and associated analysis assembly and method
US11867682B2 (en) 2020-09-21 2024-01-09 Baker Hughes Oilfield Operations Llc System and method for determining natural hydrocarbon concentration utilizing isotope data

Also Published As

Publication number Publication date
EP1875036A1 (fr) 2008-01-09
EP1875036B1 (fr) 2012-03-14
FR2885165A1 (fr) 2006-11-03
CA2606415C (fr) 2013-09-03
US8677814B2 (en) 2014-03-25
BRPI0612934A2 (pt) 2010-12-07
ATE549482T1 (de) 2012-03-15
US20110094736A1 (en) 2011-04-28
FR2885165B1 (fr) 2008-12-05
CA2606415A1 (fr) 2006-11-02
NO20075589L (no) 2007-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1875036B1 (fr) Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage, ensemble d'analyse et procede d'extraction associe
EP1799956B1 (fr) Dispositif d'extraction d'au moins un gaz contenu dans une boue de forage et ensemble d'analyse associe.
EP2380017B1 (fr) Procede de determination de la teneur d'une pluralite de composes contenus dans un fluide de forage
EP1710575B1 (fr) Procédé de détermination de la teneur en au mois un gaz donné dans une boue de forage, dispositif et installation associes
CA2523380C (fr) Dispositif d'analyse d'au moins un gaz contenu dans un liquide notamment un fluide de forage
CA2712128C (fr) Procede d'analyse d'une pluralite d'hydrocarbures contenus dans un fluide de forage et dispositif associe
EP3685004B1 (fr) Dégazage et analyse de fluide de forage
CN102741504B (zh) 分析地下岩层释放气体的方法和钻孔中释放气体的设备
AU2010305694B2 (en) Surface gas evaluation during controlled pressure drilling
RU2555984C2 (ru) Измерение потерь газа на системе поверхностной циркуляции буровой установки
US11573215B2 (en) Analysis of gas in drilling fluids
US3957439A (en) Surveying constant value concentrations of hydrocarbons in ground waters

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006755453

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2606415

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: RU

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006755453

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0612934

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20071024

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11919215

Country of ref document: US