Способ для измерения электростабильности флюида
Формула / Реферат
1. Способ определения электростабильности эмульсии, заключающийся в том, что
размещают образец эмульсии в зазоре между первым электродом и вторым электродом;
обеспечивают прохождение лопасти по меньшей мере через часть образца, при этом завершение прохождения указывает начальный момент времени выдержки;
повышают разность потенциалов между первым электродом и вторым электродом, до тех пор пока электрический ток между ними не достигнет порогового значения, при этом повышение начинается в начальный момент времени повышения напряжения;
контролируют электрический ток;
определяют интервал выдержки, при этом интервал выдержки представляет собой период времени между начальным моментом времени выдержки и моментом времени, когда электрический ток достигает порогового значения;
получают одно или более измерений разности потенциалов;и
записывают одно или более измерений;
определяют электростабильность эмульсии, если интервал выдержки находится в пределах интервала выдержки.
2. Способ по п.1, в котором
определяют, находится ли интервал выдержки вне пределов диапазона интервалов выдержки;
обеспечивают прохождение лопасти по меньшей через мере часть образца;
повышают разность потенциалов снова, при этом одно или более из начального момента времени повышения напряжения, начального напряжения и скорости повышения настраиваются из условия, чтобы интервал выдержки находился в пределах диапазона интервалов выдержки.
3. Способ по п.1, дополнительно состоящий в том, что обеспечивают прохождение лопасти по меньшей мере через часть образца, при этом завершение прохождения связано со вторым начальным моментом времени выдержки;
повышают вторую разность потенциалов между первым электродом и вторым электродом;
определяют второй интервал выдержки, при этом второй интервал выдержки является периодом времени между вторым начальным моментом времени выдержки и более поздним моментом времени, когда электрический ток достигает порогового значения;
получают одно или более дополнительных измерений разности потенциалов и
записывают одно или более дополнительных измерений.
4. Способ по п.3, дополнительно состоящий в том, что определяют зависимость между электростабильностью образца и множеством интервалов выдержки на основании, по меньшей мере частично, интервала выдержки, второго интервала выдержки, одного или более измерений и одного или более дополнительных измерений.
5. Способ по п.4, в котором одна или обе из разности потенциалов и второй разности потенциалов начинают повышение с напряжения, иного чем 0 В.
6. Способ по п.4, в котором повышение разности потенциалов и повышение второй разности потенциалов дополнительно содержат повышение напряжения переменного тока, прикладываемого на первом электроде и втором электроде.
7. Способ по п.1, дополнительно состоящий в том, что пропускают образец через фильтр перед размещением образца в зазоре между первым электродом и вторым электродом.
8. Способ по п.1, дополнительно состоящий в том, что герметизируют образец.
9. Способ по п.1, дополнительно состоящий в том, что нагревают образец до испытательной температуры.
10. Способ определения электростабильности эмульсии, заключающийся в том, что
возмущают по меньшей мере часть образца эмульсии, при этом завершение возмущения связано с первым начальным моментом времени выдержки;
повышают первую разность потенциалов на образце, по меньшей мере, до тех пор, пока первый электрический ток через образец не достигнет порогового значения;
определяют значение первой разности потенциалов, соответствующее пороговому значению;
определяют первый интервал выдержки, при этом первый интервал выдержки основан, по меньшей мере частично, на первом начальном моменте времени выдержки и моменте времени, когда первый электрический ток достигает порогового значения;
определяют электростабильность эмульсии, если интервал выдержки находится в пределах интервала выдержки.
11. Способ по п.10, дополнительно состоящий в том, что вновь возмущают по меньшей мере часть образца, при этом завершение возмущения указывает второй начальный момент времени выдержки;
повышают вторую разность потенциалов на образце, по меньшей мере, до тех пор, пока второй электрический ток не достигнет порогового значения;
определяют значение второй разности потенциалов, соответствующее пороговому значению; и
определяют второй интервал выдержки, при этом второй интервал выдержки представляет собой период времени между вторым начальным моментом времени выдержки и моментом времени, когда второй электрический ток достигает порогового значения.
12. Способ по п.11, дополнительно состоящий в том, что получают характеристики зависимости между электростабильностью образца и множеством интервалов выдержки на основании, по меньшей мере частично, первого и второго интервалов выдержки и значений первой и второй разности потенциалов.
13. Способ по п.12, в котором одна или обе из первой разности потенциалов и второй разности потенциалов начинают повышение с напряжения, иного чем 0 В.
14. Способ по п.12, в котором повышение первой разности потенциалов и повышение второй разности потенциалов дополнительно содержат повышение напряжения переменного тока, прикладываемого на первом электроде и втором электроде.
15. Способ по п.10, дополнительно состоящий в том, что герметизируют образец.
16. Способ по п.10, дополнительно состоящий в том, что нагревают образец до испытательной температуры.
17. Считываемый компьютером носитель, имеющий исполняемые компьютером команды для определения электростабильности эмульсии, причем выполняемые команды побуждают по меньшей мере один процессор исполнять последовательность операций для инициирования следующих этапов:
возмущение по меньшей мере части образца эмульсии, при этом завершение возмущения связано с первым начальным моментом времени выдержки;
повышение первой разности потенциалов на образце, по меньшей мере, до тех пор, пока первый электрический ток через образец не достигнет порогового значения;
определение значения первой разности потенциалов, соответствующего первому пороговому значению; и
определение первого интервала выдержки, при этом первый интервал выдержки является периодом времени между первым начальным моментом времени выдержки и моментом времени, когда электрический ток достигает порогового значения; и
определение электростабильности эмульсии, если интервал выдержки находится в пределах интервала выдержки.
18. Носитель по п.17, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования следующих этапов:
возмущение по меньшей мере части образца вновь, при этом завершение возмущения указывает второй начальный момент времени выдержки;
повышение второй разности потенциалов на образце, по меньшей мере, до тех пор, пока электрический ток не достигнет порогового значения;
определение значения второй разности потенциалов, соответствующего пороговому значению; и
определение второго интервала выдержки, при этом второй интервал выдержки является периодом времени между вторым начальным моментом времени выдержки и моментом времени, когда электрический ток достигает порогового значения.
19. Носитель по п.18, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования получения характеристики зависимости между электростабильностью образца и множеством интервалов выдержки, при этом получение характеристик основано, по меньшей мере частично, на первом и втором интервалах выдержки и значениях первой и второй разности потенциалов.
20. Носитель по п.19, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования измерения величины первого электрического тока и выдачи индикации, если величина первого электрического тока достигает или превышает пороговое значение.
21. Носитель по п.17, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования измерения величины второго электрического тока и выдачи индикации, если величина второго электрического тока достигает или превышает пороговое значение.
22. Носитель по п.17, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования герметизации образца.
23. Носитель по п.17, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования нагревания образца до испытательной температуры.

Текст
СПОСОБ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАБИЛЬНОСТИ ФЛЮИДА Изобретение, в частности, относится к способам для получения характеристик флюидов водонефтяной или обращенной эмульсии для использования при бурении стволов скважин в нефтегазоносных подземных формациях. Описан способ измерения стабильности флюида. Способ включает в себя размещение образца эмульсии в зазоре между электродами,возмущение образца, измерение электростабильности образца и установление зависимости между электростабильностью и временем с тех пор, как был возмущен образец. Изобретение относится к способам и устройствам для определения характеристик или оценки устойчивости или эффективности нефтесодержащих буровых флюидов для использования при бурении стволов скважин в подземных формациях. Изобретение, в частности, относится к способам и устройствам для получения характеристик флюидов водонефтяной или обращенной эмульсии для использования при бурении стволов скважин в нефтегазоносных подземных формациях. Буровые флюиды часто используются в нефтяных и газовых буровых работах. Эти флюиды служат многим целям, в том числе, но не в качестве ограничения, удалению вырабатываемого бурового шлама,смазке и охлаждению бурового долота, и поддержке стенок пробуриваемого шпура. Нефтесодержащие буровые флюиды часто используются при бурении скважин для нефти и газа. Эти нефтесодержащие буровые флюиды типично являются водонефтяными эмульсиями, которые стабилизированы добавлением эмульгаторов. Водяная фаза обычно имеет значение от приблизительно 5% до приблизительно 40% общего объема флюида и обычно содержит (но не в качестве ограничения) насыщенный минеральный раствор хлорид кальция. Если формула бурового флюида с обращенной эмульсией становится неустойчивой, например (без ограничения), вследствие загрязнения, наличия негодных продуктивных добавок или термической деградации, нефтесодержащие буровые флюиды имеют склонность превращаться в нефтеводяную эмульсию. В результате превращения в нефтеводяную эмульсию, вода становится сплошной фазой и может заставлять твердые частицы в буровом флюиде становиться влажными от воды. Такое увлажнение имеет значительные отрицательные последствия для буровых работ и требует дорогостоящего устранения неисправностей, для того чтобы предотвратить ущерб скважине. Измерения электростабильности дают признак стабильности водонефтяной эмульсии. Для того чтобы охарактеризовать стабильность водонефтяной эмульсии мощное электрическое поле прикладывается к небольшому зазору между двумя электродами. Нормально, прикладываются электрические поля переменного тока (АС), чтобы ослабить повреждение в отношении поверхностей электродов. Зазор заполняется образцом флюида, который должен быть испытан. Электрическое поле повышается до тех пор, пока значительный ток не протекает через образец между электродами. Нефтесодержащие буровые флюиды с эмульгированным насыщенным минеральным раствором, по существу, являются электроизоляционными материалами для слабых электрических полей. По мере того, как напряженность поля повышается, эмульгированные капли воды в межэлектродном зазоре начинают удлиняться и выстраиваться в линию по электрическому полю. Если электрическое поле достаточно мощное, капли могут в итоге сливаться, образуя проводящую перемычку через межэлектродный зазор. Капельная перемычка может проводить значительный электрический ток. Момент, в который ток превышает заданный ток размыкания, описывается как пробой. Было продемонстрировано, что напряженность поля при пробое, измеренном при пиковых напряжениях на межэлектродном зазоре, является зависимой от стабильности эмульсии. (Гроукок FB, ЭллисCF и Шмидт DD: "Electrical Stability, Emulsion Stability, and Wettability of Invert Oil-Based Muds" ("Электростабильность, стабильность эмульсий и смачиваемость обращенных нефтесодержащих буровых растворов"), Бурение и заканчивание SPE 9, 1 (март 1994 года: 39-46). Пиковое напряжение, требуемое,чтобы вызывать пробой, определено в качестве электростабильности нефтесодержащего бурового флюида. Чем выше пиковое напряжение, при котором возникает этот пробой, тем больше электростабильность испытываемого флюида."Recommended Practice Standard Procedure for Field Testing Oil-Based Drilling Fluids" ("Стандартная методика руководящих указаний для полевых испытаний нефтесодержащих буровых флюидов") Американского института нефтяной промышленности, Руководящие указания API 13B-2, третья редакция, февраль 1998 года ("Методика API"), включена в материалы настоящей заявки посредством ссылки. Параграф 8.1.1 Методики API определяет электростабильность нефтесодержащих буровых флюидов в качестве "напряжения на пиковых значениях, измеренных, когда ток достигает 61 мкА". Измерение электростабильности находится под влиянием конфигурации электродов, частоты переменного тока, ширины зазора, тока размыкания и скорости увеличения электрического поля. Все из этих параметров были заданы в методиках Американского института нефтяной промышленности (API) для использования в отрасли. Методика API требует, что, перед измерением электростабильности, флюид образца должен перемешиваться в течение 10 с. Однако известно, что электростабильность, которая измеряется современными ручными способами,будет чувствительна к методике проведения измерений оператором и многим компонентам бурового флюида. Дополнительно, типичные способы измерения электростабильности нефтесодержащих буровых флюидов не принимают во внимание воздействия загустевания флюида со временем. Такие просчеты делают современные способы измерения электростабильности предрасположенными к ошибкам, а потому, менее полезными. Такие проблемы дополнительно осложняются тем, насколько трудоемкими являются современные способы. Типичные способы дают очень мало измерительных точек, чтобы различать тенденции. Дополнительно, традиционные измерения электростабильности являются относительно зашумленными вследствие неоднородной природы буровых флюидов. Сущность изобретения Настоящее изобретение относится к способам и устройствам для определения характеристик или оценки устойчивости или эффективности нефтесодержащих буровых флюидов для использовании при бурении стволов скважин в подземных формациях. Изобретение, в частности, относится к способам и устройствам для получения характеристик флюидов водонефтяной или обращенной эмульсии для использования при бурении стволов скважин в нефтегазоносных подземных формациях. В одном из вариантов осуществления, настоящее изобретение направлено на способ определения электростабильности эмульсии. Образец эмульсии размещают в зазоре между первым электродом и вторым электродом. Лопасть проходит через по меньшей мере часть образца, и завершение прохождения связывается с начальным моментом времени выдержки. Разность потенциалов между первым электродом и вторым электродом повышают, так что электрический ток между ними достигает порогового значения, при этом повышение начинается в начальный момент времени повышения напряжения. Контролируют электрический ток. Определяют интервал выдержки, и интервал выдержки зависит от начального момента времени выдержки и момента времени, когда электрический ток достигает порогового значения. Измеряют и записывают одно или более измерений разности потенциалов. В еще одном варианте осуществления, настоящее изобретение направлено на способ определения электростабильности эмульсии, где по меньшей мере часть образца эмульсии возмущают, и завершение возмущения связывают с первым начальным моментом времени выдержки. Повышают первую разность потенциалов на образец по меньшей мере до тех пор, пока первый электрический ток, проходящий через образец, не достигнет порогового значения. Определяют значение первой разности потенциалов, соответствующее пороговому значению. Определяют первый интервал выдержки, причем первый интервал выдержки основан, по меньшей мере частично, на первом начальном моменте времени выдержки и моменте времени, когда первый электрический ток достигает порогового значения. В еще одном другом варианте осуществления, настоящее изобретение направлено на компьютерную программу, хранимую на материальном носителе, для определения электростабильности эмульсии. Компьютерная программа включает в себя выполняемые команды, чтобы побуждать по меньшей мере один процессор инициировать последовательность операций для возмущения по меньшей мере части образца эмульсии, где завершение возмущения ассоциативно связано с первым начальным моментом времени выдержки. Последовательность операций включает в себя повышение первой разности потенциалов на образце по меньшей мере до тех пор, пока первый электрический ток через образец не достигнет порогового значения. Последовательность операций также включает в себя определение значения первой разности потенциалов, соответствующего первому пороговому значению. Последовательность операций дополнительно включает в себя определение первого интервала выдержки, где первый интервал выдержки является количеством времени, основанным, по меньшей мере частично, на первом начальном моменте времени выдержки и моменте времени, когда электрический ток достигает порогового значения. Признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники. Несмотря на то, что многочисленные изменения могут быть произведены специалистами в данной области техники, такие изменения находятся в пределах сущности изобретения. Краткое описание чертежей Эти чертежи иллюстрируют определенные аспекты некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения и не должны использоваться для ограничения или определения объема изобретения. Фиг. 1 - вид в перспективе самоочищающегося элемента измерителя электростабильности. Фиг. 2 иллюстрирует пример, показывающий изменение электростабильности в зависимости от задержки между прекращением сдвига и моментом времени измерения электростабильности. Фиг. 3 в целом иллюстрирует одну примерную блок-схему последовательности операций способа одной из реализаций способа по настоящему изобретению. Фиг. 4 иллюстрирует пример данных, показывающих непостоянство электростабильности по времени. Описание предпочтительных вариантов осуществления Изобретение относится к способам и устройствам для определения характеристик или оценки устойчивости или эффективности нефтесодержащих буровых флюидов для использования при бурении стволов скважин в подземных формациях. Изобретение, в частности, относится к способам и устройствам для получения характеристик флюидов водонефтяной или обращенной эмульсии для использования при бурении стволов скважин в нефтегазоносных подземных формациях. Буровые флюиды обычно составлены так, что они имеют предельное статическое напряжение сдвига, когда они неподвижны. Предельное статическое напряжение сдвига представляет напряжение при сдвиге, требуемое, чтобы начать движение флюида после периода неподвижности. Буровые флюиды загустевают (превращаются в гель), когда не перемешиваются, становясь до некоторой степени твердыми или пластичными. Это способствует взвешиванию зернистого материала в буровом флюиде. Гелевая структура легко разрушается перемешиванием, сдвигом или иным достаточным возмущением флюида. Согласно промышленному стандарту, предельное статическое напряжение сдвига нормально измеряется получением пикового показания по шкале специализированного реометра на 3 оборотах в минуту после неподвижности в течение 10 с, 10 мин и 30 мин. Предельное статическое напряжение сдвига типично возрастает от менее чем 7 фунтов/100 футов 2 непосредственно после сдвига до таких же больших значений, как 30 фунтов/100 футов 2 в течение 30 мин. Предельное статическое напряжение сдвига и скорость,с которой оно образуется, являются очень важными свойствами буровых флюидов, которые принимаются во внимание в способах по настоящему изобретению. Методика API требует, что, перед тем, как снимается измерение электростабильности, флюид образца должен перемешиваться в течение 10 с. Перемешивание по методике API воспроизведено способами и устройствами, описанными в заявке 11/872087, озаглавленной "Methods and Systems for Measurement of Fluid Electrical Stability" ("Способы и системы для измерения электростабильности флюидов"),которая во всей своей полноте включена в материалы настоящей заявки посредством ссылки для любых целей. Фиг. 1 показывает пример одного из вариантов осуществления устройства по той заявке. В этом примере, лопасть 410 очистки находится около межэлектродного зазора 235 между первым и вторым электродами 205 и 210. Лопасть 410 вращается вокруг шарнира 415 на кронштейне 405, чтобы проходить в межэлектродный зазор 235. В заявке 11/872087 описаны дополнительные элементы, примеры и модификации. Сдвиг флюида в зазоре между электродами электродной сборки может выполнять несколько функций: 1) он может разрушать любой проводящий след через образец между электродами, который мог остаться после предыдущего измерения электростабильности; 2) он может перемешивать флюид и делать его более однородным; и 3) он может разбивать любую гелевую структуру, которая могла сформироваться. В примере на фиг. 1, лопасть 410 может циклически вводиться в зазор 235 и выводиться обратно, например, 10 раз перед измерением. Однако могло бы использоваться любое количество циклов, которое достаточно сдвигало бы флюид и срезало бы твердые частицы на поверхности электрода. Так как лопатка очистки такого устройства проводится через межэлектродный зазор непосредственно перед измерением, момент, когда лопатка прекращает сдвиг, может точно определяться. Гель может начинать образовываться в момент времени, когда лопатка выходит из межэлектродного зазора. Это может предоставлять возможность точного определения истекшего времени с момента прекращения сдвига до события пробоя (то есть, когда ток начинает протекать через флюид), чтобы основывать измерение электростабильности. Испытание с устройством-прототипом согласно одному из вариантов осуществления по заявке 11/872087 и образцом бурового флюида показывают, что измерение электростабильности является зависящим от истекшего времени от прекращения сдвига до события токового пробоя. Чтобы облегчить лучшее понимание настоящего изобретения, пример на фиг. 2 иллюстрирует изменение электростабильности в зависимости от задержки между прекращением сдвига и моментом времени измерения электростабильности. Пример никоим образом не должен толковаться ограничивающим или определяющим объем изобретения. Для сглаживания представления данных, каждая измерительная точка может представлять среднее значение многочисленных измерений. Следует отметить, что повышение электростабильности в зависимости от времени выдержки, как проиллюстрировано на фиг. 2, обусловлено структурой геля, формирующего, упрочняющего и задерживающего капли водяной фазы эмульсии от слияния и формирования перемычки зазора между электродами для образования проводящего тракта. Повышение электростабильности со временем, вероятно, является соразмерным увеличению предельного статическое напряжения сдвига со временем. Поскольку предельное статическое напряжения сдвига прекращает увеличение приблизительно через 30 мин для большинства буровых флюидов, электростабильность, вероятно, также будет прекращать повышение. Соответственно, многочисленные скоординированные измерения электростабильности могли бы использоваться для получения косвенного измерения статического напряжения сдвига и скорости образования гелей из буровых флюидов. Чтобы минимизировать воздействие, которое изменения свойств геля оказывают на измерения электростабильности, время от прекращения сдвига до момента электрического пробоя, должно сохраняться постоянным. Это не осуществимо с традиционными измерительными приборами для измерения электростабильности, такими как измеритель электростабильности (EST) модели 23D компании FarmInstrument. Однако при подходящем управляющем программном обеспечении, устройства, описанные в заявке 11/872087, могут производить требуемые измерения. Пример одной из реализаций способа по настоящему изобретению в целом проиллюстрирован на фиг. 3. Способ 500, как правило, начинается на этапе 510. На этапе 520, свежий образец флюида, такого как эмульсия, может распространяться в измерительное пространство, которое может содержать в себе электроды схемы измерения электростабильности. На этапе 530, образец может герметизироваться, чтобы минимизировать воздействия пузырьков вовлеченного воздуха. Образец также может нагреваться до испытательной температуры. На этапе 540, образец может подвергаться возмущению, чтобы перемешивать образец и разрушать гель. Это может достигаться в примерном варианте осуществления на фиг. 1 прохождением лопатки 410 через межэлектродный зазор 235. Как описано в примере, приведенном выше, лопатка 410 очистки мо-3 020790 жет циклически проходить через межэлектродный зазор 235 некоторое количество раз, хотя, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения не требуют многочисленных прохождений. Прохождение лопатки 410 также может обеспечивать удаление загрязнений с электродов. Как будет приниматься во внимание рядовых специалистов в данной области техники, другие подходы могли бы использоваться для сдвига или достаточного возмущения флюида в межэлектродном зазоре 235. Физическая геометрия лопатки 410 очистки, проиллюстрированной в качестве диска, могла бы принимать многие формы. Например, она могла бы быть цилиндрическим стержнем или щеткой, которая перемешивает флюид и физически обдирает поверхности межэлектродного зазора 235. Могли бы использоваться другие альтернативы подобным лопатке элементам. Например, струя образца, которая обрывается относительно резко, могла бы достигать той же самой цели. На этапе 550, начинается интервал выдержки, например, когда лопатка 410 очистки выходит из межэлектродного зазора 235 в последний раз. В более общем смысле, в тех случаях, когда используются альтернативы лопатке, интервал выдержки начинается в начальный момент времени выдержки, когда заканчивается механическое возмущение флюида. На этапе 560, разность потенциалов между электродами повышается для измерения электростабильности. Момент времени, в который начинает повышаться разность потенциалов, является начальным моментов времени повышения напряжения. Электрический ток может контролироваться на всем протяжении этой последовательности операций. В некоторых вариантах осуществления, начальное напряжение между электродами может быть 0 В, в других вариантах осуществления, могли бы использоваться другие начальные напряжения. Повышение напряжения могло бы происходить в виде линейного изменения напряжения. Методика API предписывает 150 В/с, но могли бы использоваться другие скорости линейного изменения или скорости повышения. Методика API также предписывает синусоиду 340 Гц с низким искажением. Как будет приниматься во внимание рядовыми специалистами в данной области техники, другие частоты, формы сигналов или методы повышения могут быть полезнее для целей этих способов. Напряжение постоянного тока также могло бы использоваться, и, для минимизации повреждения электродов, полярность могла бы изменяться на противоположную каждый раз, когда производится измерение. В случае флюидов с высокими значениями электростабильности, может быть необходимым начинать линейное изменение напряжения непосредственно после прекращения сдвига и/или с напряжения,большего, чем ноль. Это могло бы предоставить схеме возбуждения возможность достигать напряжения электростабильности в пределах заданного интервала выдержки наряду с сохранением требуемой скорости линейного изменения. На этапе 570, напряжение на межэлектродном зазоре 235 может повышаться по меньшей мере до тех пор, пока электрический ток, который проходит между электродами, не достигает заданного API тока размыкания в 61 мкА. Для целей этого изобретения, могли бы быть заданы пороговые значения, иные чем 61 мкА. На этапе 580, может рассчитываться истекшее время интервала выдержки от окончания сдвига лопаткой очистки (начального момента времени выдержки) до момента токового пробоя (когда электрический ток достигает порогового значения). Если интервал выдержки не находится в пределах заданного диапазона интервалов выдержки (например, 101 с), последовательность операций может повторяться,начиная с этапа 540. Для повторения, временной интервал между началом интервала выдержки и началом линейного изменения напряжения, может быть изменен, чтобы привести действующий интервал выдержки в пределы заданного допуска. Таким образом, время между прекращением сдвига и измерением электростабильности будет тщательно регулироваться. На этапе 590, если интервал выдержки находится в пределах заданного допуска интервала выдержки, значение электростабильности на пике значений напряжения, который соответствует точке токового пробоя, может записываться. В дополнение к значению электростабильности, может быть желательным также рассчитывать энергию пробоя, как подробно описано в патенте 6906535. На этапе 600, если не нужно сниматься дополнительным измерениям, образец может разгерметизироваться на этапе 610 на промежуток времени, пока не начата последовательность операций следующего измерения. Однако на этапе 600 последовательность операций может повторяться, вновь начиная с этапа 530, например, когда необходимо записать дополнительные значения электростабильности при конкретном интервале выдержки. Однако последовательность операций также может повторяться, вновь начиная с этапа 530, например, чтобы записать дополнительные значения электростабильности при втором интервале выдержки. Например, лопасть 410 очистки вновь пропускается через по меньшей мере часть образца, и завершение такого пропускания ассоциативно связывается со вторым начальным моментом времени выдержки. Вторая разность потенциалов повышается на образце флюида по меньшей мере до тех пор, пока электрический ток не достигает порогового значения. Второй интервал выдержки определяется на основании второго начального момента времени выдержки и второго момента времени, когда электрический ток достигает порогового значения. Может записываться второе значение электростабильности на пике значений напряжения, соответствующем моменту токового пробоя. Использование термина "второй" в материалах настоящей заявки предназначено только для понятности описания и не подразумевается в качестве ограничения. Например, "второй разности потенциалов" не нужно следовать непосредственно за "первой разностью потенциалов" и не нужно иметь напряжение, отличное от "первой разности потенциалов" - обе могли бы начинаться с 0 В. Таким образом, последовательность операций может повторяться один или более раз, чтобы записывать значения электростабильности при разных интервалах выдержки для установления зависимости между электростабильностью образца и временем после того, как образец был перемешан (то есть, интервалом выдержки), такой как проиллюстрированная в примере на фиг. 2. Поскольку измерение напряжения электростабильности может быть зависящим от того, насколько недавно флюид образца в измерительном зазоре был сдвинут или перемешан, частые измерения должны получаться для того, чтобы контролировать статическое напряжение сдвига и характеристики нефтесодержащего бурового флюида во время буровых работ. Преимущество измерений электростабильности,полученных этим способом, состоит в том, что время между прекращением сдвига и измерением электростабильности будет тщательно регулироваться. Этот период времени не задан в методике API, но может значительно влиять на результаты. В примере, представленном на фиг. 2, время выдержки оказывало влияние на результаты на 21% для разности выдержки приблизительно в 25 с. Чтобы содействовать лучшему пониманию настоящего изобретения и непостоянства электростабильности по времени, приведен пример на фиг. 4. Пример никоим образом не должен толковаться ограничивающим или определяющим объем изобретения. График на фиг. 4 был получен прототипом одного из вариантов осуществления устройств, описанных в заявке 11/872087. График представляет данные,полученные на перемешанном образце 500 баррелей бурового флюида, снятые за период в несколько дней. Промежутки в данных соответствуют периодам, когда измерительный прибор был отключен. Чтобы получить эти данные, устройство было запрограммировано для получения измерений электростабильности на 3 разных интервалах выдержки после того, как прекращался сдвиг лопаткой очистки: 10, 30 и 90 с, обозначенных "Молотый барит 10", "Молотый барит 30", "Молотый барит 90", соответственно. Фиг. 4 представляет скользящее среднее разности между измерениями "Молотый барит 90" и "Молотый барит 10". Сравнение с местной погодой говорит о том, что изменение, представленное на графике на фиг. 3,главным образом вызвано изменениями относительной влажности воздуха над открытым сверху баком,который хранил образец. Низкая влажность после холодного фронта вероятно удалила воду из фазы насыщенного минерального бурового раствора основанного на синтетическом масле бурового флюида. Наоборот, высокая влажность, ассоциативно связанная с приближением и прохождением фронта, заставила фазу насыщенного минерального бурового раствора бурового флюида поглощать воду из воздуха. Данные говорят от том, что, как и ожидали бы осведомленные о буровых флюидах, изменение водонефтяного фактора оказало влияние на свойства геля флюида. При медленном сдвиге, вязкость бурового флюида отчасти является функцией динамического равновесия между статическим напряжением сдвига геля, который пытается образоваться, разрушением геля вследствие внешнего воздействия. Реологическое поведение при медленном сдвиге является чрезвычайно важным свойством буровых флюидов, которое должно тщательно регулироваться. Это особенно справедливо для высокоискривленных стволов скважин. Одна из установившихся практик влечет за собой снятие измерений предельного статического напряжения сдвига на 4-часовых интервалах во время бурения скважины. Типичные измерения дают очень мало измерительных точек, чтобы различать тенденции. Однако устройства, описанные в заявке 11/872087, способны к выполнению измерений согласно способам, преподанным в материалах настоящей заявки с интервалами в 6 мин или меньшими. Тенденции предельного статического напряжения сдвига, и таким образом, свойства при медленном сдвиге, могут тщательно отслеживаться способами,описанными в материалах настоящей заявки. Традиционно, измерения электростабильности относительно зашумлены вследствие неоднородной природы буровых флюидов, особенно когда размер испытываемого образца мал, такой как порядка 0,01 мл. Частые измерения с использованием способов по настоящему изобретению требуются, чтобы ясно различать тенденции. Например, непредвиденные тенденции в электростабильности в качестве функции времени от состояния покоя, подобной фиг. 4, могут использоваться для предупреждения операторов о необходимых корректирующих воздействий во время бурения скважины. Вообще, предельное статическое напряжение сдвига бурового флюида поддерживается в довольно узком диапазоне. Вероятно, что некоторые ситуации, которые будут оказывать влияние на предельное статическое напряжение сдвига, еще не были выявлены или недостаточно понятны вследствие отсутствия частых измерений предельного статического напряжения сдвига, взаимосвязанных с событиями деятельности бурового оборудования. Частые измерения с использованием этого способа приведут к лучшему пониманию и управлению свойствами бурового флюида. Автоматическая система реального времени сообщения значений электростабильности, измеренных этим раскрытым способом, дала бы ранее уведомление о многих проблемах, которые могут угрожать успешному завершению скважины. Например, предельное статическое напряжение сдвига чувствительно ко многим загрязнениям и добавкам бурового флюида. Несмотря на то, что была продемонстрирована зависимая от времени функция электростабильности после сдвига, периоды времени продемонстрированных данных являются только примерными. Интервалы выдержки вплоть до 30 мин могут быть обоснованы на основании опыта работы с измерением предельных статических напряжений сдвига. Однако более длительные интервалы выдержки ограничили бы частоту измерений одиночным устройством. Как упомянуто выше, может быть желательным также рассчитывать энергию пробоя, как подробно описано в патенте 6906535, в дополнение к значению электростабильности. Зависимые от времени перепады энергии пробоя могут выявлять другие полезные тенденции. Измерение энергии пробоя может производиться одновременно с измерением электростабильности с использованием этого способа. Как может быть принято во внимание рядовым специалистом в данной области техники, один или более способов по настоящему изобретению могут быть реализованы посредством системы обработки информации. Для целей этого раскрытия, система обработки информации может включать в себя любые инструментальные средства или совокупность инструментальных средств, работоспособных для вычисления, классификации, оформления, передачи, приема, извлечения, создания, переключения, хранения,отображения, проявления, обнаружения, записи, воспроизведения, обработки или использования любой формы информации, сведений или данных для промышленных, научных, управленческих или других целей. Например, система обработки информации может быть персональным компьютером, запоминающим устройством или любым другим пригодным устройством, и может изменяться по размеру, форме, производительности, функциональным возможностям и цене. Система обработки информации может включать в себя оперативное запоминающее устройство, один или более ресурсов обработки, таких как центральное процессорное устройство, либо аппаратная или программная управляющая логика, ПЗУ(постоянное запоминающее устройство, ROM) и/или другие типы энергонезависимой памяти. Дополнительные компоненты системы обработки информации могут включать в себя один или более дисководов,один или более сетевых портов для поддержания связи с внешними устройствами, а также различными устройствами ввода и вывода, такими как клавиатура, мышь и устройство отображения. Система обработки информации также может включать в себя одну или более шин, работоспособных для передачи информации между различными аппаратными компонентами. Поэтому, настоящее изобретение хорошо приспособлено для выполнения объектов и достижения целей и преимуществ, упомянутых, а также тех, которые свойственны им. Несмотря на то, что изобретение было изображено и описано посредством ссылки на примерные варианты осуществления изобретения, такая ссылка не предполагает ограничения на изобретение, и никакие такие ограничения не должны подразумеваться. Изобретение является допускающим многие модификации, изменения и эквиваленты по форме и назначению, которые будут приходить на ум рядовым специалистам в данных областях техники и воспользовавшимся этим раскрытием. Изображенные и описанные варианты осуществления изобретения являются всего лишь примерными и не являются исчерпывающими относительно объема изобретения. Следовательно, подразумевается, что изобретение должно ограничиваться только сущностью и объемом прилагаемой формулы изобретения, дающей полное признание эквивалентам по всем аспектам. Термины в формуле изобретения получают свое очевидное обычное значение, если иное не определено ясно и в прямой форме владельцем патента. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ определения электростабильности эмульсии, заключающийся в том, что размещают образец эмульсии в зазоре между первым электродом и вторым электродом; обеспечивают прохождение лопасти по меньшей мере через часть образца, при этом завершение прохождения указывает начальный момент времени выдержки; повышают разность потенциалов между первым электродом и вторым электродом, до тех пор пока электрический ток между ними не достигнет порогового значения, при этом повышение начинается в начальный момент времени повышения напряжения; контролируют электрический ток; определяют интервал выдержки, при этом интервал выдержки представляет собой период времени между начальным моментом времени выдержки и моментом времени, когда электрический ток достигает порогового значения; получают одно или более измерений разности потенциалов;и записывают одно или более измерений; определяют электростабильность эмульсии, если интервал выдержки находится в пределах интервала выдержки. 2. Способ по п.1, в котором определяют, находится ли интервал выдержки вне пределов диапазона интервалов выдержки; обеспечивают прохождение лопасти по меньшей через мере часть образца; повышают разность потенциалов снова, при этом одно или более из начального момента времени повышения напряжения, начального напряжения и скорости повышения настраиваются из условия, что-6 020790 бы интервал выдержки находился в пределах диапазона интервалов выдержки. 3. Способ по п.1, дополнительно состоящий в том, что обеспечивают прохождение лопасти по меньшей мере через часть образца, при этом завершение прохождения связано со вторым начальным моментом времени выдержки; повышают вторую разность потенциалов между первым электродом и вторым электродом; определяют второй интервал выдержки, при этом второй интервал выдержки является периодом времени между вторым начальным моментом времени выдержки и более поздним моментом времени,когда электрический ток достигает порогового значения; получают одно или более дополнительных измерений разности потенциалов и записывают одно или более дополнительных измерений. 4. Способ по п.3, дополнительно состоящий в том, что определяют зависимость между электростабильностью образца и множеством интервалов выдержки на основании, по меньшей мере частично, интервала выдержки, второго интервала выдержки, одного или более измерений и одного или более дополнительных измерений. 5. Способ по п.4, в котором одна или обе из разности потенциалов и второй разности потенциалов начинают повышение с напряжения, иного чем 0 В. 6. Способ по п.4, в котором повышение разности потенциалов и повышение второй разности потенциалов дополнительно содержат повышение напряжения переменного тока, прикладываемого на первом электроде и втором электроде. 7. Способ по п.1, дополнительно состоящий в том, что пропускают образец через фильтр перед размещением образца в зазоре между первым электродом и вторым электродом. 8. Способ по п.1, дополнительно состоящий в том, что герметизируют образец. 9. Способ по п.1, дополнительно состоящий в том, что нагревают образец до испытательной температуры. 10. Способ определения электростабильности эмульсии, заключающийся в том, что возмущают по меньшей мере часть образца эмульсии, при этом завершение возмущения связано с первым начальным моментом времени выдержки; повышают первую разность потенциалов на образце, по меньшей мере, до тех пор, пока первый электрический ток через образец не достигнет порогового значения; определяют значение первой разности потенциалов, соответствующее пороговому значению; определяют первый интервал выдержки, при этом первый интервал выдержки основан, по меньшей мере частично, на первом начальном моменте времени выдержки и моменте времени, когда первый электрический ток достигает порогового значения; определяют электростабильность эмульсии, если интервал выдержки находится в пределах интервала выдержки. 11. Способ по п.10, дополнительно состоящий в том, что вновь возмущают по меньшей мере часть образца, при этом завершение возмущения указывает второй начальный момент времени выдержки; повышают вторую разность потенциалов на образце, по меньшей мере, до тех пор, пока второй электрический ток не достигнет порогового значения; определяют значение второй разности потенциалов, соответствующее пороговому значению; и определяют второй интервал выдержки, при этом второй интервал выдержки представляет собой период времени между вторым начальным моментом времени выдержки и моментом времени, когда второй электрический ток достигает порогового значения. 12. Способ по п.11, дополнительно состоящий в том, что получают характеристики зависимости между электростабильностью образца и множеством интервалов выдержки на основании, по меньшей мере частично, первого и второго интервалов выдержки и значений первой и второй разности потенциалов. 13. Способ по п.12, в котором одна или обе из первой разности потенциалов и второй разности потенциалов начинают повышение с напряжения, иного чем 0 В. 14. Способ по п.12, в котором повышение первой разности потенциалов и повышение второй разности потенциалов дополнительно содержат повышение напряжения переменного тока, прикладываемого на первом электроде и втором электроде. 15. Способ по п.10, дополнительно состоящий в том, что герметизируют образец. 16. Способ по п.10, дополнительно состоящий в том, что нагревают образец до испытательной температуры. 17. Считываемый компьютером носитель, имеющий исполняемые компьютером команды для определения электростабильности эмульсии, причем выполняемые команды побуждают по меньшей мере один процессор исполнять последовательность операций для инициирования следующих этапов: возмущение по меньшей мере части образца эмульсии, при этом завершение возмущения связано с первым начальным моментом времени выдержки; повышение первой разности потенциалов на образце, по меньшей мере, до тех пор, пока первый электрический ток через образец не достигнет порогового значения; определение значения первой разности потенциалов, соответствующего первому пороговому значению; и определение первого интервала выдержки, при этом первый интервал выдержки является периодом времени между первым начальным моментом времени выдержки и моментом времени, когда электрический ток достигает порогового значения; и определение электростабильности эмульсии, если интервал выдержки находится в пределах интервала выдержки. 18. Носитель по п.17, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования следующих этапов: возмущение по меньшей мере части образца вновь, при этом завершение возмущения указывает второй начальный момент времени выдержки; повышение второй разности потенциалов на образце, по меньшей мере, до тех пор, пока электрический ток не достигнет порогового значения; определение значения второй разности потенциалов, соответствующего пороговому значению; и определение второго интервала выдержки, при этом второй интервал выдержки является периодом времени между вторым начальным моментом времени выдержки и моментом времени, когда электрический ток достигает порогового значения. 19. Носитель по п.18, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования получения характеристики зависимости между электростабильностью образца и множеством интервалов выдержки, при этом получение характеристик основано, по меньшей мере частично, на первом и втором интервалах выдержки и значениях первой и второй разности потенциалов. 20. Носитель по п.19, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования измерения величины первого электрического тока и выдачи индикации, если величина первого электрического тока достигает или превышает пороговое значение. 21. Носитель по п.17, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования измерения величины второго электрического тока и выдачи индикации, если величина второго электрического тока достигает или превышает пороговое значение. 22. Носитель по п.17, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования герметизации образца. 23. Носитель по п.17, дополнительно содержащий выполняемые команды для побуждения по меньшей мере одного процессора исполнять последовательность операций для инициирования нагревания образца до испытательной температуры.
МПК / Метки
МПК: G01N 33/28, G01N 27/92
Метки: электростабильности, флюида, измерения, способ
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-20790-sposob-dlya-izmereniya-elektrostabilnosti-flyuida.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ для измерения электростабильности флюида</a>
Предыдущий патент: Способ получения газоразделительной мембраны с молекулярным ситом
Следующий патент: Устройство, способ и компьютерный носитель информации для анализа состояния машины
Случайный патент: Игровой автомат