[发明专利]地层流体油气实时监测录井系统及其方法

权利要求书

1.地层流体油气实时监测录井系统，其特征在于，所述系统包括脱气单元，气体分析单元和中央处理单元；

所述脱气单元用于分离流体内所含气体，其包含脱气器和加热模块；所述脱气器内置温度传感器，以检测当前钻井液温度，用于校正脱气效率；所述加热模块用于使重烃组分以气体方式传输；

所述气体分析单元为气体分析仪，分析气体中各个组分；

所述中央处理单元控制脱气单元和气体分析单元，并进行数据处理；

所述脱气单元输出端与所述气体分析单元连接；所述气体分析单元的输出端与所述的中央处理单元连接；所述中央处理单元与所述脱气单元连接。

2.根据权利要求1所述的地层流体油气实时监测录井系统，其特征在于，

所述脱气单元中的加热模块为加热管线，所述加热管线包括耐温气管线和电加热带，所述电加热带采用缠绕或平行包裹的方式铺设在耐温气管线上，且在耐温气管线外面依次包裹保温层和防护层；所述电加热带以24～36V低压电供电，保持温度在50℃～80℃之间；

所述脱气器采用半透膜脱气器或定量电动脱气装置中的一种。

3.根据权利要求1所述的地层流体油气实时监测录井系统，其特征在于，所述气体分析单元用于实时检测流体内气体组分，其为气体分析仪；所述气体分析仪；所述气体分析以为光谱气体分析、微气相色谱仪、便快速色谱分析仪中的一种；采用微气相色谱分析仪或便携快速色谱仪时，分析烃类组分C₁-C₅时分析周期小于30s，分析C₁-C₈(包括苯、甲苯)组份时周期小于90s。

4.根据权利要求1所述的地层流体油气实时监测录井系统，其特征在于，

所述系统包括载气单元，载气单元用于推动半透膜所分离的烃类气体进入色谱分析系统，并保持膜内外两侧的烃类气体浓度差，使半透膜能连续分离气体；其包括载气模块和载气稳压与过滤模块；所述的载气模块为脱气装置提供压力和流量充足的载气；所述载气稳压与过滤模块用于稳定载气压力和流量，使脱气装置输出气体浓度保持最大，并过滤气体，使输出的样品纯净不含杂质，为色谱提供纯净的样品气体；载气稳压模块使用可调式电子压力流量控制模块，可以根据需要调整气体压力和流量大小，并使之保持稳定；过滤模块使用≤5μm的气体过滤器，使气体保持纯净；所述的载气模块的输出端与所述的载气稳压与过滤模块的输入端连接，所述载气稳压与过滤模块的输出端与所述脱气单元连接。

5.根据权利要求4或2所述的地层流体油气实时监测录井系统，其特征在于，

所述载气为空气、氦气、氮气中的一种；载气的压力为0.05～0.1MPa，；载气的流量20～50ml；根据脱气器性质选择合适的压力与流量，使脱气器输出端气体浓度最大；所述载气稳压与过滤模块的载气输出端与所述半透膜脱气器连接。

6.根据权利要求1或4所述的地层流体油气实时监测录井系统，其特征在于，

所述中央处理单元为工作站，所述工作站用于控制脱气单元的启动停止、控制载气流量的大小和开关、控制加热模块的工作温度与开关；所述工作站用于采集所述气体分析单元输出的气体分析数据、载气压力和流量、钻井液温度、加热带温度等，并进行数据处理，将获取的压力、流量、温度、气体分析等数据转换为数据传输和监控模块所能接收的格式与数据流。

7.根据权利要求1所述的地层流体油气实时监测录井系统，其特征在于，

所述系统还包括数据传输和监控模块，所述数据传输和监控模块与所述中央处理单元进行数据连接；所述数据传输模块用于为将前端工作站接收到数据转换为录井装置接收的数据流；监控模块的功能是将接收到的数据进行实时运算、显示、存储、回放，并向前端工作站发送控制信息，如控制仪器的启动与停止、流量的调控、压力的调控、温度控制。

8.根据权利要求1所述的地层流体油气实时监测录井系统，其特征在于，

所述系统还包括录井仪；所述数据传输和监控模块对数据处理后将结果通过串口或TCP/IP协议送至所述录井仪；所述录井仪为以下型号中的一种：NLS、DLS、SL-ALS、SLZ、SL-Explorer、SK-2000、ALS-2.2、SDL-9000、Advantage、Wellstar。

9.地层流体油气实时监测录井方法，其特征在于，

所述方法包括如下步骤：

步骤1，连接管路并系统初始化步骤；

步骤2，中央处理单元输出控制载气信号给所述载气单元、输出加热控制信号给所述加热模块；

步骤3，输入载气步骤：打开载气管道阀门，根据设定的压力和流量向所述半透膜脱气器加载载气；

步骤4，脱气步骤：半透膜脱气器在钻井液与脱气器内有气体浓度差时，将连续进行气体分离：载气通入半透膜脱气器，使分离的气体进入气体管道，从而又降低半透膜内部的分离气体的浓度，使半透膜脱气器保持连续的气体分离；

步骤5，气体加热步骤：根据设定的温度，所述的加热管线对管线内的气体进行加热处理，使在常温下呈液态的烃类气体，如C₅-C₈(包括苯、甲苯)，一直保持在气体状态进入色谱分析仪，用于达到尽量多地分析流体内的气体组分信息的目的；

步骤6，气体分析步骤：完成整个脱气过程的样品气进入所述气体分析仪；所述光谱气体分析仪不具有分析周期，可以实时检测样品气流体内气体组分；

步骤7，数据预处理步骤：所述光谱气体分析仪的分析数据输入给所述中央处理单元，对数据进行预处理，即将获取的压力、流量、气体分析数据转换为数据传输和监控模块所能接收的格式与数据流；

步骤8，数据传输和监控步骤：所述数据传输模块用于为将前端工作站接收到数据转换为录井装置接收的数据流；监控模块的功能是将接收到的数据进行实时运算、显示、存储、回放等，并向前端工作站发送控制信息，如控制仪器的启动与停止、流量的调控、压力的调控、温度控制；

步骤9，输出结果到录井仪步骤：数据传输将所获取的气体组分数据转换为综合录井获取的数据流，应用录井仪提供的数据交换函数，使数据发送到综合录井仪中，使综合录井仪进行数据的显示、采集、处理，完善综合录井数据；

步骤10，结束。