[发明专利]用于连续地层岩芯取样的方法

说明书

本发明涉及提供用于测试地层岩芯的样品的方法，从而知晓钻屑来自何处的位置。

通常，需要测试涉及烃勘探的地层，以确定找到这种烃的概率。实现它的一个方案是提供来自井的岩芯样品，然后对这些岩芯样品执行测试。存在数种方法来获得岩芯样品；例如，如在US2009/0283326中描述的，特定钻头被用于取出岩芯样品。已开发出了用于将样品放入容器中以及从容器移除材料的不同容器和方法，例如在US2010084193（Livingstone）中所述的。还存在数种方法用于钻探的同时取出岩芯，例如如在CN2690572和US3871486中描述的，在这里，这些参考文献中的最后一个描述了一种连续钻探井眼以及取芯的系统，包括使用具有中心屏障物的可旋转冲击钻，所述钻由通过双同心钻杆循环的空气以及在钻杆项部的旋轴（swivel）来操作，空气的主要部分向上流动通过在钻杆外侧的孔环部，以从环部移除钻屑和其他材料，并且该空气的少部分在钻杆的居中岩芯管中从钻的中心向上流动，以从钻井的底部携带未受污染的岩芯样品。在US3871486还描述了一种系统，在这里使用双同心钻杆，具有钻屑的返回流体通过中心，这遭遇了问题。

本发明的目的在于提供一种系统，该系统减少已知系统中的至少一些问题。

这是通过在独立权利要求中描述的系统来实现的，附加的有利特征在从属权利要求或下述说明中被给出。

提供一种在钻探烃井期间执行岩芯取样的方法，从而知晓钻屑来自何处的位置。根据本发明，所述方法包括以下步骤：提供双孔钻杆，所述钻杆在位于井眼中的端部处具有钻头；提供机构将钻探液体引入所述钻杆的环形空间中和将所述钻探液体和钻屑一起通过所述双孔钻杆中居中设置的返回管返回到地面；在所述返回管的出口处移除较大钻屑；以及对这些钻屑执行岩芯测试。

所述双孔钻杆将是同心双孔钻杆，但是不必要使其同心地设置。还可能将两个管并排设置。假定井眼内有可用截面，主要问题在于提供具有相对大截面的返回管。钻头可以是逆向循环钻头或者是常规钻头，但是那么在钻头和双孔钻杆之间具有跨接装置。优选地，该方案具有常规钻头。

根据一方面，该方法可包括以在流动控制单元处（典型在钻台处）测量的大于1米每秒的速度添加钻探液体，通过将每秒泵入井中的体积与每秒从井中抽出的体积比较（使用Coreolismeter），通过计算被测量作为地面处的环部入口处的主速度。优选地，通过钻柱的钻探液体的速度大约是1至3米每秒。在这种速度下，钻屑移除不足的可能性变得可忽略，且因此不再代表危险因素。此外，由于所述流的速度，所述钻屑在几分钟内被运送到地面，在抽出位置已知的情况下，这提供了用于分析地层属性的唯一方法，同时钻探提供有用地层属性信息。

根据一方面，该方法还可包括连续地或每隔一段时间地移除较大钻屑。通过连续地移除较大钻屑，将得到地层属性的优良图片。然后人们还将得到较大钻屑的完整表示，人们具有代表井中的地层的全部层次的完整图片。还存在每隔一段时间取出较大钻屑的可能性，在这里，这些间隔时间与在该间隔时间下取出的样品被记录在一起。样品取出的这种构造还将给出井中的状况的优良表示。借助这些系统，人们还可记录相对于样品的井眼ID以知道样品是来自井眼中的哪里。人们还可能在钻探液体中添加标记物以建立井眼ID。

根据另一方面，该方法可包括步骤：移除给定尺寸范围的钻屑以用于测试。通过将钻屑限制在给定尺寸范围，关于钻屑来自井眼中的何处的问题甚至更少，因为所述钻屑都将经历与离开井眼的钻探液体差不多相同的升程。钻屑将以差不多相同的速度行进通过返回管，并且由此对钻屑来自何处的位置的确定甚至是更可靠的。还存在分离出用于测试的大于给定尺寸的钻屑的可能性。完成这个例如可通过分离出沿一个方向大于1 cm的全部钻屑，或者替代地分离出沿垂直的方向测量的1 cm乘以1 cm的钻屑或者具有0.5 cm³或1 cm³及更大的钻屑。另一可能性是取出在1 cm³至2 cm³范围内的全部钻屑。还可能将这些极限值设置为其他值，例如1.5 cm或甚至2 cm、0.7 m³。另一可能性是分离出全部钻屑。进一步的可能性是钻屑的手动选择，这是因为钻屑将落在泥浆处理系统的钻屑槽道上，用于地层属性的进一步测试。