测量储层流体热物理性能的微流体设备和方法技术

一种测量储层流体热物理性能的微流体设备，包括限定了微通道，引入井和引出井的第一基体。微通道在引入井和引出井之间延伸，并与引入井和引出井保持流体连通。该设备还包括与第一基体相连的第二基体，以形成微流体装置。第二基体限定了与引入井流体连通的进口通道和与引出井流体连通的出口通道。进口通道被设置成在压力下接收储层流体。一种测量储层流体热物理性能的方法，包括在压力下将流体引入微通道，根据流体通过微通道形成的气泡的大小和浓度来测量流体的热物理性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种测量储层流体热物理性能的设备和方法。
技术介绍
储层流体性能的测量是潜在油田的规划和开发中的关键一步。对生产井进行这 种测量以提供生产过程的性能和行为的指标是通常所希望的。这种测量的示例包括压力、 体积和温度测量，通常称为“PVT”测量，对于预测储层流体复杂的热物理行为是有帮助的。 PVT测量一个很重要的作用就是形成描述储层流体中石油状态的状态方程。其它包括流体 粘度、密度、化学成分、气油比等所关注的性能也可使用PVT来测量。一旦PVT分析完成，可 将状态方程和其它参数输入储层模型软件来预测油田构成的情况。常规的PVT测量采用盛放储层流体的汽缸来实施。布置在汽缸中的活塞维持流体 所需的压力，而液相和气相的高度使用如测高计测量。尽管常规的PVT测量在广泛应用，但它仍有许多明显的局限性。首先，常规的PVT 分析通常需要数周才能完成。其次，通常多达到4升的大量的储层流体在从生产井现场到 测试实验室的过程中需要维持1400公斤/平方厘米(20000磅/平方英寸)的压力。在那 样的高压下运送和处理如此大的样品成本高，并且会产生许多安全问题。现有技术中，虽然有多种方法来描述储层流体性能，但是仍然存在很多缺点。
技术实现思路
需要用于。因此，本专利技术的一个目的就是提供一种测量储层流体热物理性能的微流体设备和 方法。一方面，提供了测量储层流体热物理性能的微流体设备。设备包括限定微通道的 第一基体，引入井和引出井。微通道在引入井和引出井之间延伸，并与引入井和引出井保持 流体连通。该设备还包括与第一基体相连的第二基体，以形成微流体装置。第二基体限定 了与引入井流体连通的进口通道和与引出井流体连通的出口通道。进口通道被设置为在压 力下接收储层流体。另一方面，提供了测量储层流体热物理性能的方法。该方法包括提供一个微流体 装置，其限定出了流体入口、流体出口以及在流体入口和流体出口之间延伸并与流体入口 和流体出口保持流体连通的微通道。该方法还包括在压力下通过流体入口把储层流体引入 到微通道，形成通过微通道从流体出口流出稳定的储层流体流。该方法还包括根据置于微 通道中的储层流体中形成的气泡大小和置于微通道中的储层流体中的气泡浓度测量流体 的一种或多种热物理性能。本专利技术提供明显的优点，包括(1)提供了一种利用少量的储层流体测量其热物 理性能的方法；⑵提供了及时执行压力-体积-温度分析储层流体的方法；⑶提供了利 用图像分析测量储层流体热物理性能的方法。在说明本专利技术的另外的目的、特征和优点将会在随后的书面描述中得以清楚体 现。附图说明本专利技术的新颖性特征将在附加的权利要求中说明。然而，专利技术本身以及优选使用 模式和进一步的目的和优点在结合附图阅读时参考随后的详细说明将被最好地理解，其 中图1是用于测量储层流体热物理性能的微流体装置的第一说明性实施例的典型 的分解透视图；图2是储层流体流过图1所示的微流体装置时储层流体反应的典型的示意性图 示；图3是图1所示的微流体装置的顶部平面图，其示出了三个储层流体的流动状 态；图4是储层流体测量系统典型的侧视图，其包括图1所示的微流体装置和用于在 使用中形成微流体装置图像的相机；图5是测量储层流体热物理性能的微流体装置第二说明性实施例的顶部平面图；图6是图5所示微流体装置的侧视图；图7-9示出了图5所示微流体装置中的示范性微通道构造；图10示出了在使用中保持微流体装置的微流体装置保持器的说明性实施例；图11提供了一系列照片，其描述了微流体装置中在示范性的甲烷/癸烷流体混合 物中液体/气泡的分布；图12是表示由于温度的影响在示范性的甲烷/癸烷流体混合物中液体体积占总 体积的百分比的图；图13是表示图12所示的甲烷/癸烷流体混合物中常规压力-体积-温度计算的 图；并且图14是描述在特别增压和“实际”储层流体的示范性相包络。虽然本专利技术很容易得到各种修改和替代形式，但其具体实施方式已通过举例的方 式公开在图中，并在比进行详细描述。这样应该能理解，具体实施方式的此处说明并不是将 本专利技术限定为公开的特殊形式，相反，本专利技术包含了落入本专利技术范围内以附加权利要求限 定的所有的修改、等同物和替代物。具体实施例方式下面将描述本专利技术的说明性实施例。为了清楚地说明，本说明书中并未描述实际 实施方式的所有特征。将认识到，在任何这种实际实施例的开发中，做出大量具体实施的决 定来达到开发者的具体目标，如遵守系统相关和商业相关的限制，这对不同的实施方式来 说都是不同的。此外，也认为即使此开发工作是复杂和消耗时间的，但对于具有本公开利益 的本领域技术人员来说也是惯常的途径。本专利技术表述了。为了本专利技术的目 的，术语“储层流体”表示储存在地下透水岩层或能从地下透水岩层传输出来的流体。此外，为了本专利技术的目的，术语“微流体”表示流体输送的通道，宽度范围为数十至数百微米，长度 则比宽度长许多倍。图1描绘了微流体装置101的第一说明性实施例的典型的分解透视图。在图示实 施例中，微流体装置101包括限定微通道105、引入井107和引出井109的第一基体103。微 通道105在引入井107和引出井109之间延伸，并与引入井和引出井保持流体连通。微通 道105在第一基体103中形成蜿蜒形状，由此允许微通道105的延伸足够的长度而只占用 相对较小的面积。尽管在本专利技术中，微通道105也考虑其它的尺寸，但在优选实施例中，微 通道105长一米或数米，宽大约100微米，深大约50微米。微流体装置101还包括第二基 体111，其具有的下表面113粘结在第一基体103上表面115上。当第二基体111粘结在 第一基体103上时，除引入井107处的进口 117和引出井109处的出口 119夕卜，微通道105 被密封。第二基体111限定通过其中的进口通道121和出口通道123，分别与第一基体103 的引入井107和引出井109之间流体连通。在图1中，第一基体103优选由硅制造，大约500微米厚，第二基体111由玻璃制 造，如硼硅酸盐玻璃，然而本专利技术也考虑其它材料用于第一基体103，将在此详细讨论。示范 性的硼硅酸盐玻璃由 Schott North America, Inc. of Elmsford,New York，USA 和 Corning Incorporated of Corning, New York, USA 制造。操作中，增压的储层流体通过进口通道121，引入井107和进口 117流入微通道 105。储层流体通过出口 119，引出井109和出口通道123流出微通道105。微通道105为通 过其中的储层流体流提供了大量的阻力，因为相对于微通道105的长度，其横断面非常小。 当流体流在微通道105中的进口 117和出口 119之间产生时，微通道105内储层流体的压 力从位于进口 117的输入压力，如储层压力，降低到位于出口 119的输出压力，如大气压力。 在进口 117和出口 119之间总压降取决于进口压力和储层流体的黏度。流过微通道105的 流体流为层流，因此当储层流体表现为单相流时，在进口 117和出口 119之间的压降是线性 的。图2提供了当储层流体在与箭头202大致对应的方向流过微通道105时，储层流 体201的反应的典型示意性图示。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量储层流体热物理性能的微流体设备，所述设备包括：限定了微通道、引入井和引出井的第一基体，所述微通道在所述引入井和所述引出井之间延伸，并与所述引入井和所述引出井流体连通；以及第二基体，其附接到所述第一基体以形成微流体装置，所述第二基体限定了与所述引入井流体连通的进口通道和与所述引出井流体连通的出口通道；其中，所述进口通道被构造成用来接收压力下的储层流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F莫斯托菲，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]