2012年第6期
仅表技术与传赢器 Instrument Technique and Sensor
新型钻井液油气含量检测系统
张卫，陆黄生，李三国
（中国石化石油工程技术研究院，北京100101）
2012 No.6
摘要：针对目前存在的钻井液气测录并脱气不定量、分析成分少的问题，设计了钻井液油气分析系统。系统脱气部分获取了脱气器的动态衰减特性和膜两侧浓度关联系数；系统分析单元采用在线色谱分析原理，优化了分析流程，扩展了在
线分析的组分范图，可在线分析钻并液中油、气成分。该系统提高了油气检测的定量性和评价的准确性。关键词：钻井液；油气；分析；半透膜；在线色谱
中图分类号：TP274
文献标识码：A
文章编号：10021841(2012)06007103
DesignofNewGasLoggingSystem
ZHANG Wei ,LU Huang-sheng ,LI San-guo
(Research Institute of Petroleum Engineering Technology,Sinopec,Beijing100101,China)
Abstract: In light of non-quantitative degasification and few components for analysis in current traditional gas logging,a new type of gas logging system was developed. The system adopted the semi-permeable membrane separation principle to make a perti-nent degasification of hydrocarbon gases , The degasser can be inserted directly into drlling fluid to extract the analysis component. The experiment has obtained the dynamic attenuation characteristics of the degasser and the volume fraction correlation coefficient on bogh sides of the membrane through the specially established experimental environment. The analysis component of the system a-dopts the method of online-GC technology. The procedure of analysis is optimized and more components is added. The new system
can raise the level of drilling liquid-gas logging and improve the assessment exactness of oil and gas . Key words: drilling fluid;oil and gas;gas logging;semi-permeable membrane;online GC
0引言
油气勘探钻井过程中，钻遇地层的实际轻烃(C,-C,）含量是代表油气储藏的直接指标，钻并过程中地层轻烃含量直接同地层油气储量相关[1]，要及时掌握钻遇地层的轻烃含量就必须实时对钻井液中的轻烃含量进行测定。由于钻井液成分复杂，要直接测定钻井液中的轻烃含量是很困难的。钻井液在线烃类检测涉及两个关键环节，一是钻并激中类气体的采样脱析；二是脱出的轻烃气体的快速分析。
传统的测定方法是先将钻井液在脱气器中进行揽拌脱气，分离出钻井液中的轻烃气体，再将分离出来的轻烃气体送人在线气相色谱进行分析，进而得到钻井液中的轻烃含量3)。这种测定方法存在脱气不定量、检测不连续、信号延迟等缺点。结合国外气测录井行业的发展趋势3-6]，提出了一种测定钻井液
中轻烃含量的方法，即膜分离脱气测定法。 1系统原理
系统的结构及功能流程如图1所示。系统分为脱气环节、样品处理环节、分析检测环节和解释处理环节。钻头在钻开地层后，井下油气被钻井液从井下循环到地面，脱气环节中的半透膜脱气器直接插人泥浆中，通过它把钻井液中的烃类油气定量提取出来；提取出来的样品进人到样品处理环节，对样品进行脱水、干燥、稳压、稳流。之后样品进人到分析检测环节，通
收稿日期；20110803
3收修改稿日期：2012-03-05
过在线的分析仪器将烃类样品成分检测出来，之后气体样品排出系统，检测的信息进人到评价解释环节，通过工作站完成样品标定，数据处理和油气水的评价。
钻井渡润环系统
图1油气检测系统原理流程图
新型系统对脱气和气体检测两个关键环节进行了重新设计，新设计的系统脱气环节使用插入式半透膜定量脱气替代了传统的电动脱气，而新的气体检测环节将油气分析范围由常规
系统的C,=Cs扩展到C，-C，并包括苯和甲苯。 2技术关键
2.1半透膜脱气器设计
样品脱气要充分考虑钻井液中烃类气体的模态变化和钻井液的循环工艺。首先要让钻井液尽量少接触空气，其次是减少因为钻井液的流量、温度等因素的变化影响。综合各种样品苯取的利弊，选用半透膜方式脱气具有很好的针对性。
半透膜是由高分子聚合物材料制备的薄膜，其具有选择性透过功能，可针对性地分离液体中特定组分，在化工分离工程中应用广泛。目前Schlumberger、Halliburton等公司正应用半透膜分离技术开展研究，并取得了一定成果。适合钻并液油气脱出的半透膜应只允许检测所需的烃类及苯类分子以气体状态通过，并完全禁止泥浆通过，以保护后续检测单元。利用半透膜从钻井液中直接分离组分的原理如图2所示。