BRPI0511430B1 - method of using a training property - Google Patents

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BRPI0511430B1
BRPI0511430B1 BRPI0511430A BRPI0511430A BRPI0511430B1 BR PI0511430 B1 BRPI0511430 B1 BR PI0511430B1 BR PI0511430 A BRPI0511430 A BR PI0511430A BR PI0511430 A BRPI0511430 A BR PI0511430A BR PI0511430 B1 BRPI0511430 B1 BR PI0511430B1
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BR
Brazil
Prior art keywords
formation
pressure
fluid
forming
drilling
Prior art date
Application number
BRPI0511430A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Christopher Anthony Maranuk
Glenn C Gray
Gregory N Gilbert
James E Stone
James M Fogal
Jean Michel Beique
Malcolm Douglas Mcgregor
Mark A Proett
Svetozar Simeonov
William Edward Hendricks
Original Assignee
Halliburton Energy Services Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Halliburton Energy Services Inc filed Critical Halliburton Energy Services Inc
Priority claimed from PCT/US2005/018136 external-priority patent/WO2005113935A2/en
Publication of BRPI0511430A publication Critical patent/BRPI0511430A/en
Publication of BRPI0511430B1 publication Critical patent/BRPI0511430B1/en

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Abstract

método de usar uma propriedade de formação este pedido diz respeito a vários métodos e aparelhos para obter rapidamente dados precisos de propriedades de formação a partir de um furo de sondagem terrestre perfurado. uma vez obtidos, os dados de propriedades de formação, incluindo pressão de fluido de formação, podem ser corrigidos, calibrados e suplementados usando vários outros dados e técnicas aqui reveladas. além disso, os dados de propriedades de formação podem ser usados com inúmeros outros propósitos. por exemplo, os dados podem ser usados para corrigir ou suplementar outra informação obtida do furo de sondagem; eles podem ser usados para suplementar imagens ou modelos da formação; ou podem ser usados para ajustar um parâmetro de perfuração ou produção. vários outros usos de dados de propriedades de formação obtidos de forma precisa e rápida são também revelados.Method of Using a Forming Property This application concerns various methods and apparatus for quickly obtaining accurate forming property data from a drilled ground drillhole. once obtained, formation property data, including formation fluid pressure, can be corrected, calibrated and supplemented using various other data and techniques disclosed herein. In addition, forming property data may be used for a variety of other purposes. for example, the data may be used to correct or supplement other information obtained from the drillhole; they can be used to supplement training images or models; or they can be used to set a drilling or production parameter. Several other uses of accurately and quickly obtained formation property data are also disclosed.

Description

“MÉTODO DE USAR UMA PROPRIEDADE DE FORMAÇÃO” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO"METHOD OF USING A TRAINING PROPERTY" BACKGROUND OF THE INVENTION

Durante a perfuração e completação de poços de óleo e gás, pode ser necessário realizar operações auxiliares, tais como o monitoramento da operabilidade do equipamento usado durante o processo de perfuração ou avaliação das capacidades de produção das formações interceptadas pela perfuração de poço, Por exemplo, depois que um poço ou intervalo de poço tiver sido perfurado, zonas de interesse são geralmente testadas para determinar várias propriedades de formação, tais como permeabilidade, tipo de fluido, qualidade do fluido, temperatura de formação, pressão de formação, ponto de bolha e gradiente de pressão de formação, Esses testes são realizados a fim de determinar se a exploração comercial das formações interceptadas é viável e como otimizar a produção.During drilling and completion of oil and gas wells, it may be necessary to perform ancillary operations such as monitoring the operability of equipment used during the drilling process or assessing the production capabilities of wells intercepted by well drilling. After a well or well interval has been drilled, zones of interest are generally tested to determine various formation properties such as permeability, fluid type, fluid quality, formation temperature, formation pressure, bubble point and gradient. Forming pressure, these tests are performed to determine whether commercial exploitation of intercepted formations is feasible and how to optimize production.

Testadores de formação por cabo de perfuração (WFT) e teste da coluna de perfuração (DST) têm sido normalmente usados para realizar estes testes. A ferramenta de teste DST básica consiste de um ou vários obturadores, válvulas ou orifícios que podem ser abertos e fechados a partir da superfície e dois ou mais dispositivos de registro de pressão. A ferramenta é abaixada em urna coluna de trabalho até a zona a ser testada. O obturador ou obturadores são montados, e fluido de perfuração é evacuado para isolar a zona da coluna de fluido de perfuração. As válvulas ou orifícios são então abertas para permitir escoamento da formação para a ferramenta para o teste enquanto os registradores traçam o gráfico das pressões estáticas. Uma câmara de amostragem aprisiona fluidos da formação limpos no final do teste. WFTs em geral empregam as mesmas técnicas de teste, mas usam um cabo de perfuração para abaixar a ferramenta de teste na perfuração de poço depois que a coluna de perfuração tiver sido recuperada da perfuração de poço, embora a tecnologia WFT seja algumas vezes desdobrada em uma coluna de tubos. A ferramenta de cabo de perfuração tipicamente usa obturadores também, embora os obturadores sejam colocados próximos uns dos outros, comparados com testadores transferidos pelos tubos da perfuração, para um teste da formação mais eficiente. Em alguns casos, não são usados obturadores. Nesses casos, a ferramenta de teste é colocada em contato com a formação interceptada e o teste é feito sem isolamento zonal através do vão axial da circunferência da parede do furo de sondagem. WFTs podem também incluir um conjunto de sonda para encaixar na parede do furo de sondagem e adquirir amostras de fluido da formação. O conjunto de sonda pode incluir um bloco isolante para encaixar na parede do furo de sondagem. O bloco isolante sela na formação e em tomo de uma sonda oca, que coloca uma cavidade interna em comunicação fluida com a formação. Isto cria um caminho de fluido que permite que fluido da formação escoe entre a formação e o testador de formação ao mesmo tempo que é isolado do fluido do furo de sondagem. A fim de adquirir uma amostra válida, a sonda tem que permanecer isolada da alta pressão relativa do fluido do furo de sondagem. Portanto, a integridade da vedação que é formada pelo bloco isolante é crítica para o desempenho da ferramenta. Se o fluido do furo de sondagem puder vazar para os fluidos da formação coletados, uma amostra não representativa será obtida e o teste terá que ser repetido.Drill line formation (WFT) and drill string testers (DST) have typically been used to perform these tests. The basic DST test tool consists of one or more surface shutters, valves or holes that can be opened and closed from the surface and two or more pressure recording devices. The tool is lowered into a working column to the area to be tested. The shutter (s) are mounted, and drilling fluid is evacuated to isolate the drilling fluid column zone. The valves or orifices are then opened to allow flow of the formation to the test tool while the registers graph the static pressures. A sampling chamber traps clean formation fluids at the end of the test. WFTs generally employ the same testing techniques, but use a drill cable to lower the test tool in the well drilling after the drill string has been recovered from the well drilling, although WFT technology is sometimes deployed in a well. pipe column. The drill rope tool typically uses plugs as well, although the plugs are placed close together compared to testers transferred by the drill pipe for a more efficient forming test. In some cases, shutters are not used. In such cases, the test tool is placed in contact with the intercepted formation and the test is performed without zonal isolation through the axial span of the borehole wall circumference. WFTs may also include a probe assembly for engaging with the borehole wall and acquiring formation fluid samples. The probe assembly may include an insulating block to engage the drillhole wall. The insulating block seals in and around a hollow probe that places an internal cavity in fluid communication with the formation. This creates a fluid path that allows formation fluid to flow between the formation and the formation tester while being isolated from the borehole fluid. In order to acquire a valid sample, the probe must remain isolated from the high relative pressure of the borehole fluid. Therefore, the integrity of the seal that is formed by the insulating block is critical to tool performance. If drillhole fluid can leak into the collected formation fluids, an unrepresentative sample will be obtained and the test will have to be repeated.

Exemplos de blocos isolantes e sondas usadas em WFTs podem ser encontrados em ferramentas DT, SFTT, SFT4 e RDT da Halliburton. Blocos isolantes que são usados com WFTs são tipicamente blocos de borracha fixos na extremidade da sonda de amostra de extensão. A borracha é normalmente fixa em uma chapa metálica que dá suporte à borracha, bem como uma conexão na sonda. Esses blocos de borracha são geralmente moldados para se encaixarem no furo de diâmetro específico no qual elas estarão operando.Examples of insulating blocks and probes used in WFTs can be found in Halliburton DT, SFTT, SFT4 and RDT tools. Insulating blocks that are used with WFTs are typically rubber blocks attached to the end of the extension sample probe. The rubber is usually attached to a sheet metal that supports the rubber as well as a fitting on the probe. These rubber blocks are usually molded to fit the specific diameter hole in which they will be operating.

Com o uso de WFTs e DSTs, a coluna de perfuração com a broca de perfuração deve ser retraída do furo de sondagem. Então, uma coluna de trabalho separada contendo o equipamento de teste, ou, com WFTs, a coluna da ferramenta de cabo de perfuração, tem que ser abaixada no poço para conduzir operações secundárias. A interrupção do processo de perfuração para realizar teste da formação pode adicionar quantidades significativas de tempo a um programa de perfuração. DSTs e WFTs podem também causar aderência da ferramenta ou danos na formação. Pode também haver dificuldades em descer WFTs em poços altamente desviados ou de alcance estendido. WFTs também não têm furos de fluxo para o escoamento de lama de perfuração, nem são projetados para suportar cargas de perfuração, tais como torque e peso na broca.Using WFTs and DSTs, the drill string with the drill bit must be retracted from the drillhole. Then a separate working column containing the test rig, or, with WFTs, the drill string tool column, must be lowered into the well to conduct secondary operations. Interrupting the drilling process to perform formation testing can add significant amounts of time to a drilling program. STDs and WFTs may also cause tool sticking or formation damage. There may also be difficulties descending WFTs into highly deviated or extended range wells. WFTs also do not have flow holes for drilling mud flow, nor are they designed to withstand drilling loads such as torque and drill weight.

Adicionalmente, a precisão de medição de pressão de formação de testes da coluna de perfuração e, especialmente, de testes da formação por cabo de perfuração pode ser afetada pela invasão de filtrado e acúmulo de depósito de lama da lama de perfuração, em virtude de quantidades significativas de tempo terem decorrido antes de um DST ou WFT se encaixar na formação. A invasão de filtrado de lama ocorre quando os fluidos da lama de perfuração deslocam fluidos da formação. Em virtude de o ingresso do filtrado de lama na formação começar na superfície do furo de sondagem, ele é mais prevalecente aí, e em geral diminui ainda mais para dentro na formação. Quando ocorre invasão de filtrado, pode tomar-se impossível obter uma amostra representativa de fluidos da formação ou, no mínimo, a duração do período de amostragem tem que ser aumentada, primeiramente para remover o fluido de perfuração e, em seguida, obter uma amostra representativa de fluidos da formação. O depósito de lama é constituído de partículas sólidas que se aderem no lado do poço pela lama de perfuração circulante durante a perfuração. A prevalescência do depósito de lama da lama de perfuração na superfície do furo de sondagem cria uma "parede". Assim, pode haver um "efeito parede", em virtude de os testadores da formação poderem extrair somente fluidos de distâncias relativamente pequenas na formação, distorcendo assim a amostra representativa de fluidos da formação por causa do filtrado. O depósito de lama também age como uma região de menor permeabilidade adjacente ao furo de sondagem. Assim, uma vez que o depósito de lama se forma, a precisão das medições de pressão do reservatório diminui, afetando os cálculos de permeabilidade e produtividade da formação.In addition, the accuracy of drill string test formation pressure measurement and especially of drill string formation tests may be affected by filtrate invasion and accumulation of drilling mud sludge due to quantities significant time lapses before an STD or WFT fit into the formation. Mud filtrate invasion occurs when drilling mud fluids displace formation fluids. Because sludge filtrate ingress into the formation begins at the borehole surface, it is more prevalent there, and generally decreases further inward into the formation. When filtrate invasion occurs, it may be impossible to obtain a representative sample of formation fluids or, at a minimum, the duration of the sampling period must be increased first to remove the drilling fluid and then to obtain a sample. representative of formation fluids. The mud deposit consists of solid particles adhering to the well side by the circulating drilling mud during drilling. The prevalence of the drilling mud sludge deposit on the drillhole surface creates a "wall". Thus, there may be a "wall effect" because the formation testers can only extract fluids from relatively short distances in the formation, thus distorting the representative sample of formation fluids because of the filtrate. The mud deposit also acts as a region of lower permeability adjacent to the borehole. Thus, once the sludge deposit forms, the accuracy of the reservoir pressure measurements decreases, affecting formation permeability and productivity calculations.

Um outro aparelho de teste é o testador de medição durante a perfuração (FTWD). Equipamento de teste de formação FTWD típico é adequado para integração com uma coluna de perfuração durante operações de perfuração. Vários dispositivos ou sistemas são usados para isolar uma formação do restante da perfuração de poço, extrair fluido da formação e medir propriedades físicas do fluido e da formação. Por exemplo, o FTWD pode usar uma sonda similar a um WFT que se estende até a formação e uma pequena câmara de amostra para extrair fluidos da formação através da sonda para testar a pressão de formação. Para realizar um teste, a coluna de perfuração para de girar e o procedimento de teste, similar a um WFT supra descrito, é realizado. O documento US 6157893 revela um aparelho e método para a obtenção de amostras de formação intocada ou fluido formação, utilizando uma coluna de trabalho designada para a realização de outros trabalhos no furo descendente, tais como perfuração, as operações de recondicionamento (“workover”), ou operações de reentrada. O documento US 6044325 revela um método para a geração de uma estimativa melhorada de condutividade horizontal, ângulo de mergulho, parâmetro de azimute e anisotropia de uma formação terrestre penetrada por um furo de poço a partir de medições de indução eletromagnética transversais de frequência dupla. No entanto, nenhum destes documentos compreende as características da presente invenção que será descrita a seguir.Another test device is the FTWD. Typical FTWD forming test equipment is suitable for integration with a drill string during drilling operations. Various devices or systems are used to isolate a formation from the remainder of the well drilling, extract fluid from the formation and measure physical properties of the fluid and formation. For example, the FTWD may use a WFT-like probe that extends to the formation and a small sample chamber to extract formation fluids through the probe to test the formation pressure. To perform a test, the drill string stops rotating and the test procedure, similar to a WFT described above, is performed. US 6157893 discloses an apparatus and method for obtaining samples of untouched formation or fluid formation using a work column designed for other downhole work such as drilling, workover operations. , or reentry operations. US 6044325 discloses a method for generating an improved estimate of horizontal conductivity, dip angle, azimuth parameter and anisotropy of a wellbore penetrated ground formation from double frequency transverse electromagnetic induction measurements. However, none of these documents comprise the features of the present invention which will be described below.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Para uma descrição mais detalhada de modalidades preferidas da presente invenção, será feita agora referência aos desenhos anexos, ern que: A figura 1 é uma vista em elevação esquemãtica, pardalmente em seção transversal, de uma modalidade de um aparelho de teste de formação disposto em um poço subterrâneo.For a more detailed description of preferred embodiments of the present invention, reference will now be made to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a schematic elevation view, sparingly in cross section, of one embodiment of a formation test apparatus arranged in an underground well.

As figuras 2A-2E são vistas em elevação, parcialmente em seção transversal, de partes do conjunto de furo de fundo e conjunto de teste de formação mostrados na figura 1; A figura 3 é uma vista em elevação ampliada, parcialmente em seção transversal, da parte da ferramenta de teste de formação do conjunto de teste de formação mostrado na figura 2D; A figura 3A é uma vista em seção transversal ampliada do pistão de rebaixamento e câmara mostrados na figura 3; A figura 3B é uma vista em seção transversal ampliada ao longo da linha 3B-3B da figura 3: A figura 4 é uma vista em elevação da ferramenta de teste de formação mostrada na figura 3; A figura 5 é uma vista seccional transversal do conjunto de sonda da formação feita ao longo da linha 5-5 mostrada na figura 4;Figures 2A-2E are elevational views, partially in cross section, of parts of the bottom hole assembly and formation test assembly shown in Figure 1; Figure 3 is an enlarged elevation view, partially in cross section, of the forming test tool portion of the forming test assembly shown in Figure 2D; Figure 3A is an enlarged cross-sectional view of the lowering piston and chamber shown in Figure 3; Figure 3B is an enlarged cross-sectional view taken along line 3B-3B of Figure 3: Figure 4 is an elevation view of the forming test tool shown in Figure 3; Fig. 5 is a cross-sectional view of the formation probe assembly taken along line 5-5 shown in Fig. 4;

As figuras 6A-6C são vistas seccionais transversais de uma parte do conjunto de sonda da formação feitas ao longo da mesma linha vista na figura 5, o conjunto de sonda estando mostrado em uma posição diferente em cada uma das figuras 6A-6C; A figura 7 é uma vista em elevação do bloco de sonda montada na saia empregada no conjunto de sonda da formação mostrado nas figuras 4 e 5; A figura 8 é uma vista de topo do bloco de sonda mostrado na figura 7; A figura 9 é uma vista esquemática de um circuito hidráulico empregado na atuação do aparelho de teste de formação; A figura 10 é um gráfico da pressão de fluido de formação comparada com o tempo medido durante a operação do aparelho de teste; A figura 11 é um outro gráfico da pressão de fluido de formação comparada com o tempo medido durante a operação do aparelho de teste e mostrando pressões medidas por diferentes transdutores de pressão empregados no testador de formação; A figura 12 é um outro gráfico da pressão de fluido de formação comparada com o tempo medido durante a operação do aparelho testador que pode ser usado para calibrar os transdutores de pressão; e A figura 13 é um gráfico do espaço anular e pressões de fluido da formação em resposta a pulsos de pressão.Figures 6A-6C are cross-sectional views of a portion of the forming probe assembly taken along the same line seen in Figure 5, the probe assembly being shown in a different position in each of Figures 6A-6C; Figure 7 is an elevational view of the skirt-mounted probe block employed in the formation probe assembly shown in Figures 4 and 5; Fig. 8 is a top view of the probe block shown in Fig. 7; Figure 9 is a schematic view of a hydraulic circuit employed in the actuation of the forming test apparatus; Figure 10 is a graph of the forming fluid pressure compared to the time measured during the operation of the test apparatus; Figure 11 is another graph of the formation fluid pressure compared to the time measured during operation of the test apparatus and showing pressures measured by different pressure transducers employed in the formation tester; Figure 12 is another graph of the forming fluid pressure compared to the time measured during the operation of the tester that can be used to calibrate the pressure transducers; and Figure 13 is a graph of annular space and formation fluid pressures in response to pressure pulses.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDASDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Certos termos são usados em toda a descrição e reivindicações seguintes para referir-se a componentes de sistema particulares. Este documento não pretende distinguir componentes que diferem no nome, a não ser na função.Certain terms are used throughout the following description and claims to refer to particular system components. This document is not intended to distinguish components that differ in name other than function.

Na discussão seguinte e nas reivindicações, os termos "incluindo" e "compreendendo" são usados de uma maneira ampla, e assim devem ser interpretados de modo a significar "incluindo, mas sem limitações". Também, os termos "acoplar", "acopla" e "acoplado" usados para descrever qualquer conexão elétrica devem cada qual significar e referir tanto uma conexão elétrica direta como indireta. Assim, por exemplo, se um primeiro dispositivo "acopla" ou é "acoplado" a um segundo dispositivo, essa interconexão pode ser por meio de um condutor elétrico que interconecta diretamente os dois dispositivos, ou por meio de uma conexão elétrica indireta através de outros dispositivos, condutores e conexões. Adicionalmente, referência a "para cima" ou "para baixo" são feitas com propósitos de facilitar a descrição, "para cima" significando em direção à superfície do furo de sondagem, e "para baixo" significando em direção à base ou extremidade distai do furo de sondagem. Além do mais, na discussão e reivindicações seguintes, pode ser algumas vezes declarado que certos componentes ou elementos estão em comunicação fluida. Entende-se por isto que os componentes são construídos e inter-relacionados de maneira tal que um fluido possa se comunicar entre eles, tal como por meio de um caminho de passagem, tubo ou conduto. Também, as designações "MWD" ou "LWD" são usadas para significar todo aparelho e sistemas de medição durante a perfuração ou registro de lama durante a perfuração.In the following discussion and claims, the terms "including" and "comprising" are used widely, and thus should be construed to mean "including, but not limited to". Also, the terms "coupling", "coupling" and "coupled" used to describe any electrical connection shall each mean and refer to either a direct or indirect electrical connection. Thus, for example, if a first device is "coupled" or "coupled" to a second device, such interconnection may be by means of an electrical conductor that directly interconnects the two devices, or by means of an indirect electrical connection through other devices. devices, conductors and connections. Additionally, references to "up" or "down" are for purposes of ease of description, "up" meaning toward the borehole surface, and "down" meaning toward the base or distal end of the borehole. borehole. Moreover, in the following discussion and claims, it may sometimes be stated that certain components or elements are in fluid communication. By this it is understood that the components are constructed and interrelated in such a way that a fluid can communicate with each other, such as via a passageway, tube or conduit. Also, the designations "MWD" or "LWD" are used to mean all apparatus and measuring systems during drilling or mud recording during drilling.

Para entender a mecânica de teste de formação, é importante entender primeiramente como hidrocarbonetos são armazenados em formações subterrâneas. Hidrocarbonetos tipicamente não ficam localizados em grandes piscinas subterrâneas, mas, em vez disso, são encontrados dentro de furos muito pequenos, ou espaços de poros, dentro de certos tipos de rocha. Portanto, é crítico conhecer certas propriedades tanto da formação como do fluido nela contido. Em vários momentos durante a discussão seguinte, certas propriedades de formação e do fluido da formação serão referidas em um sentido geral. Tais propriedades de formação incluem, mas sem limitações: pressão, permeabilidade, viscosidade, mobilidade, mobilidade esférica, porosidade, saturação, porosidade compressibilidade acoplada, danos na parede e anisotropia. Tais propriedades de fluido da formação incluem, mas sem limitações: viscosidade, compressibilidade, compressibilidade de fluido da linha de escoamento, densidade, resistividade, composição e ponto de bolha.To understand formation test mechanics, it is important to first understand how hydrocarbons are stored in underground formations. Hydrocarbons are typically not located in large underground pools, but instead are found within very small holes, or pore spaces, within certain types of rock. Therefore, it is critical to know certain properties of both the formation and the fluid contained therein. At various times during the following discussion, certain formation properties and the formation fluid will be referred to in a general sense. Such forming properties include, but are not limited to: pressure, permeability, viscosity, mobility, spherical mobility, porosity, saturation, porosity coupled compressibility, wall damage and anisotropy. Such formation fluid properties include, but are not limited to: viscosity, compressibility, flow line fluid compressibility, density, resistivity, composition, and bubble point.

Permeabilidade é a capacidade de uma formação rochosa permitir que hidrocarbonetos se movam entre seus poros e, consequentemente, para uma perfuração de poço. A viscosidade do fluido é uma medida da capacidade de hidrocarbonetos escoarem, e a permeabilidade dividida pela viscosidade é denominada "mobilidade". Porosidade é a relação de espaço vazio para o volume massivo da formação rochosa contendo esse espaço vazio. Saturação é a fração ou porcentagem do volume de poros ocupado por um fluido específico (por exemplo, óleo, gás, água, etc.). Danos na parede é uma indicação de como o filtrado da lama ou depósitos de lama mudou a permeabilidade próximo à perfuração de poço. Anisotropia é a relação das permeabilidades vertical e horizontal da formação.Permeability is the ability of a rock formation to allow hydrocarbons to move between their pores and hence to a well drilling. Fluid viscosity is a measure of the ability of hydrocarbons to flow, and permeability divided by viscosity is called "mobility". Porosity is the ratio of empty space to the massive volume of rock formation containing this empty space. Saturation is the fraction or percentage of the pore volume occupied by a specific fluid (eg oil, gas, water, etc.). Wall damage is an indication of how mud filtrate or mud deposits changed permeability near well drilling. Anisotropy is the ratio of vertical and horizontal permeability of formation.

Resistividade de um fluido é a propriedade do fluido que resiste à passagem de corrente elétrica. Ponto de bolha ocorre quando uma pressão de fluido é reduzida a uma taxa rápida, e a uma pressão baixa o bastante, para que o fluido, ou partes do mesmo, mude para a fase gasosa. Os gases dissolvidos no fluido são levados para fora do fluido e assim gás fica presente no fluido em um estado não dissolvido. Tipicamente, este tipo de mudança de fase nos hidrocarbonetos da formação que está sendo testada e medida é indesejável, a menos que o teste do ponto de bolha esteja sendo administrado para determinar qual é a pressão do ponto de bolha.Resistivity of a fluid is the property of the fluid that resists the passage of electric current. Bubble point occurs when a fluid pressure is reduced at a rapid rate and at a low enough pressure for the fluid, or parts thereof, to change to the gas phase. The gases dissolved in the fluid are carried out of the fluid and thus gas is present in the fluid in an undissolved state. Typically, this type of phase change in the hydrocarbons of the formation being tested and measured is undesirable unless the bubble point test is being administered to determine what the bubble point pressure is.

Nos desenhos e descrição seguintes, partes iguais são marcadas em toda a especificação e desenhos com os mesmos números de referência, respectivamente. As figuras dos desenhos não estão necessariamente em escala. Certos recursos da invenção podem estar mostrados exagerados na escala ou de uma forma ligeiramente esquemática, e alguns detalhes de elementos convencionais podem não estar mostrados por questão de clareza e concisão. A presente invenção é suscetível a modalidades de diferentes formas. Modalidades específicas estão descritas com detalhes e estão mostradas nos desenhos, com o entendimento de que a presente revelação deve ser considerada uma exemplificação dos princípios da invenção, e não visa limitar a invenção ao que foi aqui ilustrado e descrito. Deve-se entender completamente que os diferentes preceitos das modalidades discutidas a seguir podem ser empregados separadamente, ou em qualquer combinação adequada para produzir resultados desejados. As várias características supramencionadas, bem como outros recursos e características descritos com mais detalhes a seguir, ficarão prontamente aparentes aos versados na técnica mediante leitura da descrição detalhada seguinte das modalidades, e com referência aos desenhos anexos.In the following drawings and description, like parts are marked throughout the specification and drawings with the same reference numerals respectively. The figures in the drawings are not necessarily to scale. Certain features of the invention may be shown to be exaggerated in scale or in a slightly schematic manner, and some details of conventional elements may not be shown for the sake of clarity and conciseness. The present invention is susceptible to embodiments of different forms. Specific embodiments are described in detail and shown in the drawings, with the understanding that the present disclosure is to be considered an exemplification of the principles of the invention, and is not intended to limit the invention to what has been illustrated and described herein. It should be fully understood that the different precepts of the embodiments discussed below may be employed separately, or in any suitable combination to produce desired results. The various features mentioned above, as well as other features and features described in more detail below, will be readily apparent to those skilled in the art upon reading the following detailed description of the embodiments, and with reference to the accompanying drawings.

Referindo-se à figura 1, está mostrada uma ferramenta de teste de formação MWD 10 como uma parte do conjunto de furo de fundo (BHA) 6 que inclui um sub MWD 13 e uma broca de perfuração 7 na sua extremidade mais inferior. O conjunto de furo de fundo 6 é abaixado por uma plataforma de perfuração 2, tal como um navio ou outra plataforma convencional, por meio da coluna de perfuração 5. A coluna de perfuração 5 é disposta através da coluna de ascensão 3 e da cabeça de poço 4. Equipamento de perfuração convencional (não mostrado) é suportado dentro do guindaste 1 e gira a coluna de perfuração 5 e a broca de perfuração 7, fazendo com que a broca 7 forme um furo de sondagem 8 através do material da formação 9. O furo de sondagem 8 penetra em zonas ou reservatórios subterrâneos, tal como o reservatório 11, que se acredita contenham hidrocarbonetos em uma quantidade comercialmente viável. Deve-se entender que o testador de formação 10 pode ser empregado em outros conjuntos de furo de fundo e com outros aparelhos de perfuração em perfuração baseada em terra, bem como perfuração ao largo, mostrado na figura 1. Em todos os casos, além do testador de formação 10, o conjunto de furo de fundo 6 contém vários aparelhos e sistemas convencionais, tais como um motor de perfuração de furo de poço, ferramenta dirigível rotativa, sistema de telemetria de pulso de lama, sensores e sistemas de medição durante a perfuração e outros bem conhecidos na tecnologia.Referring to Figure 1, a MWD forming test tool 10 is shown as a part of the bottom hole assembly (BHA) 6 including a sub MWD 13 and a drill bit 7 at its lower end. Bottom bore assembly 6 is lowered by a drill rig 2, such as a ship or other conventional rig, by means of drill string 5. Drill column 5 is disposed through the riser 3 and the drill head. well 4. Conventional drilling rig (not shown) is supported inside crane 1 and rotates drill string 5 and drill bit 7, causing drill 7 to form a borehole 8 through formation material 9. Borehole 8 penetrates underground zones or reservoirs, such as reservoir 11, which are believed to contain hydrocarbons in a commercially viable amount. It should be understood that the formation tester 10 may be employed in other bottom hole assemblies and with other ground-based drilling as well as offshore drilling shown in Figure 1. In all cases, in addition to the formation tester 10, the bottom hole assembly 6 contains a number of conventional apparatus and systems such as a wellbore drilling motor, rotary steerable tool, mud pulse telemetry system, sensors and measuring systems while drilling and others well known in the art.

Deve-se também entender que, embora o testador de formação MWD 10 esteja ilustrado como parte da coluna de perfuração 5, as modalidades da invenção descritas a seguir podem ser transferidas para baixo no furo de sondagem 8 por meio de tecnologia de cabo de perfuração, conforme está parcialmente descrito anteriormente. Deve-se entender também que a exata configuração física do testador de formação e do conjunto da sonda não é uma exigência da presente invenção. A modalidade descrita a seguir serve para fornecer apenas um exemplo. Exemplos adicionais de um conjunto de sonda e métodos de uso estão descritos nos pedidos de patente U.S. 10/440.593, depositado em 19 de maio de 2003 e intitulado "Method and Apparatus for MWD Formation Testing", 10/440.835, depositado em 19 de maio de 2003 e intitulado "MWD Formation Tester", e 10/440.637, depositado em 19 de maio de 2003 e intitulado "Equalizer Valve", cada um dos quais está aqui incorporado pela referência com todos os propósitos. Exemplos adicionais de ferramentas de teste de formação, conjuntos de sonda e métodos de uso, quer transferidos por meio de uma coluna de perfuração ou cabo de perfuração, ou qualquer outro método, incluem o pedido de patente U.S. intitulado "Downhole Probe Assembly", que tem o número do selo do correio expresso U.S. EV 303483549 US e número da pasta do procurador 1391-52601, pedido de patente U.S. intitulado "Formation Tester Tool Assembly and Methods of Use" que tem o número do selo do correio expresso U.S. EV 303483552 US e pasta do procurador número 1391-53801, pedido de patente U.S. intitulado "Methods and Apparatus for Measuring Formation Properties" que tem o número do selo do correio expresso U.S. EV 303483566 US e pasta do procurador número 1391-53901, pedido de patente U.S. intitulado "Methods and Apparatus for Controlling a Fomation Tester Tool Assembly" que tem o número do selo do correio expresso U.S. EV 303483362 e pasta do procurado número 1391-54101 e pedido de patente U.S. intitulado "Methods for Measuring a Formation Supercharge Pressure" que tem o número de série do pedido de patente 11/069.649, cada um dos quais está aqui incorporado pela referência com todos os propósitos. A ferramenta de teste de formação 10 fica mais bem entendida com referência às figuras 2A-2E. O testador de formação 10 em geral compreende um alojamento de parede espessa 12 feito de múltiplas seções de colar de perfuração 12a, 12b, 12c e 12d que encaixam de forma rosqueada umas nas outras de maneira a formar o alojamento completo 12. O conjunto inferior 6 inclui furo de escoamento 14 formado em todo seu comprimento para permitir a passagem de fluidos de perfuração provenientes da superfície através da coluna de perfuração 5 e através da broca 7. O fluido de perfuração passa através de bicos na face da broca de perfuração e escoa para cima através do furo de sondagem 8 ao longo do espaço anular 150 formado entre o alojamento 12 e a parede do furo de sondagem 151.It is also to be understood that while the MWD 10 formation tester is illustrated as part of the drill string 5, the following embodiments of the invention may be transferred down into the drillhole 8 by means of drill cable technology, as partially described above. It should also be understood that the exact physical configuration of the formation tester and probe assembly is not a requirement of the present invention. The embodiment described below is for an example only. Additional examples of a probe set and methods of use are described in US Patent Application 10 / 440,593, filed May 19, 2003 and entitled "Method and Apparatus for MWD Formation Testing", 10 / 440,835, filed May 19 2003 and entitled "MWD Formation Tester", and 10 / 440,637, filed May 19, 2003 and entitled "Equalizer Valve", each of which is incorporated herein by reference for all purposes. Additional examples of formation test tools, probe assemblies, and methods of use, whether transferred by means of a drill string or drill cable, or any other method, include the US patent application entitled "Downhole Probe Assembly", which has the US express mail stamp number EV 303483549 US and attorney folder number 1391-52601, US patent application entitled "Formation Tester Tool Assembly and Methods of Use" which has the US express mail stamp number EV 303483552 US and attorney folder number 1391-53801, US patent application entitled "Methods and Apparatus for Measuring Formation Properties" which has US express mail stamp number EV 303483566 US and attorney folder number 1391-53901, US patent application entitled "Methods and Apparatus for Controlling a Fomation Tester Tool Assembly" which has the express mail stamp number US EV 303483362 and wanted folder number 1391-54101 and pe U.S. Patent Application entitled "Methods for Measuring a Formation Supercharge Pressure" which has the serial number of patent application 11 / 069,649, each of which is incorporated herein by reference for all purposes. Training test tool 10 is better understood with reference to figures 2A-2E. The forming tester 10 generally comprises a thick walled housing 12 made of multiple piercing collar sections 12a, 12b, 12c and 12d that threadably engage each other to form the complete housing 12. The bottom assembly 6 includes flow hole 14 formed along its length to allow drilling fluids from the surface to pass through the drill string 5 and through the drill 7. The drilling fluid passes through nozzles on the face of the drill bit and flows to up through the borehole 8 along the annular space 150 formed between the housing 12 and the borehole wall 151.

Referindo-se às figuras 2A e 2B, a seção superior 12a do alojamento 12 inclui extremidade superior 16 e extremidade inferior 17. A extremidade superior 16 inclui uma caixa rosqueada para conectar o testador de formação 10 na coluna de perfuração 5. A extremidade inferior 17 inclui uma caixa rosqueada para receber uma extremidade de pino correspondentemente rosqueada da seção do alojamento 12b. Dispostas entre as extremidades 16 e 17 na seção do alojamento 12a estão três luvas ou insertos tubulares 24a, b, c alinhados e conectados que criam um espaço anular 25 entre as luvas 24a, b, c e a superfície interna da seção do alojamento 12a. O espaço anular 25 é selado do furo de escoamento 14 e provido para alojar uma pluralidade de componentes elétricos, incluindo pacotes de batería 20, 22. Pacotes de baterias 20, 22 são interconectados mecanicamente no conector 26. Conectores elétricos 28 são providos para interconectar pacotes de batería 20, 22 em um barramento de energia comum (não mostrado). Por baixo dos pacotes de batería 20, 22 e também disposto em tomo do inserto de luva 24c no espaço anular 25 está o módulo eletrônico 30. O módulo eletrônico 30 inclui as várias placas de circuito, bancos de capacitores e outros componentes elétricos, incluindo os capacitores mostrados em 32. Um conector 33 é provido adjacente à extremidade superior 16 na seção do alojamento 12a para acoplar eletricamente os componentes elétricos na ferramenta de teste de formação 10 a outros componentes do conjunto de furo de fundo 6 que estão acima do alojamento 12.Referring to Figures 2A and 2B, upper section 12a of housing 12 includes upper end 16 and lower end 17. Upper end 16 includes a threaded housing for connecting formation tester 10 to drill string 5. Lower end 17 includes a threaded housing for receiving a correspondingly threaded pin end of the housing section 12b. Disposed between the ends 16 and 17 in the housing section 12a are three aligned and connected tubular sleeves or inserts 24a, b, c which create an annular space 25 between the gloves 24a, b, c and the inner surface of the housing section 12a. The annular space 25 is sealed from the flow hole 14 and is provided to house a plurality of electrical components, including battery packs 20, 22. Battery packs 20, 22 are mechanically interconnected at connector 26. Electrical connectors 28 are provided for interconnecting packets 20, 22 on a common power bus (not shown). Underneath the battery packs 20, 22 and also disposed around the sleeve insert 24c in the annular space 25 is the electronic module 30. The electronic module 30 includes the various circuit boards, capacitor banks and other electrical components, including the capacitors shown at 32. A connector 33 is provided adjacent to the upper end 16 in the housing section 12a for electrically coupling the electrical components in the forming test tool 10 to other bottom hole assembly components 6 which are above the housing 12.

Abaixo do módulo eletrônico 30 na seção do alojamento 12a está um inserto do adaptador 34. O adaptador 34 é conectado no inserto de luva 24c na conexão 35 e retém uma pluralidade de anéis espaçadores 36 em um furo central 37 que forma uma parte do furo de escoamento 14. A extremidade inferior 17 da seção do alojamento 12a é conectada na seção do alojamento 12b na conexão rosqueada 40. Espaçadores 38 são dispostos entre a extremidade inferior do adaptador 34 e a extremidade de pino da seção do alojamento 12b. Em virtude de conexões rosqueadas, tal como a conexão 40, em vários momentos terem que ser cortadas e reparadas, o comprimento das seções 12a, 12b pode variar. O emprego de espaçadores 36, 38 permite que sejam feitos ajustes no comprimento da conexão rosqueada 40. A seção do alojamento 12b inclui uma luva interna 44 disposta através dela. A luva 44 se estende ao interior da seção do alojamento 12a acima, e ao interior da seção do alojamento 12c abaixo. A extremidade superior da luva 44 apoia espaçadores 36 dispostos no adaptador 34 na seção do alojamento 12a. Uma área anular 42 é formada entre a luva 44 e a parede do alojamento 12b e forma um caminho de fio para condutores elétricos que se estendem acima e abaixo da seção do alojamento 12b, incluindo condutores que controlam a operação do testador de formação 10 da maneira descrita a seguir.Below the electronics module 30 in the housing section 12a is an insert of adapter 34. Adapter 34 is plugged into sleeve insert 24c into fitting 35 and retains a plurality of spacer rings 36 in a central hole 37 forming a portion of the adapter hole. flow 14. The lower end 17 of the housing section 12a is connected to the housing section 12b in the threaded connection 40. Spacers 38 are disposed between the lower end of the adapter 34 and the pin end of the housing section 12b. Because threaded fittings such as fitting 40 at various times have to be cut and repaired, the length of sections 12a, 12b may vary. The use of spacers 36, 38 allows adjustments to be made to the length of threaded connection 40. Housing section 12b includes an inner sleeve 44 disposed therethrough. Sleeve 44 extends into the housing section 12a above, and into the housing section 12c below. The upper end of the sleeve 44 supports spacers 36 arranged on adapter 34 in the housing section 12a. An annular area 42 is formed between the sleeve 44 and the housing wall 12b and forms a wire path for electrical conductors extending above and below the housing section 12b, including conductors that control the operation of the formation tester 10 in the manner described below.

Referindo-se agora às figuras 2B e 2C, a seção do alojamento 12c inclui extremidade da caixa superior 47 e extremidade da caixa inferior 48 que encaixam de forma rosqueada a seção do alojamento 12b e seção do alojamento 12c, respectivamente. Pelos motivos previamente explicados, espaçadores de ajuste 46 são providos na seção do alojamento 12c adjacentes à extremidade 47. Conforme previamente descrito, a luva de inserção 44 se estende ao interior da seção do alojamento 12c onde ela perfura o mandril interno 52. A extremidade inferior do mandril interno 52 perfura a extremidade superior do mandril do testador de formação 54, que é composto de três seções axialmente alinhadas e conectadas 54a, b e c. Estendendo-se através do mandril 54 fica uma parte do furo de escoamento desviado 14a. O desvio do furo de escoamento 14 para o caminho do furo de escoamento 14a fornece espaço suficiente dentro da seção do alojamento 12c para os componentes da ferramenta da formação descritos com mais detalhes a seguir. Conforme mais bem mostrado na figura 2E, o furo de escoamento desviado 14a eventualmente centraliza próximo à extremidade inferior 48 da seção do alojamento 12c, mostrado no geral no local 56. Referindo-se momentaneamente à figura 5, o perfil seccional transversal do furo de escoamento desviado 14a pode ser não circular no segmento 14b, de maneira a fornecer o máximo ambiente possível para o conjunto de sonda da formação 50.Referring now to Figures 2B and 2C, housing section 12c includes upper housing end 47 and lower housing end 48 which threadably fit housing section 12b and housing section 12c, respectively. For the reasons previously explained, adjusting spacers 46 are provided in the housing section 12c adjacent the end 47. As previously described, the insert sleeve 44 extends into the housing section 12c where it pierces the inner mandrel 52. The lower end of inner mandrel 52 pierces the upper end of the formation tester mandrel 54, which is composed of three axially aligned and connected sections 54a, b and c. Extending through the mandrel 54 is a portion of the offset flow hole 14a. Bypassing the flow hole 14 to the path of the flow hole 14a provides sufficient space within the housing section 12c for the forming tool components described in more detail below. As best shown in Figure 2E, the diverted flow hole 14a eventually centers near the lower end 48 of the housing section 12c, generally shown at location 56. Referring momentarily to Figure 5, the cross-sectional profile of the flow hole Offset 14a may be non-circular in segment 14b to provide as much environment as possible for the probe assembly 50.

Mais bem mostrado nas figuras 2D e 2E, dispostos em tomo do mandril do testador de formação 54 e dentro da seção do alojamento 12c estão o motor elétrico 64, bomba hidráulica 66, coletor hidráulico 62, válvula equalizadora 60, conjunto de sonda da formação 50, transdutores de pressão 160 e pistão de rebaixamento 170. Acumuladores hidráulicos providos como parte do sistema hidráulico 200 para operar o conjunto de sonda da formação 50 são também dispostos em tomo do mandril 54 em vários locais, um acumulador desses 68 estando mostrado na figura 2D. O motor elétrico 64 pode ser um motor de ímã permanente acionado por pacotes de batería 20, 22 e bancos de capacitores 32. O motor 64 é interconectado na bomba hidráulica 66, e aciona a mesma. A bomba 66 fornece pressão de fluido para atuar o conjunto de sonda da formação 50. O coletor hidráulico 62 inclui várias válvulas solenoides, válvulas de retenção, filtros, válvulas de alívio de pressão, válvulas de alívio térmico, transdutor de pressão 160b e conjunto de circuitos hidráulicos empregados na atuação e controle do conjunto de sonda da formação 50, explicado com mais detalhes a seguir.Best shown in Figures 2D and 2E arranged around the formation tester arbor 54 and within the housing section 12c are the electric motor 64, hydraulic pump 66, hydraulic manifold 62, equalizing valve 60, formation probe assembly 50 , pressure transducers 160 and lowering piston 170. Hydraulic accumulators provided as part of the hydraulic system 200 for operating the formation probe assembly 50 are also arranged around the mandrel 54 at various locations, such an accumulator 68 being shown in Figure 2D . The electric motor 64 may be a permanent magnet motor driven by battery packs 20, 22 and capacitor banks 32. The motor 64 is interconnected to the hydraulic pump 66, and drives the same. Pump 66 provides fluid pressure to actuate formation probe assembly 50. Hydraulic manifold 62 includes various solenoid valves, check valves, filters, pressure relief valves, thermal relief valves, pressure transducer 160b and hydraulic circuits employed in the actuation and control of the formation probe assembly 50, explained in more detail below.

Referindo-se novamente à figura 2C, o mandril 52 inclui um segmento central 71. Disposto em tomo do segmento 71 do mandril 52 estão o pistão de equilíbrio de pressão 70 e a mola 76. O mandril 52 inclui uma extensão limitadora de mola 77 na extremidade superior do segmento 71. O anel limitador 88 é rosqueado no mandril 52 e inclui um ressalto limitador do pistão 80 para encaixar o ressalto anular correspondente 73 formado no pistão de equilíbrio de pressão 70. O pistão de equilíbrio de pressão 70 inclui adicionalmente uma vedação anular corrediça ou barreira 69. A barreira 69 consiste de uma pluralidade de vedações de anel-O e virolas internas e externas dispostas axialmente ao longo do comprimento do pistão 70.Referring again to FIG. 2C, mandrel 52 includes a central segment 71. Arranged around segment 71 of mandrel 52 are pressure balancing piston 70 and spring 76. Mandrel 52 includes a spring limiting extension 77 in the upper end of segment 71. Thrust ring 88 is threaded into mandrel 52 and includes a piston limiting cam 80 to engage the corresponding annular shoulder 73 formed on pressure balancing piston 70. Pressure balancing piston 70 further includes a seal annular slide or barrier 69. Barrier 69 consists of a plurality of O-ring seals and inner and outer ferrules arranged axially along the length of the piston 70.

Por baixo do pistão 70 e estendendo-se abaixo do mandril interno 52 fica uma câmara de óleo inferior ou reservatório 78, descrito com mais detalhes a seguir. Uma câmara superior 72 é formada no espaço anular entre a parte central 71 do mandril 52 e a parede da seção do alojamento 12c, e entre a parte de suporte da mola 77 e o pistão de equilíbrio de pressão 70. A mola 76 é retida dentro da câmara 72. A câmara 72 é aberta através do orifício 74 para o espaço anular 150. Como tal, fluidos de perfuração encherão a câmara 72 em operação. Uma vedação anular 67 fica disposta em tomo da parte de suporte da mola 77 para impedir que fluido de perfuração migre acima da câmara 72. A barreira 69 mantém uma vedação entre o fluido de perfuração na câmara 72 e o óleo hidráulico que enche e fica contido no reservatório de óleo 78 por baixo do pistão 70. A câmara inferior 78 se estende da barreira 69 até a vedação 65 localizada em um ponto no geral notado como 83 e logo acima de transdutores 160 na figura 2E. O óleo no reservatório 78 enche completamente todo espaço entre a seção do alojamento 12c e o mandril do testador de formação 54. O óleo hidráulico na câmara 78 pode ser mantido com pressão ligeiramente maior que a pressão hidrostática do fluido de perfuração no espaço anular 150. A pressão do espaço anular é aplicada ao pistão 70 por meio do fluido de perfuração que entra na câmara 72 através do orifício 74. Em virtude da câmara de óleo inferior 78 ser um sistema flechado, a pressão do espaço anular que é aplicada por meio do pistão 70 é aplicada em toda a câmara 78. Adicionalmente, a mola 76 fornece uma pressão ligeiramente maior ao sistema de óleo fechado 78, de maneira tal que a pressão na câmara de óleo 78 seja substancialmente igual à pressão de fluido do espaço anular mais a pressão adicionada pela força da mola. Esta pressão de óleo ligeiramente maior é desejável de maneira a manter pressão positiva em todas as vedações na câmara de óleo 78. Ter essas duas pressões no geral equilibradas (mesmo que a pressão de óleo seja ligeiramente maior) é mais fácil de manter do que se houvesse uma grande diferença de pressão entre o óleo hidráulico e o fluido de perfuração. Entre a barreira 69 no pistão 70 e o ponto 83, o óleo hidráulico enche todo o espaço entre o diâmetro externo dos mandris 52, 54 e o diâmetro interno da seção do alojamento 12c, esta região sendo marcada como a distância 82 entre os pontos 81 e 83. O óleo no reservatório 78 é empregado no circuito hidráulico 200 (figura 9) usado para operar e controlar o conjunto de sonda da formação 50 da maneira descrita com mais detalhes a seguir. A válvula equalizadora 60, mais bem mostrada na figura 3, fica disposta no mandril do testador de formação 54b entre o coletor hidráulico 62 e o conjunto de sonda da formação 50. A válvula equalizadora 60 fica em comunicação fluida com a passagem hidráulica 85 e com a passagem de fluido longitudinal 93 formada no mandril 54b. Antes da atuação do conjunto de sonda da formação 50 de maneira a testar a formação, o fluido de perfuração enche as passagens 85 e 93 já que a válvula 60 está normalmente aberta e se comunica com o espaço anular 150 através do orifício 84 na parede da seção do alojamento 12c. Quando fluidos da formação estão sendo amostrados pelo conjunto de sonda da formação 50, a válvula 60 fecha a passagem 85 para impedir que fluidos de perfuração provenientes do espaço anular 150 entrem na passagem 85 ou passagem 93.Beneath the piston 70 and extending below the inner mandrel 52 is a lower oil chamber or reservoir 78, described in more detail below. An upper chamber 72 is formed in the annular space between the central part 71 of the mandrel 52 and the housing section wall 12c, and between the spring support part 77 and the pressure balancing piston 70. The spring 76 is retained within 72. The chamber 72 is opened through the bore 74 to the annular space 150. As such, drilling fluids will fill the chamber 72 in operation. An annular seal 67 is disposed around the spring support portion 77 to prevent drilling fluid from migrating above chamber 72. Barrier 69 maintains a seal between the drilling fluid in chamber 72 and the filled and contained hydraulic oil. in the oil reservoir 78 below the piston 70. The lower chamber 78 extends from the barrier 69 to the seal 65 located at a point generally noted as 83 and just above transducers 160 in figure 2E. The oil in reservoir 78 completely fills the entire space between the housing section 12c and the formation tester arbor 54. The hydraulic oil in chamber 78 can be maintained at slightly greater pressure than the hydrostatic pressure of the drilling fluid in annular space 150. Annular space pressure is applied to piston 70 by drilling fluid entering chamber 72 through orifice 74. Because the lower oil chamber 78 is a vented system, annular space pressure that is applied by means of piston 70 is applied throughout chamber 78. In addition, spring 76 provides slightly higher pressure to closed oil system 78 such that the pressure in oil chamber 78 is substantially equal to the annular space fluid pressure plus pressure added by spring force. This slightly higher oil pressure is desirable in order to maintain positive pressure on all seals in the oil chamber 78. Having these two overall pressures evenly balanced (even if the oil pressure is slightly higher) is easier to maintain than There was a large pressure difference between the hydraulic oil and the drilling fluid. Between barrier 69 on piston 70 and point 83, hydraulic oil fills the entire gap between the outside diameter of the spindles 52, 54 and the inside diameter of the housing section 12c, this region being marked as the distance 82 between points 81 and 83. Oil in reservoir 78 is employed in hydraulic circuit 200 (FIG. 9) used to operate and control formation probe assembly 50 in the manner described in more detail below. The equalizer valve 60, best shown in Figure 3, is disposed in the formation tester chuck 54b between the hydraulic manifold 62 and the formation probe assembly 50. The equalizer valve 60 is in fluid communication with the hydraulic port 85 and with the longitudinal fluid passageway 93 formed in the mandrel 54b. Prior to actuation of the formation probe assembly 50 to test the formation, the drilling fluid fills the passages 85 and 93 as the valve 60 is normally open and communicates with the annular space 150 through the port 84 in the wall. housing section 12c. When formation fluids are being sampled by formation probe assembly 50, valve 60 closes passage 85 to prevent drilling fluids from annular space 150 from entering passage 85 or passage 93.

Conforme mostrado nas figuras 3 e 4, a seção do alojamento 12c inclui uma parte rebaixada 135 adjacente ao conjunto de sonda da formação 50 e válvula equalizadora 60. A parte rebaixada 135 inclui uma superfície plana ou "parte plana" 136. Os orifícios através dos quais fluido pode passar para a válvula equalizadora 60 e conjunto de sonda 50 se estendem através da parte plana 136. Desta maneira, à medida que a coluna de perfuração 5 e o testador de formação 10 são rotacionados no furo de sondagem, o conjunto de sonda da formação 50 e a válvula equalizadora 60 são mais bem protegidas de impacto, abrasão e outras forças. A parte plana 136 é rebaixada pelo menos 1/4 de polegada (6,35 milímetros) e pode estar a pelo menos 1/2 polegada (12,7 milímetros) do diâmetro externo da seção do alojamento 12c. Partes planas 137, 138 similares são também formadas em tomo da seção do alojamento 12c em geral na mesma posição axial da parte plana 136 para aumentar a área de escoamento para o fluido de perfuração no espaço anular 150 do furo de sondagem.As shown in figures 3 and 4, housing section 12c includes a recessed portion 135 adjacent the formation probe assembly 50 and equalizer valve 60. The recessed portion 135 includes a flat surface or "flat portion" 136. The holes through the which fluid can pass to equalizer valve 60 and probe assembly 50 extend through the flat portion 136. In this way, as the drill string 5 and formation tester 10 are rotated in the borehole, the probe assembly 50 and equalizer valve 60 are better protected from impact, abrasion and other forces. Flat portion 136 is recessed at least 1/4 inch (6.35 mm) and may be at least 1/2 inch (12.7 mm) from the outside diameter of housing section 12c. Similar flat portions 137, 138 are also formed around the housing section 12c generally at the same axial position as the flat portion 136 to increase the flow area for drilling fluid in the annular space 150 of the borehole.

Disposto em tomo da seção do alojamento 12c adjacente ao conjunto de sonda da formação 50 fica o estabilizador 154. O estabilizador 154 pode ter um diâmetro externo próximo à dimensão nominal do furo de sondagem. Conforme explicado a seguir, o conjunto de sonda da formação 50 inclui um bloco de vedação 140 que é extensível até uma posição fora do alojamento 12c para encaixar na parede do furo de sondagem 151. Conforme explicado, o conjunto da sonda 50 e bloco de vedação 140 do conjunto de sonda da formação 50 são rebaixados a partir do diâmetro externo da seção do alojamento 12c, mas eles são de outra forma expostos ao ambiente do espaço anular 150 onde eles poderíam ser impactados pela parede do furo de sondagem 151 durante a perfuração ou durante inserção ou recuperação do conjunto de furo de fundo 6. Dessa maneira, sendo posicionado adjacente ao conjunto de sonda da formação 50, o estabilizador 154 fornece proteção adicional ao bloco de vedação 140 durante a inserção, recuperação e operação do conjunto de furo de fundo 6. Ele também fornece proteção para o bloco 140 durante operação do testador de formação 10. Em operação, um pistão estende o bloco de vedação 140 até uma posição onde ela encaixa a parede do furo de sondagem 151. A força do bloco 140 contra a parede do furo de sondagem 151 tendería mover o testador de formação 10 no furo de sondagem, e tal movimento faria com que o bloco 140 se danificasse. Entretanto, à medida que o testador de formação 10 se move para os lados dentro do furo de sondagem à medida que o pistão é estendido para encaixe com a parede do furo de sondagem 151, o estabilizador 154 encaixa a parede do furo de sondagem e fornece uma força reativa para contrabalançar a força aplicada no pistão pela formação. Desta maneira, o movimento adicional da ferramenta de teste de formação 10 encontra resistência.Arranged around the section of housing 12c adjacent to the probe assembly 50 is the stabilizer 154. The stabilizer 154 may have an outside diameter close to the nominal size of the borehole. As explained below, the formation probe assembly 50 includes a sealing block 140 that is extendable to a position outside the housing 12c to fit into the borehole wall 151. As explained, the probe assembly 50 and sealing block 140 of the formation probe assembly 50 are recessed from the outside diameter of the housing section 12c, but they are otherwise exposed to the annular space environment 150 where they could be impacted by the borehole wall 151 during drilling or during insertion or retrieval of bottom bore assembly 6. Thus, being positioned adjacent to the formation probe assembly 50, stabilizer 154 provides additional protection to seal block 140 during insertion, retrieval and operation of the bottom bore assembly 6. It also provides protection for block 140 during formation tester operation 10. In operation, a piston extends the sealing location 140 to a position where it engages the borehole wall 151. The force of the block 140 against the borehole wall 151 would tend to move the formation tester 10 into the borehole, and such movement would cause the borehole. block 140 is damaged. However, as the formation tester 10 moves sideways within the borehole as the piston is extended to engage the borehole wall 151, the stabilizer 154 engages the borehole wall and provides a reactive force to counteract the force applied to the piston by the formation. In this way the further movement of the forming test tool 10 encounters resistance.

Referindo-se à figura 2E, o mandril 54c contém a câmara 63 para alojar transdutores de pressão 160a, c e d, bem como componentes eletrônicos para acionar e ler esses transdutores de pressão. Além do mais, os componentes eletrônicos na câmara 63 contém memória, um microprocessador e conjunto de circuitos de conversão de energia para utilizar devidamente a energia proveniente do barramento de energia (não mostrado).Referring to FIG. 2E, mandrel 54c contains chamber 63 for housing pressure transducers 160a, c and d, as well as electronic components for driving and reading such pressure transducers. In addition, the electronics in chamber 63 contain memory, a microprocessor, and power conversion circuitry to properly utilize power from the power bus (not shown).

Referindo-se ainda à figura 2E, a seção do alojamento 12d inclui extremidades de pinos 86, 87. A extremidade inferior 48 da seção do alojamento 12c encaixa de forma rosqueada a extremidade superior 86 da seção do alojamento 12d. Por baixo da seção do alojamento 12d, e entre a ferramenta de teste de formação 10 e a broca de perfuração 7, estão outras seções do conjunto de furo de fundo 6 que constituem ferramentas MWD convencionais, mostradas em geral na figura 1 como sub MWD 13. Em um sentido geral, a seção do alojamento 12d é um adaptador usado para fazer a transição da extremidade inferior da ferramenta de teste de formação 10 para o restante do conjunto de furo de fundo 6. A extremidade inferior 87 da seção do alojamento 12d encaixa de forma rosqueada outros subconjuntos incluídos no conjunto de furo de fundo 6 por baixo da ferramenta de teste de formação 10. Conforme mostrado, o furo de escoamento 14 se estende através da seção do alojamento 12d até tais subconjuntos inferiores e finalmente até a broca de perfuração 7.Referring further to Figure 2E, housing section 12d includes pin ends 86, 87. Lower end 48 of housing section 12c threadably engages upper end 86 of housing section 12d. Below the housing section 12d, and between forming test tool 10 and drill bit 7, are other sections of the bottom hole assembly 6 that constitute conventional MWD tools, shown generally in Figure 1 as sub MWD 13. In a general sense, the housing section 12d is an adapter used to transition from the lower end of the forming test tool 10 to the remainder of the bottom bore assembly 6. The lower end 87 of the housing 12d section engages. threaded other subassemblies included in the bottom hole assembly 6 below the forming test tool 10. As shown, the flow hole 14 extends through the housing section 12d to such lower subsets and finally to the drill bit. 7

Referindo-se novamente à figura 3 e à figura 3A, o pistão de rebaixamento 170 é retido no coletor de rebaixamento 89 que é montado no mandril do testador de formação 54b dentro do alojamento 12c. O pistão 170 inclui vedação anular 171 e é recebido de forma deslizante no cilindro 172. A mola 173 predispõe o pistão 170 para sua posição superior ou apoiada mostrada na figura 3A. Linhas hidráulicas separadas (não mostradas) interconectam o cilindro 172 acima e abaixo do pistão 170 nas partes 172a, 172b para mover o pistão 170 tanto para cima como para baixo dentro do cilindro 172, da maneira descrita com mais detalhes a seguir. Um êmbolo 174 é integral com o pistão 170, e se estende a partir dele. O êmbolo 174 fica disposto de forma deslizante no cilindro 177 coaxial com 172. O cilindro 175 está na parte superior do cilindro 177 que está em comunicação fluida com a passagem longitudinal 93 mostrada na figura 3A. O cilindro 175 é inundado com fluido de perfuração por meio de sua interconexão com a passagem 93. O cilindro 177 é cheio com fluido hidráulico por baixo da vedação 166 por meio de sua interconexão com o cilindro hidráulico 200. O êmbolo 174 também contém raspador 167 que protege a vedação 166 de detritos no fluido de perfuração. O raspador 167 pode ser uma vedação de virola energizada de anel-O.Referring again to FIG. 3 and FIG. 3A, the lowering piston 170 is retained in the lowering manifold 89 which is mounted on the chuck of the formation tester 54b within the housing 12c. Piston 170 includes annular seal 171 and is slidably received in cylinder 172. Spring 173 predisposes piston 170 to its upper or supported position shown in Figure 3A. Separate hydraulic lines (not shown) interconnect cylinder 172 above and below piston 170 at portions 172a, 172b to move piston 170 both up and down within cylinder 172 as described in more detail below. A piston 174 is integral with piston 170, and extends from it. The plunger 174 is slidably disposed on the coaxial cylinder 177 with 172. The cylinder 175 is at the top of the cylinder 177 which is in fluid communication with the longitudinal passageway 93 shown in Figure 3A. Cylinder 175 is flooded with drilling fluid through its interconnection with passage 93. Cylinder 177 is filled with hydraulic fluid under seal 166 through its interconnection with hydraulic cylinder 200. Piston 174 also contains scraper 167 which protects seal 166 from debris in the drilling fluid. Scraper 167 may be an O-ring energized ferrule seal.

Mais bem mostrado na figura 5, o conjunto de sonda da formação 50 em geral inclui haste 92, uma luva de fixação 94, pistão 96 adaptado para alternar dentro da luva de fixação 94 no geral cilíndrica e um conjunto de esnórquel 98 adaptado para movimento alternado dentro do pistão 96. A seção do alojamento 12c e o mandril do testador de formação 54b incluem aberturas alinhadas 90a, 90b, respectivamente, que juntas formam a abertura 90 para receber o conjunto de sonda da formação 50. A haste 92 inclui uma parte de base circular 105 com um flange externo 106. Estendendo-se a partir da base 105 fica uma extensão tubular 107 com passagem central 108. A extremidade da extensão 107 inclui roscas internas em 109. A passagem central 108 está em comunicação fluida com a passagem de fluido 91 que, por sua vez, está em comunicação fluida com a câmara ou passagem de fluido longitudinal 93, mais bem mostradas na figura 3. A luva de fixação 94 inclui extremidade interna 111 que encaixa o flange 106 da haste 92. A luva de fixação 94 é presa dentro da abertura 90 por encaixe rosqueado no mandril 54b no segmento 110. A extremidade externa 112 da luva de fixação 94 se estende de forma a ficar substancialmente alinhada com a parte plana 136 formada no elemento do alojamento 12c. Espaçada circunferencialmente em tomo da superfície mais externa da luva de fixação 94 está uma pluralidade de recessos de encaixe da ferramenta 158. Esses recessos são empregados para rosquear o adaptador 94 para encaixe e desencaixe com o mandril 54b. A luva de fixação 94 inclui superfície interna cilíndrica 133 que tem partes de menor diâmetro 114, 115. Uma vedação 116 é disposta na superfície 114. O pistão 96 é retido de forma deslizante dentro da luva de fixação 94 e em geral inclui seção de base 118 e uma parte de extensão 119 que inclui superfície cilíndrica interna 120. O pistão 96 inclui adicionalmente furo central 121. O esnórquel 98 inclui uma parte de base 125, uma extensão do esnórquel 126 e uma passagem central 127 que se estende através da base 125 e da extensão 126. O aparelho de teste de formação 50 é montado de maneira tal que a base do pistão 118 possa alternar ao longo da superfície 113 da luva de fixação 94. Similarmente, a base do esnórquel 125 fica disposta dentro do pistão 96 e a extensão do esnórquel 126 é adaptada para movimento alternado ao longo da superfície do pistão 120. A passagem central 127 do esnórquel 98 é alinhada axialmente com a extensão tubular 107 da haste 92 e com a tela 100.Best shown in FIG. 5, the formation probe assembly 50 generally includes rod 92, a clamping sleeve 94, piston 96 adapted to alternate within the generally cylindrical clamping sleeve 94, and a bevel assembly 98 adapted for reciprocating movement. inside piston 96. Housing section 12c and formation tester arbor 54b include aligned openings 90a, 90b, respectively, which together form opening 90 to receive formation probe assembly 50. Rod 92 includes a portion of extending from base 105 is a tubular extension 107 with center passage 108. The end of extension 107 includes internal threads at 109. central passage 108 is in fluid communication with the passage of 91 which, in turn, is in fluid communication with the longitudinal fluid chamber or passageway 93, best shown in FIG. 3. which fits flange 106 to rod 92. Clamping sleeve 94 is secured within opening 90 by threaded engagement with chuck 54b in segment 110. Outer end 112 of clamping sleeve 94 extends substantially aligned with the portion 136 formed in the housing element 12c. Circumferentially spaced around the outermost surface of the clamping sleeve 94 is a plurality of tool recesses 158. These recesses are employed to thread the adapter 94 for engagement and disengagement with the chuck 54b. Clamping sleeve 94 includes cylindrical inner surface 133 having smaller diameter portions 114, 115. A seal 116 is disposed on surface 114. Piston 96 is slidably retained within clamping sleeve 94 and generally includes base section 118 and an extension portion 119 including an internal cylindrical surface 120. Piston 96 additionally includes center bore 121. The sieve 98 includes a base portion 125, a sieve extension 126 and a central passageway 127 extending through the base 125 and extension 126. The forming test apparatus 50 is mounted such that the piston base 118 can alternate along the surface 113 of the clamping sleeve 94. Similarly, the base of the groove 125 is disposed within the piston 96 and the extent of 126 is adapted for reciprocating movement along the surface of the piston 120. The central passage 127 of the 98 is aligned axially with the tubular extension 107 of the hash. te 92 and with screen 100.

Referindo-se às figuras 5 e 6C, a tela 100 é um elemento no geral tubular que tem um furo central 132 que se estende entre uma extremidade de entrada de fluido 131 e extremidade de saída 122. A extremidade de saída 122 inclui uma abertura central 123 que fica disposta em tomo da extensão da haste 107. A tela 100 inclui adicionalmente um flange 130 adjacente à extremidade de entrada de fluido 131 e um segmento fendado intemamente 133 que tem fendas 134. Aberturas 129 são formadas na tela 100 adjacentes à extremidade 122. Entre o segmento fendado 133 e as aberturas 129, a tela 100 inclui segmento rosqueado 124 para encaixar de forma rosqueada a extensão do esnórquel 126. O raspador 102 inclui um furo central 103, extensão rosqueada 104 e aberturas 101 que estão em comunicação fluida com o furo central 103. A seção 104 encaixa de forma rosqueada a seção rosqueada intemamente 109 da extensão da haste 107, e fica disposta dentro do furo central 132 da tela 100.Referring to FIGS. 5 and 6C, screen 100 is a generally tubular member having a central bore 132 extending between a fluid inlet end 131 and outlet end 122. Outlet end 122 includes a central opening 123 which is disposed about the extension of the rod 107. The screen 100 further includes a flange 130 adjacent the fluid inlet end 131 and an internally slotted segment 133 having slots 134. Holes 129 are formed in the screen 100 adjacent the end 122 Between the slotted segment 133 and the openings 129, the screen 100 includes threaded segment 124 to threadably engage the extension of the bore 126. The scraper 102 includes a central bore 103, threaded extension 104 and openings 101 which are in fluid communication with. central hole 103. Section 104 threadably fits integrally threaded section 109 of rod extension 107, and is disposed within central hole 132 of screen 100.

Referindo-se agora às figuras 5, 7 e 8, o bloco de vedação 140 pode ter forma geral de rosca, tendo superfície de base 141, uma superfície de vedação oposta 142 para selar na parede do furo de sondagem, uma superfície de borda circunferencial 143 e uma abertura central 144. Na modalidade mostrada, a superfície de base 141 é no geral plana e é ligada em uma saia de metal 145 que tem borda circunferencial 153 com recessos 152 e quinas 2008. O bloco de vedação 140 sela e impede que fluido de perfuração entre no conjunto da sonda 50 durante teste da formação de maneira a permitir que transdutores de pressão 160 meçam a pressão do fluido da formação. A taxa na qual a pressão medida pela ferramenta de teste de formação aumenta é uma indicação da permeabilidade da formação 9. Mais especificamente, o bloco de vedação 40 sela no depósito de lama 49 que se forma na parede do furo de sondagem 151. Tipicamente, a pressão do fluido da formação é menor que a pressão dos fluidos de perfuração que são circulados no furo de sondagem. Uma camada de resíduo do fluido de perfuração forma um depósito de lama 49 na parede do furo de sondagem e separa as duas áreas de pressão. O bloco 140, quando estendida, adequa sua forma à da parede do furo de sondagem e, juntamente com o depósito de lama 49, forma uma vedação através da qual fluidos da formação podem ser coletados.Referring now to FIGS. 5, 7 and 8, sealing block 140 may have a general threaded shape having base surface 141, an opposite sealing surface 142 for sealing a circumferential edge surface to the borehole wall. 143 and a central opening 144. In the embodiment shown, the base surface 141 is generally flat and is attached to a metal skirt 145 having circumferential edge 153 with recesses 152 and 2008 edges. The sealing block 140 seals and prevents drilling fluid enters the probe assembly 50 during formation testing to allow pressure transducers 160 to measure the pressure of the formation fluid. The rate at which the pressure measured by the formation test tool increases is an indication of the formation permeability 9. More specifically, the sealing block 40 seals in the sludge deposit 49 that forms on the borehole wall 151. Typically, the formation fluid pressure is less than the pressure of the drilling fluids that are circulated in the borehole. A layer of drilling fluid residue forms a mud deposit 49 on the borehole wall and separates the two pressure areas. Block 140, when extended, matches its shape to that of the borehole wall and, together with mud deposit 49, forms a seal through which formation fluids can be collected.

Mais bem mostrado nas figuras 3, 5 e 6, o bloco 140 é dimensionado para que ela possa ser retraída completamente dentro da abertura 90. Nesta posição, o bloco 140 é protegido tanto pela parte plana 136 que envolve a abertura 90 como pelo recesso 135 que posiciona a face 136 na posição para trás em relação à superfície externa do alojamento 12. O bloco 140 é preferivelmente feito de um material elastomérico, mas não está limitada a um material como esse.Best shown in FIGS. 3, 5 and 6, block 140 is sized so that it can be fully retracted within opening 90. In this position, block 140 is protected by both the flat portion 136 surrounding opening 90 and recess 135 which places face 136 in a rearward position relative to the outer surface of housing 12. Block 140 is preferably made of an elastomeric material, but is not limited to such a material.

Como um recurso para um bom bloco de vedação, a ferramenta 10 pode incluir, entre outras coisas, centralizadores para centralizar o conjunto de sonda da formação 50 e assim normalizar o bloco 140 em relação à parede do furo de sondagem. Por exemplo, o testador de formação pode incluir pistões de centralização acoplados a um circuito de fluido hidráulico configurado para estender os pistões de uma maneira tal a proteger o conjunto da sonda e bloco, e também fornecer um bom bloco de vedação. O circuito hidráulico 200 usado para operar o conjunto da sonda 50, válvula equalizadora 60 e pistão de rebaixamento 170 está ilustrado na figura 9. Um controlador a base de microprocessador 190 é acoplado eletricamente a todos os elementos controlados no circuito hidráulico 200 ilustrado na figura 10, embora as conexões elétricas a tais elementos sejam convencionais e não estejam ilustradas, a não ser esquematicamente. O controlador 190 fica localizado no módulo eletrônico 30 na seção do alojamento 12a, embora ele possa ficar alojado em qualquer lugar no conjunto de furo de fundo 6. O controlador 190 detecta os sinais de controle transmitidos de um controlador principal (não mostrado) alojado no sub MWD 13 do conjunto de furo de fundo 6 que, por sua vez, recebe instruções transmitidas da superfície por meio de telemetria de pulso de lama, ou qualquer dos vários outros mecanismos convencionais para transmitir sinais para ferramentas de furo descendente.As a feature for a good sealing block, the tool 10 may include, among other things, centralizers to center the formation probe assembly 50 and thereby normalize the block 140 to the drillhole wall. For example, the formation tester may include centering pistons coupled to a hydraulic fluid circuit configured to extend the pistons in such a manner as to protect the probe and block assembly, and also provide a good sealing block. The hydraulic circuit 200 used to operate the probe assembly 50, equalizing valve 60, and lowering piston 170 is illustrated in Figure 9. A microprocessor based controller 190 is electrically coupled to all controlled elements in the hydraulic circuit 200 illustrated in Figure 10. although the electrical connections to such elements are conventional and not illustrated except schematically. Controller 190 is located in electronics module 30 in housing section 12a, although it may be housed anywhere in bottom hole assembly 6. Controller 190 detects control signals transmitted from a main controller (not shown) housed in sub MWD 13 of the bottom hole assembly 6 which in turn receives instructions transmitted from the surface by mud pulse telemetry, or any of a number of other conventional mechanisms for transmitting signals to downhole tools.

Quando o controlador 190 recebe um comando para iniciar teste da formação, a coluna de perfuração para de girar. Conforme mostrado na figura 9, o motor 64 é acoplado na bomba 66 que extrai fluido hidráulico do reservatório hidráulico 78 através de uma tela reparável 79. Conforme será descrito, a bomba 66 direciona fluido hidráulico para o circuito hidráulico 200 que inclui conjunto de sonda da formação 50, válvula equalizadora 60, pistão de rebaixamento 170 e válvulas solenoides 176, 178, 180. A operação do testador de formação 10 é mais bem entendida com referência à figura 9 em conjunto com as figuras 3A 5 e 6A-C. Em resposta a um sinal de controle elétrico, o controlador 190 energiza a válvula solenoide 180, e dá partida no motor 64. A bomba 66 então começa a pressurizar o circuito hidráulico 200 e, mais particularmente, carrega o acumulador de retração da sonda 182. O ato de carregar o acumulador 182 também garante que o conjunto de sonda 50 seja retraído, e que o pistão de rebaixamento 170 fique na sua posição apoiada inicial descrita com referência à figura 3A. Quando a pressão no sistema 200 atinge um valor predeterminado, tal como 1.800 psi (12.402 MPa), detectada pelo transdutor de pressão 160b, o controlador 190 (que monitora continuamente a pressão no sistema) energiza a válvula solenoide 176 e desenergiza a válvula solenoide 180, que faz com que o pistão da sonda 96 e esnórquel 98 comecem se estender em direção à parede do furo de sondagem 151. Simultaneamente, a válvula de retenção 194 e válvula de escape 193 selam o acumulador de retração da sonda 182 a uma carga de pressão entre aproximadamente 500 e 1.250 psi (3.448 a 8.619 MPa). O pistão 96 e o esnórquel 98 se estendem da posição mostrada na figura 6A para a mostrada na figura 6B onde o bloco 140 encaixa o depósito de lama 49 na parede do furo de sondagem 151. Com continuidade de suprimento de pressão hidráulica no lado de extensão do pistão 96 e do esnórquel 98, o esnórquel então penetra no depósito de lama, conforme mostrado na figura 6C. Existem duas posições expandidas do esnórquel 98, mostradas no geral nas figuras 6B e 6C. O pistão 96 e o esnórquel 98 se movem para fora juntos até que bloco 140 encaixe a parede do furo de sondagem 151. Este movimento combinado continua até que a força da parede do furo de sondagem contra o bloco 140 atinja uma magnitude predeterminada, por exemplo, 5.500 lbs (2.495 kg), fazendo com que o bloco 140 seja comprimido. Neste ponto, ocorre um segundo estágio de expansão, com o esnórquel 98 então se movendo dentro dos cilindros 120 no pistão 96 para penetrar no depósito de lama 49 na parede do furo de sondagem 151 e receber fluidos da formação. O bloco de vedação 140 é pressionado contra a parede do furo de sondagem, a pressão no circuito 200 aumenta e, quando ela atinge uma pressão predeterminada, a válvula 192 se abre de maneira a fechar a válvula equalizadora 60, isolando assim a passagem de fluido 93 do espaço anular. Desta maneira, a válvula 192 garante que a válvula 60 se fecha somente depois que o bloco de vedação 140 tiver enfiado em contato com o depósito de lama 49 que reveste a parede do furo de sondagem 151. A passagem 93, agora fechada para o espaço anular 150, está em comunicação fluida com o cilindro 175 na extremidade superior do cilindro 177 no coletor de rebaixamento 89, mais bem mostrado na figura 3A.When controller 190 receives a command to initiate formation test, the drill string stops rotating. As shown in Fig. 9, motor 64 is coupled to pump 66 which draws hydraulic fluid from hydraulic reservoir 78 via a repairable screen 79. As will be described, pump 66 directs hydraulic fluid to hydraulic circuit 200 which includes a probe assembly. 50, equalizing valve 60, lowering piston 170 and solenoid valves 176, 178, 180. The operation of the forming tester 10 is best understood with reference to FIG. 9 in conjunction with FIGS. 3A 5 and 6A-C. In response to an electrical control signal, controller 190 energizes solenoid valve 180, and starts motor 64. Pump 66 then begins to pressurize hydraulic circuit 200 and, more particularly, charges probe retraction accumulator 182. Charging the accumulator 182 also ensures that the probe assembly 50 is retracted, and that the lowering piston 170 is in its initial supported position described with reference to FIG. 3A. When pressure in system 200 reaches a predetermined value, such as 1,800 psi (12,402 MPa), detected by pressure transducer 160b, controller 190 (which continuously monitors system pressure) energizes solenoid valve 176 and de-energizes solenoid valve 180 , which causes the probe piston 96 and bore 98 to begin to extend toward the borehole wall 151. At the same time, check valve 194 and exhaust valve 193 seal the probe retraction accumulator 182 at a load of up to 40 ° C. approximately 500 to 1,250 psi (3,448 to 8,619 MPa). Piston 96 and squirrel 98 extend from the position shown in figure 6A to that shown in figure 6B where block 140 fits the mud sump 49 to the borehole wall 151. With continuous hydraulic pressure supply on the extension side from piston 96 and squirrel 98, squirrel then enters the sludge deposit as shown in figure 6C. There are two expanded positions of the squirrel 98, shown generally in figures 6B and 6C. Piston 96 and squirrel 98 move outwardly together until block 140 engages the borehole wall 151. This combined motion continues until the force of the borehole wall against block 140 reaches a predetermined magnitude, for example. , 5,500 lbs (2,495 kg), causing block 140 to be compressed. At this point, a second expansion stage occurs, with the squirrel 98 then moving into the cylinders 120 at the piston 96 to penetrate the sludge deposit 49 in the borehole wall 151 and receive formation fluids. Sealing block 140 is pressed against the borehole wall, pressure in circuit 200 increases, and when it reaches a predetermined pressure, valve 192 opens to close equalizing valve 60, thereby isolating fluid flow 93 of annular space. In this way, valve 192 ensures that valve 60 closes only after the sealing block 140 has been in contact with the mud deposit 49 lining the borehole wall 151. Passage 93, now closed to space annular 150, is in fluid communication with cylinder 175 at the upper end of cylinder 177 in the lowering manifold 89, best shown in Figure 3A.

Com a válvula solenoide 176 ainda energizada, o acumulador da vedação da sonda 184 é carregado até que o sistema atinja uma pressão predeterminada, por exemplo, 1.800 psi (12.411 MPa), detectada pelo transdutor de pressão 160b. Quando essa pressão é atingida, o controlador 190 energiza a válvula solenoide 178 para começar o rebaixamento. A energização da válvula solenoide 189 permite que fluido pressurizado entre na parte 172a do cilindro 172, fazendo com que o pistão de rebaixamento 170 retraia. Quando isso ocorre, o êmbolo 174 se move dentro do cilindro 177 de maneira tal que o volume da passagem de fluido 93 aumente no volume da área do êmbolo 174 vezes o comprimento de seu curso ao longo do cilindro 177. Este movimento aumenta o volume do cilindro 175, aumentando assim o volume da passagem de fluido 93. Por exemplo, o volume da passagem de fluido 93 pode ser aumentado em 10 cm3 em decorrência de o pistão 170 ser retraído. À medida que o pistão de rebaixamento 170 é atuado, fluido da formação pode ser assim extraído pela passagem central 127 do esnórquel 98 e através da tela 100. O movimento do pistão de rebaixamento 170 dentro de seu cilindro 172 diminui a pressão na passagem fechada 93 para uma pressão abaixo da pressão de formação, de maneira tal que o fluido da formação seja extraído através da tela 100 e esnórquel 98 para a abertura 101, e em seguida através da passagem da haste 108 para a passagem 91 que está em comunicação fluida com a passagem 93 e parte do mesmo sistema de fluido fechado. No total, câmaras de fluido 93 (que incluem o volume de várias passagens de fluido interconectadas, incluindo passagens no conjunto de sonda 50, passagens 85, 93 (figura 3), as passagens 93 interconectando o pistão de rebaixamento 170 e transdutores de pressão 160 a, c) podem ter um volume de aproximadamente 40 cm3. A lama de perfuração no espaço anular 150 não é extraída para o esnórquel 98 em virtude do bloco de vedação 140 selar no depósito de lama. O esnórquel 98 serve como um conduto através do qual o fluido da formação pode passar e a pressão do fluido da formação pode ser medida na passagem 93 enquanto o bloco de vedação 140 serve como uma vedação para impedir que fluidos anulares entrem no esnórquel 98 e invalidem a medição de pressão de formação.With solenoid valve 176 still energized, probe seal accumulator 184 is charged until the system reaches a predetermined pressure, for example 1,800 psi (12,411 MPa), detected by pressure transducer 160b. When this pressure is reached, controller 190 energizes solenoid valve 178 to begin lowering. Powering up the solenoid valve 189 allows pressurized fluid to enter portion 172a of cylinder 172, causing lowering piston 170 to retract. When this occurs, plunger 174 moves within cylinder 177 such that the volume of fluid passage 93 increases in the volume of the plunger area 174 times the length of its stroke along cylinder 177. This movement increases the volume of the plunger. cylinder 175, thereby increasing the volume of fluid passage 93. For example, the volume of fluid passage 93 may be increased by 10 cm 3 as the piston 170 is retracted. As the lowering piston 170 is actuated, formation fluid can thus be drawn through the center passage 127 of the slug 98 and through the screen 100. The movement of the lowering piston 170 within its cylinder 172 decreases the pressure in the closed passage 93. to a pressure below the forming pressure such that the forming fluid is drawn through the screen 100 and bevel 98 to the opening 101, and then through the passage of the rod 108 to the passage 91 which is in fluid communication with. passage 93 is part of the same closed fluid system. In total, fluid chambers 93 (which include the volume of several interconnected fluid passages, including passages in probe assembly 50, passages 85, 93 (Figure 3), passages 93 interconnecting lowering piston 170 and pressure transducers 160 a, c) may have a volume of approximately 40 cm3. The drilling mud in the annular space 150 is not extracted into the groove 98 because the sealing block 140 seals in the mud sump. The squirrel 98 serves as a conduit through which the formation fluid can pass and the pressure of the formation fluid can be measured at passage 93 while the sealing block 140 serves as a seal to prevent annular fluids from entering the squirrel 98 and invalidating. the formation pressure measurement.

Referindo-se momentaneamente à figura 6B, fluido da formação é extraído primeiramente para o furo central 132 da tela 100. Ele passa então através de fendas 134 no segmento fendado da tela 133 de maneira tal que partículas no fluido sejam filtradas do fluxo e não sejam extraídas para a passagem 93. O fluido da formação então passa entre a superfície externa da tela 100 e da superfície interna da extensão do esnórquel 126 onde ele em seguida passa através das aberturas 123 na tela 100 e para dentro de uma passagem central 108 da haste 92 passando através das aberturas 101 e furo de passagem central 103 do raspador 102.Referring momentarily to FIG. 6B, formation fluid is first extracted into the central bore 132 of screen 100. It then passes through slots 134 in the slotted segment of screen 133 such that particles in the fluid are filtered from the stream and are not filtered. drawn into the passage 93. The forming fluid then passes between the outer surface of the mesh 100 and the inner surface of the spindle extension 126 where it then passes through the openings 123 in the mesh 100 and into a central stem passage 108. 92 passing through the openings 101 and central through hole 103 of the scraper 102.

Referindo-se novamente à figura 9, com o bloco de vedação 140 selado na parede do furo de sondagem, a válvula de retenção 195 mantém a pressão desejada que age no pistão 96 e no esnórquel 98 para manter a devida vedação do bloco 140. Adicionalmente, em virtude de o acumulador da vedação da sonda 184 estar completamente carregado, caso a ferramenta 10 se mova durante o rebaixamento, volume de fluido hidráulico adicional pode ser suprido ao pistão 96 e ao esnórquel 98 para garantir que o bloco de vedação 140 permaneça hermeticamente selada na parede do furo de sondagem. Além do mais, caso a parede do furo de sondagem 151 se mova nas proximidades do bloco 140, o acumulador da vedação da sonda 184 suprirá volume de fluido hidráulico adicional ao pistão 96 e esnórquel 98 para garantir que o bloco de vedação 140 permaneça hermeticamente selado na parede do furo de sondagem 151. Sem o acumulador 184 no circuito 200, o movimento da ferramenta 10 ou parede do furo de sondagem 151, e assim do conjunto de sonda da formação 50, resultaria em uma perda de vedação no bloco 140 e uma falha no teste da formação.Referring again to FIG. 9, with sealing block 140 sealed to the borehole wall, check valve 195 maintains the desired pressure acting on piston 96 and seal 98 to maintain proper sealing of block 140. Additionally , because the probe seal accumulator 184 is fully charged, if tool 10 moves during lowering, additional hydraulic fluid volume may be supplied to piston 96 and spline 98 to ensure that sealing block 140 remains hermetically sealed. sealed to the borehole wall. In addition, if the borehole wall 151 moves in the vicinity of block 140, probe seal accumulator 184 will supply additional hydraulic fluid volume to piston 96 and sealing 98 to ensure that sealing block 140 remains tightly sealed. without the borehole 184 in circuit 200, movement of the tool 10 or borehole wall 151, and thus of the probe assembly 50, would result in a loss of sealing in block 140 and a formation test failed.

Com o pistão de rebaixamento 170 na sua posição completamente retraída e o fluido da formação extraído para o sistema 93 fechado, a pressão se estabilizará e permitirá que transdutores de pressão 160 a, c detectem e meçam pressão do fluido da formação. A pressão medida é transmitida ao controlador 190 na seção dos componentes eletrônicos, onde a informação é armazenada na memória e, altemativamente, ou adicionalmente, é comunicada ao controlador principal na ferramenta MWD 13 abaixo do testador de formação 10, onde ela pode ser transmitida à superfície por meio de telemetría de pulso de lama ou por qualquer outro mecanismo de telemetria convencional.With the lowering piston 170 in its fully retracted position and the formation fluid drawn into the closed system 93, the pressure will stabilize and allow pressure transducers 160 a, c to detect and measure formation fluid pressure. The measured pressure is transmitted to controller 190 in the electronics section, where information is stored in memory and alternatively, or additionally, is communicated to the main controller in tool MWD 13 below the formation tester 10, where it can be transmitted to surface by means of mud pulse telemetry or any other conventional telemetry mechanism.

Quando o rebaixamento é completado, o pistão 170 atua uma chave de contato 320 montada na tampa de extremidade 400 e pistão 170, conforme mostrado na figura 3A. O conjunto da chave de rebaixamento consiste de contato 300, fio 308 acoplado no contato 300, êmbolo 302, mola 304, mola terra 306 e anel de retenção 310. O pistão 170 atua a chave 320 fazendo com que o êmbolo 302 encaixe o contato 300 que faz com que o fio 308 acople no terra do sistema pelo contato 300 no êmbolo 302 na mola terra 306 no pistão 170 na tampa de extremidade 400 que está em comunicação com o terra do sistema (não mostrado).When the lowering is completed, piston 170 acts a contact switch 320 mounted on end cap 400 and piston 170 as shown in Figure 3A. The countersunk switch assembly consists of contact 300, wire 308 coupled to contact 300, plunger 302, spring 304, ground spring 306, and retaining ring 310. Piston 170 actuates key 320 causing plunger 302 to engage contact 300 which causes wire 308 to engage in system ground by contact 300 on plunger 302 in ground spring 306 on piston 170 in end cap 400 that is in communication with system ground (not shown).

Quando a chave de contato 320 é atuada, o controlador 190 responde desligando o motor 64 e a bomba 66 para economizar energia. A válvula de retenção 196 aprisiona a pressão hidráulica e mantém o pistão 170 na sua posição retraída. No caso de qualquer vazamento de fluido hidráulico que possa permitir que o pistão 170 comece se mover para sua posição apoiada original, o acumulador de rebaixamento 186 proverá o volume de fluido necessário para compensar qualquer tal vazamento e manter assim força suficiente para reter o pistão 170 na sua posição retraída.When contact switch 320 is actuated, controller 190 responds by shutting down motor 64 and pump 66 to save power. Check valve 196 traps hydraulic pressure and holds piston 170 in its retracted position. In the event of any hydraulic fluid leakage that could allow piston 170 to start moving to its original supported position, the lowering accumulator 186 will provide the fluid volume necessary to compensate for such leakage and thereby maintain sufficient force to retain piston 170. in its stowed position.

Durante este intervalo, o controlador 190 monitora continuamente a pressão na passagem de fluido 93 por meio de transdutores de pressão 160a, c até que a pressão estabilize, ou depois de um intervalo de tempo predeterminado.During this interval, the controller 190 continuously monitors the pressure in the fluid passage 93 by means of pressure transducers 160a, and until the pressure stabilizes, or after a predetermined time interval.

Quando a pressão medida estabiliza, ou depois de um intervalo de tempo predeterminado, o controlador 190 desenergiza a válvula solenoide 176. A desenergização da válvula solenoide 176 remove pressão do lado fechado da válvula equalizadora 60 e do lado de extensão do pistão da sonda 96. A mola 58 então retoma a válvula equalizadora 60 para seu estado normalmente aberto, e o acumulador de retração da sonda 182 fará com que o pistão 96 e o esnórquel 98 se retraiam, de maneira tal que o bloco de vedação 140 fique desencaixado da parede do furo de sondagem. Em seguida, o controlador 190 novamente aciona o motor 64 para acionar a bomba 66 e novamente energiza a válvula solenoide 180. Esta etapa garante que o pistão 96 e o esnórquel 98 sejam completamente retraídos e que a válvula equalizadora 60 fique aberta. Dado este arranjo, a ferramenta da formação tem um mecanismo redundante de retração da sonda. A força de retração ativa é provida pela bomba 66. Uma força de retração passiva é suprida pelo acumulador de retração da sonda 182 que é capaz de retrair a sonda mesmo no caso de perda de potência. O acumulador 182 pode ser carregado na superfície antes de ser empregado no fundo do poço para fornecer pressão para reter o pistão e o esnórquel no alojamento 12c.When the measured pressure stabilizes, or after a predetermined time interval, controller 190 de-energizes solenoid valve 176. De-energizing solenoid valve 176 removes pressure from the closed side of equalizer valve 60 and the piston extension side of probe 96. Spring 58 then resumes equalizer valve 60 to its normally open state, and probe retraction accumulator 182 will cause piston 96 and squirrel 98 to retract such that sealing block 140 is detached from the wall of the housing. borehole. Then, controller 190 again drives motor 64 to drive pump 66 and again energizes solenoid valve 180. This step ensures that piston 96 and squirrel 98 are fully retracted and equalizer valve 60 is open. Given this arrangement, the forming tool has a redundant probe retraction mechanism. The active retracting force is provided by the pump 66. A passive retracting force is supplied by the probe retraction accumulator 182 which is capable of retracting the probe even in the event of power loss. The accumulator 182 may be surface loaded prior to being deployed at the rock bottom to provide pressure to retain the piston and the groove in housing 12c.

Referindo-se novamente de forma rápida às figuras 5 e 6, à medida que o pistão 96 e o esnórquel 98 se retraem de suas posições normais mostradas na figura 6C para as da figura 6B, e em seguida da figura 6A, a tela 100 é rebaixada no esnórquel 98. À medida que isto ocorre, o flange na borda externa do raspador 102 arrasta e assim raspa a superfície interna do elemento de tela 100. Desta maneira, material peneirado do fluido da formação mediante sua entrada na tela 100 e no esnórquel 98 é removido da tela 100 e depositado no espaço anular 150. Similarmente, o raspador 102 raspa a superfície interna do elemento de tela 100 quando o esnórquel 98 e a tela 100 se estendem em direção à parede do furo de sondagem.Referring again briefly to FIGS. 5 and 6, as piston 96 and squirrel 98 retract from their normal positions shown in FIG. 6C to those of FIG. 6B, and then FIG. 6A, screen 100 is shown. as this occurs, the flange on the outer edge of the scraper 102 drags and thus scrapes the inner surface of the screen member 100. In this manner, material sieved from the forming fluid upon its entry into the screen 100 and the screen. 98 is removed from screen 100 and deposited in annular space 150. Similarly, scraper 102 scrapes the inner surface of screen element 100 when the bore 98 and screen 100 extend toward the borehole wall.

Depois que uma pressão predeterminada, por exemplo 1.800 psi (12.411 MPa), é detectada pelo transdutor de pressão 160b e comunicada ao controlador 190 (indicando que a válvula equalizadora está aberta e que o pistão e o esnórquel estão completamente retraídos), o controlador 190 desenergiza a válvula solenoide 178 para remover pressão do lado 172a do pistão de rebaixamento 170. Com a válvula solenoide 180 permanecendo energizada, pressão positiva é aplicada no lado 172b do pistão de rebaixamento 170 para garantir que o pistão 170 retorne para sua posição original (mostrada na figura 3). O controlador 190 monitora a pressão por meio do transdutor de pressão 160b e, quando uma pressão predeterminada é atingida, o controlador 190 determina que o pistão 170 retornou completamente e desliga o motor 64 e a bomba 66, e desenergiza a válvula solenoide 180. Com todas válvulas solenoides 176, 178, 180 retomadas para suas posições originais e com o motor 64 desligado, a ferramenta 10 volta para sua condição original e a perfuração pode ser novamente iniciada. A válvula de escape 197 protege o sistema hidráulico 200 de sobrepressâo e de transientes de pressão. Várias válvulas de escape adicionais podem ser providas. A válvula de escape térmico 198 protege seções de pressão aprisionada contra sobrepressâo, A válvula de retenção 199 impede refluxo na bomba 66. A ferramenta de teste de formação 10 pode operar cm dois modos gerais: operação com bombas ligadas e operação com bombas desligadas. Durante uma operação com bombas ligadas, lama bombeia 11 uido de perfuração da bomba da superfície através da coluna de perfuração 6 e de volta para cima no espaço anular 150 durante o teste. Usando essa coluna de fluido de perfuração, a ferramenta 10 pode transmitir dados para a superfície usando telemetria de pulso de lama durante o teste da formação. A ferramenta 10 pode também receber comandos de telemetria de pulso de lama da superfície. Durante um teste da formação, o tubo de perfuração e a ferramenta de teste de formação não giram. Entretanto, pode ser o caso em que um movimento intermediário ou rotação da coluna de perfuração é necessário. Como um recurso de segurança, a qualquer momento durante o teste da formação, um comando de abortar pode ser transmitido da superfície para a ferramenta de teste de formação 10. Em resposta a este comando de abortar, a ferramenta de teste de formação imediatamente interromperá o teste da formação e retrairá o pistão da sonda para sua posição normal retraída para perfuração. O tubo de perfuração pode então se mover ou rotacionar sem causar danos na ferramenta de teste de formação.After a predetermined pressure, for example 1,800 psi (12,411 MPa), is detected by the pressure transducer 160b and communicated to controller 190 (indicating that the equalizing valve is open and the piston and groove are fully retracted), controller 190 de-energizes solenoid valve 178 to remove pressure from side 172a of lowering piston 170. With solenoid valve 180 remaining energized, positive pressure is applied to side 172b of lowering piston 170 to ensure that piston 170 returns to its original position (shown in figure 3). Controller 190 monitors pressure via pressure transducer 160b and, when a predetermined pressure is reached, controller 190 determines that piston 170 has completely returned and shuts off motor 64 and pump 66, and de-energizes solenoid valve 180. With all solenoid valves 176, 178, 180 are returned to their original positions and with engine 64 turned off, tool 10 returns to its original condition and drilling can be started again. Relief valve 197 protects hydraulic system 200 from overpressure and pressure transients. Several additional exhaust valves may be provided. Thermal relief valve 198 protects trapped pressure sections against overpressure. Check valve 199 prevents backflow at pump 66. Formation test tool 10 can operate in two general modes: operation with pumps on and operation with pumps off. During operation with connected pumps, mud pumps 11 drilling fluid from the surface pump through the drill string 6 and back up into the annular space 150 during the test. Using this drilling fluid column, tool 10 can transmit data to the surface using mud pulse telemetry during formation testing. Tool 10 may also receive surface mud pulse telemetry commands. During a formation test, the drill pipe and formation test tool do not rotate. However, it may be the case where an intermediate movement or rotation of the drill string is required. As a safety feature, at any time during the formation test, an abort command may be transmitted from the surface to the formation test tool 10. In response to this abort command, the formation test tool will immediately interrupt the formation test and retract the probe piston to its normal retracted drilling position. The drill pipe can then move or rotate without damaging the forming test tool.

Durante uma operação com bombas desligadas, um recurso de segurança similar pode também ser ativado. A ferramenta de teste de formação 10 e/ou ferramenta MWD 13 podem ser adaptados para detectar quando bombas de escoamento de lama estão ligadas. Consequentemente, o ato de ligar as bombas e restabelecer o fluxo através da ferramenta pode ser detectado pelo transdutor de pressão 160d ou por outros sensores de pressão no conjunto de furo de fundo 6. Este sinal será interpretado por um controlador na ferramenta MWD 13 ou outro controle e comunicado ao controlador 190 que é programado para disparar automaticamente um comando de abortar na ferramenta de teste de formação 10. Neste ponto, a ferramenta de teste de formação 10 imediatamente interromperá o teste da formação e retrairá o pistão da sonda para sua posição normal para perfuração. O tubo de perfuração pode então se mover ou rotacionar sem causar danos na ferramenta de teste de formação.During pump off operation, a similar safety feature may also be activated. Forming test tool 10 and / or MWD tool 13 may be adapted to detect when sludge pumps are connected. Consequently, the actuation of starting the pumps and restoring flow through the tool may be detected by the pressure transducer 160d or other pressure sensors in the bottom bore assembly 6. This signal will be interpreted by a controller in the MWD 13 tool or other. control and communicated to controller 190 that it is programmed to automatically trigger an abort command on formation test tool 10. At this point, formation test tool 10 will immediately stop the formation test and retract the probe piston to its normal position. for drilling. The drill pipe can then move or rotate without damaging the forming test tool.

Os comandos de ligação ascendente ou ligação descendente não são limitados a telemetria de pulso de lama. A título de exemplo, e não de limitação, outros sistemas de telemetria podem incluir métodos manuais, incluindo ciclos de bombeamento, bandas de fluxo/pressão, rotação de tubo ou combinações destes. Outras possibilidades incluem métodos eletromagnéticos (EM), acústicos e telemetria por cabo de perfuração. Uma vantagem de usar métodos de telemetria alternativos se baseia no fato de que telemetria de pulso de lama (tanto ascendente como descendente) exige bombeamento ativo, mas outros sistemas de telemetria não. O comando de abortar de segurança, portanto pode ser transmitido da superfície à ferramenta de teste de formação usando um sistema de telemetria alternativo independente se as bombas de escoamento de lama estão ligadas ou desligadas. O receptor de furo descendente para ligação descendente de comandos ou dados da superfície pode residir dentro da ferramenta de teste de formação ou dentro de uma ferramenta MWD 13 com a qual ele comunica. Similarmente, o transmissor de furo descendente 10 para ligação ascendente de comandos ou dados de furo descendente pode residir dentro da ferramenta de teste de formação 10 ou dentro de uma ferramenta MWD 13 com a qual ele comunica. Os receptores e transmissores podem cada qual ficar posicionados na ferramenta MWD 13 e os sinais do receptor podem ser processados, analisados e transmitidos a um controlador principal na ferramenta MWD 13 antes de ser transmitidos ao controlador local 190 na ferramenta de teste de formação 10.Uplink or downlink commands are not limited to mud pulse telemetry. By way of example, and not limitation, other telemetry systems may include manual methods, including pumping cycles, flow / pressure bands, tube rotation or combinations thereof. Other possibilities include electromagnetic (EM) methods, acoustic methods, and wire rope telemetry. An advantage of using alternative telemetry methods is that mud pulse telemetry (both up and down) requires active pumping, but other telemetry systems do not. The safety abort command can therefore be transmitted from the surface to the formation test tool using an alternate telemetry system regardless of whether the sludge pumps are on or off. The downhole receiver for downlink commands or surface data may reside within the forming test tool or within a MWD tool 13 with which it communicates. Similarly, the downhole transmitter 10 for uploading downhole commands or data may reside within the forming test tool 10 or within a MWD tool 13 with which it communicates. The receivers and transmitters may each be positioned on the MWD 13 tool and the receiver signals may be processed, analyzed and transmitted to a master controller on the MWD 13 tool before being transmitted to the local controller 190 on the formation test tool 10.

Comandos ou dados transmitidos da superfície para a ferramenta de teste de formação podem ser usados sem ser para transmitir um comando de abortar de segurança. A ferramenta de teste de formação pode ter muitos modos de operação pré-programados. Um comando da superfície pode ser usado para selecionar o modo de operação desejado. Por exemplo, um de uma pluralidade de modos de operação pode ser selecionado, transmitindo uma sequência de cabeçalho indicando uma mudança no modo de operação seguida por um número de pulsos que corresponde a esse modo de operação. Outros mecanismos de seleção de um modo de operação certamente serão conhecidos pelos versados na técnica.Commands or data transmitted from the surface to the formation test tool may be used other than to transmit a safety abort command. The formation test tool can have many preprogrammed modes of operation. A surface command can be used to select the desired operating mode. For example, one of a plurality of modes of operation may be selected by transmitting a header sequence indicating a change in mode of operation followed by a number of pulses corresponding to that mode of operation. Other mechanisms for selecting a mode of operation will surely be known to those skilled in the art.

Além dos modos de operação discutidos, outras informações podem ser transmitidas da superfície para a ferramenta de teste de formação 10. Esta informação pode incluir dados operacionais críticos, tais como profundidade ou densidade da lama de perfuração da superfície. A ferramenta de teste de formação pode usar esta informação para ajudar refinar as medições ou cálculos feitos no fundo do poço ou selecionar um modo de operação. Comandos da superfície podem também ser usados para programar a ferramenta de teste de formação para realizar um modo que não seja pré-programado.In addition to the operating modes discussed, other information may be transmitted from the surface to the formation test tool 10. This information may include critical operational data such as depth or density of the surface drilling mud. The formation test tool can use this information to help refine downhole measurements or calculations or select an operating mode. Surface commands can also be used to program the formation test tool to perform a mode that is not preprogrammed.

Medição de Propriedades de formação Referindo-se novamente à figura 9, a ferramenta de teste de formação 10 pode incluir quatro transdutores de pressão 160: dois medidores de cristal de quartzo 160a, lóOd, um medidor de deformação resistivo I60c e um medidor de deformação resistivo diferencial 160b. Um dos medidores de cristal de quartzo 160a está em comunicação com a lama do espaço anular e também detecta pressões da formação durante o teste da formação. O outro medidor de cristal de quartzo lóOd está em comunicação com o furo de escoamento 14 a todo momento. Além do mais, ambos os medidores de cristal de quartzo 160a e 160d podem ter sensores de temperatura associados com os cristais. Os sensores de temperatura podem ser usados compensar os efeitos térmicos na medição de pressão. Os sensores de temperatura podem também ser usados para medir a temperatura dos fluidos próxima aos transdutores de pressão. Por exemplo, o sensor de temperatura associado com o medidor de cristal de quartzo 160a é usado para medir a temperatura do fluido próxima ao medidor na câmara 93. O terceiro transdutor é um medidor de deformação resisti vo 160c e está em comunicação com a lama do espaço anular e também detecta pressões da formação durante o teste da formação. Os transdutores de quartzo 160a, 160d fornecem informação de pressão de estado estacionário precisa, ao passo que o medidor de deformação resisti vo 160c fornece resposta transiente mais rápida. Na realização do sequenciamento durante o teste da formação, a câmara 93 é fechada e tanto o medidor de quarto 160a como o medidor de deformação resistivo 160a do espaço anular medem pressão no interior da câmara fechada 93. O transdutor de medidor de deformação resistivo 160c essencialmente é usado para suplementar as medições do medidor de quartzo 160a. Quando o testador de formação 10 não está em uso, os transdutores de quartzo 160a, 160d podem medir operacionalmente a pressão durante a perfuração para servir como uma pressão durante a perfuração da ferramenta.Forming Properties Measurement Referring again to Figure 9, the forming test tool 10 may include four pressure transducers 160: two quartz crystal meters 160a, 10Od, one resistive strain gauge I60c and one resistive strain gauge differential 160b. One of the quartz crystal meters 160a is in communication with the annular space sludge and also detects formation pressures during the formation test. The other quartz crystal meter is in communication with the flow hole 14 at all times. In addition, both 160a and 160d quartz crystal meters may have temperature sensors associated with the crystals. Temperature sensors can be used to compensate for thermal effects in pressure measurement. Temperature sensors can also be used to measure fluid temperatures near pressure transducers. For example, the temperature sensor associated with the quartz crystal gauge 160a is used to measure the temperature of the fluid near the gauge in chamber 93. The third transducer is a resistive strain gauge 160c and is in communication with the slurry. annular space and also detects formation pressures during the formation test. Quartz transducers 160a, 160d provide accurate steady state pressure information, while resistive strain gauge 160c provides faster transient response. In performing sequencing during the formation test, the chamber 93 is closed and both the quarter meter 160a and the annular space resistive strain gauge 160a measure pressure inside the closed chamber 93. The resistive strain gauge transducer 160c is essentially It is used to supplement the 160a quartz meter measurements. When forming tester 10 is not in use, quartz transducers 160a, 160d can operationally measure pressure during drilling to serve as pressure during tool drilling.

Referindo-se agora à figura 10, um gráfico de pressão em função do tempo ilustra de uma maneira geral a pressão detectada pelos transdutores de pressão 160a, 160c durante a operação do testador de formação 10. À medida que fluido da formação é extraído para o testador, leituras de pressão são feitas continuamente pelo transdutor 160a, 160c. A pressão detectada inicialmente será igual à pressão do espaço anular mostrada no ponto 201. À medida que o bloco 140 se estende e a válvula equalizadora 60 é fechada, haverá um ligeiro aumento na pressão, mostrada em 202. Isto ocorre quando o bloco 140 sela na parede do furo de sondagem 151 e comprime o fluido de perfuração aprisionado na passagem 93, agora isolada. À medida que o pistão de rebaixamento 170 é atuado, o volume da câmara fechada 93 aumenta, fazendo com que a pressão diminua, conforme mostrado na região 203. Isto é conhecido como pré-teste de rebaixamento. A combinação da vazão e diâmetro interno do esnórquel determina uma faixa efetiva de operação do testador 10. Quando o pistão de rebaixamento desaloja do cilindro 172, existe uma pressão diferencial com o fluido da formação, fazendo com que o fluido na formação se mova em direção à área de baixa pressão e, portanto, fazendo com que a pressão aumente com o tempo, conforme mostrado na região 240. A pressão começa a estabilizar, e no ponto 205 atinge a pressão do fluido da formação na zona que está sendo testada. Depois de um tempo fixo, tal como três minutos depois do final da região 230, a válvula equalizadora 60 novamente se abre, e a pressão no interior da câmara 93 equaliza de volta para a pressão do espaço anular, mostrado em 206.Referring now to Figure 10, a pressure versus time graph generally illustrates the pressure detected by the pressure transducers 160a, 160c during operation of the formation tester 10. As formation fluid is drawn into the tester, pressure readings are taken continuously by the transducer 160a, 160c. The initially detected pressure will be equal to the annular space pressure shown in point 201. As block 140 extends and equalizer valve 60 is closed, there will be a slight increase in pressure, shown at 202. This occurs when block 140 seals. in the borehole wall 151 and compresses the drilling fluid trapped in the now isolated passageway 93. As the lowering piston 170 is actuated, the volume of the closed chamber 93 increases, causing the pressure to decrease, as shown in region 203. This is known as the lowering pretest. The combination of flow and inner diameter of the groove determines an effective operating range of tester 10. When the countersunk piston dislodges from cylinder 172, there is a differential pressure with the formation fluid causing the formation fluid to move toward to the low pressure area and thus causing the pressure to rise over time as shown in region 240. The pressure begins to stabilize, and at point 205 it reaches the formation fluid pressure in the zone being tested. After a fixed time, such as three minutes after the end of region 230, the equalizer valve 60 again opens, and the pressure inside chamber 93 equalizes back to the annular space pressure, shown at 206.

Em uma modalidade alternativa da sequência de teste da formação típica, a sequência de teste é interrompida depois que o bloco 140 se estende e a válvula equalizadora 60 é fechada, e o ligeiro aumento na pressão é registrado, conforme mostrado em 202 na figura 10. A sequência de teste normal é interrompida para que uma resposta ao aumento na pressão 202 possa ser observada. Uma vez que a sequência de teste tenha sido interrompida antes de o pistão de rebaixamento 170 ser atuado, nenhum fluxo de fluido foi induzido pelo conjunto de sonda da formação; o conjunto de sonda da formação está mantendo uma condição substancialmente sem fluxo. A resposta de pressão sem fluxo ao aumento 202 pode ser registrada e interpretada para determinar propriedades do depósito de lama, tal como mobilidade. Se a resposta ao aumento 202 for uma rápida equalização da pressão de volta para a hidrostática 201, então o depósito de lama tem alta permeabilidade, e provavelmente não é muito espesso ou durável. Se a resposta for uma lenta diminuição na pressão, então o depósito de lama provavelmente é mais espesso e mais impermeável.In an alternative embodiment of the typical formation test sequence, the test sequence is interrupted after block 140 extends and equalizer valve 60 is closed, and the slight increase in pressure is recorded, as shown in 202 in Figure 10. The normal test sequence is interrupted so that a response to the increase in pressure 202 can be observed. Once the test sequence was interrupted before the lowering piston 170 was actuated, no fluid flow was induced by the formation probe assembly; the formation probe assembly is maintaining a substantially no flow condition. The flowless pressure response to the rise 202 can be recorded and interpreted to determine mud deposit properties, such as mobility. If the response to increase 202 is a rapid equalization of pressure back to hydrostatic 201, then the sludge deposit has high permeability, and is probably not too thick or durable. If the response is a slow decrease in pressure, then the mud deposit is probably thicker and more waterproof.

Para ajudar na determinação da espessura do depósito de lama, além do método supra descrito, o indicador de posição no conjunto da sonda, descrito no pedido de patente U.S. intitulado "Downhole Proble Assembly", tendo o número do selo do correio expresso EV 303483549 US e número da pasta do procurador 1391-52601, pode ser usado para medir quanto o conjunto da sonda se estende depois do encaixe no filtrado da lama. Esta medição dá uma indicação de qual é a espessura do filtrado da lama, e pode ser usada para apoiar os dados obtidos usando resposta de pressão supra descrita. Novamente, esta medição pode ser feita em uma condição sem fluxo do conjunto de sonda da formação, conforme previamente descrito.To assist in determining the thickness of the sludge deposit, in addition to the method described above, the position indicator on the probe assembly, described in US patent application entitled "Downhole Problem Assembly", having the express mail stamp number EV 303483549 US and attorney paste number 1391-52601, can be used to measure how much the probe assembly extends after it fits into the slurry filtrate. This measurement gives an indication of the thickness of the slurry filtrate, and can be used to back up data obtained using the pressure response described above. Again, this measurement may be made in a no flow condition of the formation probe assembly as previously described.

Quando se realizam medições de pressão, é também possível usar os diferentes transdutores de pressão para verificar cada leitura do medidor comparada com a de outros. Adicionalmente, com múltiplos transdutores, pressão hidrostática no furo de sondagem pode ser usada para verificar novamente os medidores em algum local, confirmando que eles estão realizando medições hidrostáticas similares. Em virtude de os medidores de quartzo serem mais precisos, a resposta do medidor de quartzo pode ser usada para calibrar o medidor de deformação resistivo, se a resposta não for altamente transiente. A figura 11 ilustra curvas de pressão de teste de formação representativas. A curva cheia 220 representa leituras de pressão Psg detectadas e transmitidas pelo medidor de deformação resistivo 160c. Similarmente, a pressão Pq, indicada pelo medidor de quartzo 160a, está mostrada como uma linha tracejada 222. Conforme notado antes, transdutores de medidor de deformação resistivo em geral não proporcionam a precisão apresentada pelos transdutores de quartzo, e transdutores de quartzo não proporcionam a resposta transiente oferecida pelos transdutores de medidor de deformação resistivo. Consequentemente, as pressões de teste da formação instantâneas indicadas pelos transdutores de medidor de deformação resistivo 160c e de quartzo 160a provavelmente são diferentes. Por exemplo, no início de um teste da formação, as leituras de pressão Phydi indicadas pelo transdutor de quartzo Pq e transdutor de medidor de deformação resistivo Psg são diferentes, e a diferença entre esses valores é indicada como E0ffSi na figura 11.When taking pressure measurements, it is also possible to use the different pressure transducers to verify each meter reading compared to others. Additionally, with multiple transducers, hydrostatic pressure in the borehole can be used to recheck the meters at some location, confirming that they are performing similar hydrostatic measurements. Because quartz meters are more accurate, the quartz meter response can be used to calibrate the resistive strain gauge if the response is not highly transient. Figure 11 illustrates representative formation test pressure curves. The full curve 220 represents pressure readings Psg detected and transmitted by the resistive strain gauge 160c. Similarly, the pressure Pq, indicated by the quartz meter 160a, is shown as a dashed line 222. As noted above, resistive strain gauge transducers generally do not provide the accuracy shown by quartz transducers, and quartz transducers do not provide the transient response offered by resistive strain gauge transducers. Consequently, the instantaneous formation test pressures indicated by the resistive strain gauge transducers 160c and quartz 160a are likely to be different. For example, at the beginning of a formation test, the Phydi pressure readings indicated by the quartz transducer Pq and resistive strain gauge transducer Psg are different, and the difference between these values is indicated as E0ffSi in Figure 11.

Considerando-se que a leitura do medidor de quartzo Pq é a mais precisa das duas leituras, as pressões reais do teste da formação podem ser calculadas somando ou subtraindo o erro de desvio apropriado E0ffS nas pressões indicadas pelo medidor de deformação resistivo Psg enquanto durar o teste da formação. Desta maneira, a precisão do transdutor de quartzo e a resposta transiente do medidor de deformação resistivo podem ser ambas usadas para gerar uma pressão de teste corrigida, caso desejado, é usada para cálculo em tempo real das características da formação ou para calibração de um ou mais dos medidores. À medida que o teste da formação continua, é possível que as leituras do medidor de deformação resistivo se tomem mais precisas, ou que a leitura do medidor de quartzo se aproxime das pressões reais na câmara de pressão, mesmo que a pressão esteja mudando. De qualquer maneira, é provável que a diferença entre as pressões indicadas pelo transdutor de medidor de deformação resistivo e o transdutor de quartzo em um dado ponto de tempo possa mudar com a duração do teste da formação. Consequentemente, pode ser desejável considerar um segundo erro de desvio que é determinado no final do teste, onde condições de estado estacionário foram retomadas. Assim, como as pressões Phyd2 desnivelam no final do teste da formação, pode ser desejável calcular um segundo erro de desvio E0ffS2· Este segundo erro de desvio E0frS2 pode então ser usado para fornecer um ajuste depois do fato nas pressões do teste da formação, ou calibração do medidor de deformação resistivo.Since the reading of the quartz meter Pq is the most accurate of the two readings, the actual formation test pressures can be calculated by adding or subtracting the appropriate deviation error E0ffS from the pressures indicated by the resistive strain gauge Psg for the duration. training test. In this way, the accuracy of the quartz transducer and the transient response of the resistive strain gauge can both be used to generate a corrected test pressure, if desired it is used for real time calculation of formation characteristics or for calibration of one or more. more of the meters. As the formation test continues, it is possible that the resistive strain gauge readings will become more accurate, or the quartz meter readings will approach the actual pressures in the pressure chamber, even if the pressure is changing. In any case, it is likely that the difference between the pressures indicated by the resistive strain gauge transducer and the quartz transducer at a given time point may change with the duration of the formation test. Accordingly, it may be desirable to consider a second deviation error which is determined at the end of the test where steady state conditions have been resumed. Thus, as the Phyd2 pressures level off at the end of the formation test, it may be desirable to calculate a second E0ffS2 offset error. This second E0frS2 offset error can then be used to provide an after-fact adjustment to the formation test pressures, or resistive strain gauge calibration.

Os valores de desvio E0frsi e E0frS2 podem ser usados para ajustar pontos de dados específicos no teste. Por exemplo, todos pontos críticos até Ρ^, podem ser ajustados usando os erros E0ffSi, ao passo que todos os demais pontos podem ser ajustados usando o erro E0ffS2. Uma outra solução pode ser calcular uma média ponderada entre os dois valores de desvio e aplicar este único desvio médio ponderado a todas as leituras de pressão do medidor de deformação resistivo feitas durante o teste da formação. Outros métodos de aplicar os valores de erro de desvio para determinar precisamente as pressões reais do teste da formação podem ser usados de forma correspondente e são de entendimento dos versados na técnica.E0frsi and E0frS2 offset values can be used to adjust specific data points in the test. For example, all critical points up to Ρ ^ can be adjusted using errors E0ffSi, while all other points can be adjusted using error E0ffS2. Another solution may be to calculate a weighted average between the two deviation values and apply this single weighted average deviation to all resistive strain gauge pressure readings made during the formation test. Other methods of applying deviation error values to accurately determine the actual pressures of the formation test can be used accordingly and are well understood by those skilled in the art.

Conforme previamente descrito de forma geral, medidores de quartzo são usados para precisão, em virtude de eles serem equilibrados e estáveis com o tempo e de manterem suas calibrações em uma ampla variedade de condições. Entretanto, eles são lentos para responder ao seu ambiente. Existem alterações na pressão que ocorrem durante a medição que os medidores de quartzo não podem detectar. Por outro lado, medidores de deformação resistivos são suscetíveis a alteração e aos efeitos da calibração. Entretanto, eles são rápidos para responder a alterações no seu ambiente. Assim, ambos os medidores podem ser usados, com o medidor de quartzo usado para conseguir uma leitura de pressão precisa, ao passo que o medidor de deformação resistivo é usado para mostrar as diferenças de pressão.As previously generally described, quartz meters are used for accuracy because they are balanced and stable over time and maintain their calibrations in a wide variety of conditions. However, they are slow to respond to their environment. There are changes in pressure that occur during measurement that quartz meters cannot detect. On the other hand, resistive strain gauges are susceptible to alteration and calibration effects. However, they are quick to respond to changes in your environment. Thus both gauges can be used, with the quartz gauge used to get an accurate pressure reading, while the resistive strain gauge is used to show pressure differences.

Em uma outra modalidade para calibrar o medidor de deformação resistivo usando o medidor de quartzodine, um ajuste linear simples pode ser usado. Referindo-se à figura 12, a curva de pressão 500 está ilustrada representando uma curva de rebaixamento e de acúmulo típica medida durante um teste de pressão de formação. A parte 502 da curva 500 mostra uma pressão estável, que é tipicamente uma medida da pressão do espaço anular por causa de o teste da formação não ter ainda começado. A pressão do espaço anular normalmente será maior que a pressão de formação em virtude de a maioria dos poços ser perfurada em situações sobrebalanceadas, onde o fluido de perfuração no espaço anular é mantido a uma pressão mais alta que a da formação de maneira a estabilizar o furo de sondagem e impedir deterioração e estouro do furo de sondagem.In another mode for calibrating the resistive strain gauge using the quartzodine meter, a simple linear adjustment may be used. Referring to Figure 12, the pressure curve 500 is shown depicting a typical drawdown and buildup curve measured during a forming pressure test. Part 502 of curve 500 shows a stable pressure, which is typically a measure of annular space pressure because the formation test has not yet begun. Annular space pressure will typically be greater than the formation pressure because most wells are drilled in overbalanced situations where drilling fluid in the annular space is maintained at a higher pressure than formation to stabilize the well. borehole and prevent deterioration and overflow of the borehole.

As pressões medidas pelo medidor de quartzo, PAI, e a do medidor de deformação resistivo corrigida, Psgi, serão as mesmas na parte da curva 502, onde a pressão é estável e próxima da hidrostática, e antes de qualquer resposta dinâmica ser detectada por qualquer medidor. Uma vez que o teste de pressão de formação tenha começado, um ligeiro aumento na pressão está ilustrado em 501 antes do rebaixamento começar, ilustrado pela parte da curva 504. Depois de o rebaixamento ser completado, a pressão de formação pode subir de volta até que ela estabilize, ilustrado na parte da curva 506. Agora um segundo conjunto de pressões estabilizadas pode ser tomado, Pq2 e Psg2, e provavelmente elas serão diferentes, em virtude de a resposta dinâmica do medidor de deformação resistivo ser muito menos precisa que a resposta dinâmica do medidor de quartzo.The pressures measured by the quartz gauge PAI and the corrected resistive strain gauge Psgi will be the same on the part of curve 502 where the pressure is stable and close to hydrostatic, and before any dynamic response is detected by any meter. Once the formation pressure test has begun, a slight increase in pressure is illustrated by 501 before the drawdown begins, illustrated by part of curve 504. After the drawdown is completed, the formation pressure may rise back until it stabilizes, illustrated in part of curve 506. Now a second set of stabilized pressures can be taken, Pq2 and Psg2, and they probably will be different, because the dynamic response of the resistive strain gauge is much less accurate than the dynamic response. of the quartz meter.

Para recalibrar o medidor de deformação, dois valores desconhecidos são identificados e um ajuste linear simples é aplicado aos valores conhecidos e desconhecidos. Os valores desconhecidos podem ser identificados como P0fr, representando o deslocamento de pressão entre os dois conjuntos de medições de pressão estáveis, e Psiope, representando a inclinação da curva entre os dois conjuntos de medições de pressão estáveis. Os valores conhecidos são Pqi, Psgi, Pq2 e Psg2· As equações de ajuste linear podem ser representadas como: que podem ser expressas como: que podem ser expressos como: Com duas equações e duas incógnitas, as equações podem ser solucionadas da maneira apresentada para chegar a PSGCOmgida, um valor corrigido obtido do medidor de deformação resistivo. Altemativamente, o medidor de deformação resistivo pode ser corrigido com base apenas em valores conhecidos, substituindo P0fr e Psi0pe para adquirir a equação: Adicionalmente, essas correções do medidor podem ser feitas "em tempo de execução", ou depois de cada teste, à medida que cada teste seqüencial é completado na perfuração de poço. As correções podem ser feitas em tempo de execução usando transmissão dos dados em fluxo contínuo em tempo real para a superfície usando mecanismos de telemetria, ou, altemativamente, usando processadores de fundo de poço e suporte lógico colocado na ferramenta.To recalibrate the strain gauge, two unknown values are identified and a simple linear fit is applied to the known and unknown values. Unknown values can be identified as P0fr, representing the pressure shift between the two sets of stable pressure measurements, and Psiope, representing the slope of the curve between the two sets of stable pressure measurements. The known values are Pqi, Psgi, Pq2 and Psg2. The linear fit equations can be represented as: which can be expressed as: which can be expressed as: With two equations and two unknowns, the equations can be solved as follows. reach PSGCOmgida, a corrected value obtained from the resistive strain gauge. Alternatively, the resistive strain gauge can be corrected based on known values only, substituting P0fr and Psi0pe to acquire the equation: Additionally, these gauge corrections can be made "at run time" or after each test as appropriate. each sequential test is completed in well drilling. Corrections can be made at run time using real-time streaming of data to the surface using telemetry mechanisms, or alternatively using downhole processors and software placed in the tool.

Usando o suporte lógico incorporado na ferramenta MWD (e técnicas de rede neuronais) e um padrão de referência de fundo de poço, tal como o medidor de quartzo, cada ponto de profundidade no furo de sondagem pode ser corrigido com a referência. Em um testador de formação, tipicamente haverá vários tipos de medidores para medir a pressão nas linhas de escoamento que levam fluidos da formação. Por exemplo, as linhas de escoamento de fluido da formação, tais como as linhas 91, 93, podem estar em comunicação fluida com medidores de quartzo e medidores de deformação resistivos, tais como os transdutores 160a, 160c da figura 9. Depois de um rebaixamento, onde fluidos da formação são extraídos para o testador de formação, a extração de fluidos é interrompida e os fluidos podem se acumular até a pressão de formação em volta. Depois de diversos rebaixamentos de nível e acúmulos de pressão, os medidores de deformação resistivos podem apresentar grandes erros nas suas leituras. Assim, conforme mencionado antes, esses transdutores de pressão de medidor de deformação resistivo precisam ser calibrados. Em uma modalidade, as leituras de pressão em cada ponto no poço onde a pressão foi medida podem ser usadas como um ponto de referência para calibração contínua dos medidores de deformação resistivos, eliminando assim a necessidade de calibrar e recalibrar os medidores de deformação resistivos.Using the software built into the MWD tool (and neural network techniques) and a wellbore reference standard, such as the quartz meter, each depth point in the drillhole can be corrected with the reference. In a formation tester, there will typically be several types of gauges to measure pressure in the flow lines carrying formation fluids. For example, the formation fluid flow lines, such as lines 91, 93, may be in fluid communication with quartz meters and resistive strain meters, such as the transducers 160a, 160c of Figure 9. where formation fluids are drawn into the formation tester, fluid extraction is interrupted and fluids may accumulate to the surrounding formation pressure. After several level depressions and pressure build-ups, resistive strain gauges may show large errors in their readings. Thus, as mentioned before, these resistive strain gauge pressure transducers need to be calibrated. In one embodiment, the pressure readings at each point in the well where the pressure was measured can be used as a reference point for continuous calibration of resistive strain gauges, thus eliminating the need to calibrate and recalibrate resistive strain gauges.

Cada localização no poço tem uma pressão distinta e temperatura associada à medida que ocorre a estabilização do poço. Cada vez que é feito um teste de pressão, a pressão tomada pelo medidor de quartzo pode ser usada como um ponto de calibração contínua para os medidores de deformação resistivos. Se os dados forem coletados continuamente, um gráfico tipo contorno tridimensional de pressão em função da temperatura pode ser criado. As três dimensões que podem ser usadas são pressão medida, pressão de referência, tal como descrita, e temperatura. Então, técnicas de redes neuronais encontradas no suporte lógico incorporado na ferramenta podem ser aplicadas aos dados coletados, de maneira tal que os transdutores de medidor de deformação resistivo não exijam recalibração.Each location in the well has a distinct pressure and associated temperature as well stabilization occurs. Each time a pressure test is performed, the pressure taken by the quartz gauge can be used as a continuous calibration point for resistive strain gages. If data is collected continuously, a three-dimensional contour plot of pressure as a function of temperature can be created. The three dimensions that can be used are measured pressure, reference pressure as described, and temperature. Then, neural network techniques found in the software's built-in software can be applied to the collected data so that resistive strain gauge transducers do not require recalibration.

Transdutores de pressão tipicamente têm uma faixa de entrada de dados de pressão na qual sua precisão é definida, tal como zero a 10.000 psi (60.895 MPa), ou zero a 20.000 psi (137.900 MPa). A precisão é normalmente medida como uma porcentagem da escala total, e assim a precisão de um medidor de 10.000 psi (60.895 MPa) será maior, em virtude de o valor percentual desse medidor ser menor que o mesmo valor percentual de 20.000 (137.900 MPa). Para aumentar a precisão da ferramenta de teste de formação, diversos medidores podem ser usados para cobrir as faixas possíveis de pressões a ser testadas, em vez de usar um medidor que cobre toda a faixa. Portanto, para tomar a ferramenta mais precisa, múltiplos medidores são usados.Pressure transducers typically have a pressure data input range in which their accuracy is defined, such as zero to 10,000 psi (60,895 MPa), or zero to 20,000 psi (137,900 MPa). Accuracy is typically measured as a percentage of full scale, so the accuracy of a 10,000 psi (60,895 MPa) meter will be higher because the percentage value of this meter is less than the same percentage value of 20,000 (137,900 MPa). . To increase the accuracy of the forming test tool, several gauges can be used to cover the possible ranges of pressures to be tested, rather than using a full range gauge. Therefore, to take the most accurate tool, multiple meters are used.

Altemativamente, a faixa de um medidor pode ser calibrada para uma menor faixa para tomar o medidor mais preciso. O fabricante do medidor pode configurar os componentes eletrônicos para detectar uma ampla faixa de pressões. Os componentes eletrônicos, que são bastante similares entre um medidor e outro, podem ser ajustados na escala do transdutor em uma menor faixa, melhorando assim a precisão. Similarmente, o mesmo transdutor pode ser usado para diferentes faixas de pressão usando duas ou mais tabelas de caiibração. O efeito da saída de dados de pressão do transdutor para toda a faixa de entrada de pressão pode ser determinado para um transdutor de pressão, e então duas ou mais tabelas de caiibração podem ser estabelecidas para interpretar a informação de saída dada pelos transdutores para diferentes faixas de entrada de pressão. Portanto, a precisão pode ser aumentada sem o uso de múltiplos transdutores. A determinação precisa da pressão de formação é vital para o uso adequado das pressões medidas da formação. Entretanto, alterar as densidades de fluidos nas linhas de escoamento da ferramenta de teste de formação pode ser problemático. A pressão medida pode ser corrigida pela densidade do fluido na coluna vertical da linha de escoamento. Os transdutores de pressão podem estar medindo pressões precisas dos fluidos da formação com os quais os transdutores se comunica, mas esses transdutores são removidos do local da sonda que coleta os fluidos da formação. Por exemplo, transdutores 160a, 160c, lôOd ficam localizados abaixo do conjunto da sonda, ilustrado na figura 2D-E. Assim, a pressão na sonda pode ser diferente da pressão medida nos transdutores por causa deste deslocamento do local.Alternatively, the range of a meter can be calibrated to a smaller range to make the most accurate meter. The meter manufacturer can configure the electronics to detect a wide range of pressures. The electronics, which are very similar between one meter and another, can be adjusted to the transducer scale to a smaller range, thus improving accuracy. Similarly, the same transducer may be used for different pressure ranges using two or more calibration tables. The effect of transducer pressure data output over the entire pressure input range can be determined for one pressure transducer, and then two or more calibration tables can be established to interpret the output information given by transducers for different ranges. pressure inlet. Therefore, accuracy can be increased without the use of multiple transducers. Accurate determination of formation pressure is vital for the proper use of measured formation pressures. However, changing fluid densities in the flow lines of the forming test tool can be problematic. The measured pressure can be corrected for the fluid density in the vertical column of the flow line. Pressure transducers may be measuring precise pressures of the formation fluids with which the transducers communicate, but these transducers are removed from the probe site that collects the formation fluids. For example, transducers 160a, 160c, 10Od are located below the probe assembly illustrated in Figure 2D-E. Thus, the pressure in the probe may differ from the pressure measured on the transducers because of this site shift.

Preferivelmente, o deslocamento vertical entre o ponto de referência do transdutor e o ponto de entrada de fluido da sonda é uma distância conhecida. Adicionalmente, se a ferramenta de teste de formação estiver localizada em um poço desviado ou inclinado, a orientação da ferramenta pode ser conhecida a partir de um pacote navegacional. Assim, a distância vertical entre o transdutor e a entrada da sonda pode ser calculada para qualquer inclinação da ferramenta no poço. Finalmente, se o fluido presente na linha de escoamento que conecta o transdutor e entrada da sonda for conhecida, então o gradiente de pressão desse fluido pode ser usado para calcular a pressão na entrada da sonda com relação à pressão no transdutor.Preferably, the vertical displacement between the transducer reference point and the probe fluid entry point is a known distance. Additionally, if the formation test tool is located in a deviated or inclined well, the orientation of the tool may be known from a navigational package. Thus, the vertical distance between the transducer and the probe inlet can be calculated for any tool inclination in the well. Finally, if the fluid present in the flow line connecting the transducer and probe inlet is known, then the pressure gradient of that fluid can be used to calculate the pressure at the probe inlet relative to the pressure in the transducer.

Por exemplo, água tem um gradiente de pressão de 0,433 psi (2,986 MPa) por pé (30,48 cm). Se fosse sabido que água estava presente na linha de escoamento e que existia uma diferença de pé entre o transdutor de pressão e a entrada da sonda, uma correção de 0,433 psi (2,986 MPa) pode ser feita na leitura do transdutor de pressão.For example, water has a pressure gradient of 0.433 psi (2.986 MPa) per foot (30.48 cm). If it was known that water was present in the flow line and that there was a foot difference between the pressure transducer and the probe inlet, a 0.433 psi (2.986 MPa) correction could be made by reading the pressure transducer.

Assim, é preferível que os transdutores de pressão fiquem dispostos o mais perto possível do conjunto de sonda.Thus, it is preferable that the pressure transducers be arranged as close as possible to the probe assembly.

Em uma outra modalidade de teste de formação, embora o conjunto de sonda da formação esteja encaixado no furo de sondagem, em vez de arrastar fluidos para o conjunto da sonda, ou depois de arrastar fluidos para o conjunto da sonda, fluidos podem ser arrastados para fora do conjunto para a formação. Assim, comunicação fluida pode ser estabelecida com a formação na direção que é oposta à de rebaixamento, com tal comunicação tendendo pressurizar a formação. Isto pode ser obtido por meio de ajustes na sequência de eventos previamente descrita. Agora, a resposta a esta pressurização pode ser registrada, e a pressão com o tempo pode ser observada para uma parte da formação. Como a formação responde pode ser interpretada para se obterem muitas das propriedades de formação previamente descritas. Especificamente, a resposta de transiente de pressão à alteração na pressão de formação pode ser usada para determinar a permeabilidade do depósito de lama, estimando o dano na formação da perfuração de poço próxima e calculando a mobilidade da formação. Para detalhes adicionais sobre o processo supra descrito, pode-se fazer referência ao trabalho da Society of Petroleum Engineers número 36.524 intitulado "Supercharge Pressure Compensation Using a New Wireline Method and Newly Develope Early Time Spherical Flow Model" e patente U.S. 5.644.075, intitulada "Wireline Formation Tester Supercharge Correction Method", cada qual aqui incorporado pela referência com todos os propósitos.In another embodiment of the formation test, although the formation probe assembly is fitted into the borehole, rather than dragging fluids to the probe assembly, or after dragging fluids to the probe assembly, fluids may be dragged into the probe. out of the set for training. Thus, fluid communication can be established with formation in the opposite direction of lowering, with such communication tending to pressurize formation. This can be achieved by adjusting the previously described sequence of events. Now the response to this pressurization can be recorded, and the pressure over time can be observed for a part of the formation. How the formation responds can be interpreted to obtain many of the formation properties previously described. Specifically, the pressure transient response to the change in formation pressure can be used to determine sludge permeability, estimating the formation damage of the near well drilling and calculating formation mobility. For further details on the process described above, reference may be made to the work of the Society of Petroleum Engineers No. 36,524 entitled "Supercharge Pressure Compensation Using a New Wireline Method and Newly Develops Early Time Spherical Flow Model" and US Patent 5,644,075 entitled "Wireline Formation Tester Supercharge Correction Method", each incorporated herein by reference for all purposes.

Além disso, a formação pode ser pressurizada da maneira supra descrita, exceto pelo ponto onde o material da formação se rompe ou fratura. Isto é denominado teste de injetividade, e pode ser feito com fluido da mesma área (no presente local de medição), ou fluido, tal como água, que pode ser obtido de uma outra área da formação. Os fluidos obtidos de uma outra área podem ser armazenados tanto em um vaso de pressão como em um conjunto de pistão de rebaixamento, e então injetado em uma outra área que contém um fluido diferente. Fluidos podem também ser levados da superfície e seletivamente injetados na formação.In addition, the formation may be pressurized in the manner described above except at the point where the formation material ruptures or fractures. This is called injectability testing, and can be done with fluid from the same area (at the present measurement site), or fluid, such as water, that can be obtained from another area of the formation. Fluids obtained from another area can be stored in either a pressure vessel or a lowering piston assembly, and then injected into another area containing a different fluid. Fluids can also be lifted off the surface and selectively injected into the formation.

Se as taxas de injeção forem altas o bastante para materialmente romper ou induzir fratura na formação, uma mudança na pressão pode ser observada e interpretada, conforme já foi previamente descrito, para obter propriedades de formação, tal como pressão da fratura, que podem ser usadas para projetar eficientemente programas de completação e estimulação de fratura. Deve-se notar que a injetividade pode ser realizada para testar a capacidade de o depósito de lama impedir ingresso de fluido na formação. Alternativamente, o teste pode ser feito depois de um rebaixamento e o depósito de lama não estarem mais presentes.If injection rates are high enough to materially rupture or induce formation fracture, a change in pressure can be observed and interpreted as previously described to obtain formation properties such as fracture pressure that can be used. to efficiently design fracture stimulation and completion programs. It should be noted that injectivity may be performed to test the ability of the sludge deposit to prevent fluid from entering the formation. Alternatively, the test may be done after a demotion and the mud deposit is no longer present.

Testadores de formação podem também ser usados para obter informação adicional além das propriedades dos fluidos de hidrocarbonetos produtíveís. Por exemplo, os instrumentos da ferramenta de teste da formação podem ser usados para determinar a resistividade da água, que pode ser usada no cálculo da saturação da água da formação. Conhecer a saturação de água ajuda prever a produtividade da formação. Pacotes de sensores, tais como pacotes de indução ou pacotes de eletrodo tipo botão, podem ser adicionados adjacentes ao conjunto da sonda que é adequado para medir a resistividade da água ligada na formação. Esses sensores, preferivelmente, ficariam dispostos nas partes de extensão do conjunto da sonda, tal como o esnórquel 98 que pode penetrar no depósito de lama e na formação, conforme ilustrado na figura 6C. Além do mais, sensores podem ser dispostos nas linhas de escoamento, tais como linhas de escoamento 91, 93, para medir propriedades da água nos fluidos que são extraídos para o conjunto de teste de formação. A vantagem da ferramenta de teste de formação tipo sonda aqui descrita é a flexibilidade de colocar a sonda em uma posição específica sobre o furo de sondagem para melhor obter a pressão de formação, ou, altemativamente, não colocar a sonda em um local indesejado. Uma ferramenta tal como um dispositivo de formação de imagem acústico pode fornecer uma imagem em tempo real do furo de sondagem para que o operador possa determinar onde fazer um teste de pressão. Adicionalmente, a imagem proveniente de uma ferramenta tipo porosidade pode fornecer informação sobre qualidade da porosidade em uma orientação dentro de uma parte do poço a uma profundidade constante, ou em uma direção ao longo da perfuração de poço (azimute constante). Ela pode fornecer também uma imagem em tempo real de fraturas que interceptam a perfuração de poço, provendo a oportunidade de evitar que essas fraturas obtenham um bom teste de pressões da matriz, ou para testar nessas fraturas para determinar propriedades da fratura. A imagem dessas ferramentas pode ser sensível o bastante para determinar que a sonda do dispositivo de pressão realmente testou na posição predeterminada e verificar se o teste foi feito na posição escolhida. Essas ferramentas podem também ser usadas para examinar a condição da perfuração de poço. Isto pode ser significativo em perfurações de poço de grande ângulo ou horizontais, onde detritos tais como aparas não removidas podem estar ainda no lugar ou podem interferir na obtenção de uma medição precisa da pressão de formação. É comum o furo de sondagem apresentar anormalidades por causa da erosão pela coluna de perfuração ou fluidos de perfuração circulados. Anormalidades podem também existir por causa de linhas com problemas e diferentes tipos de formações se apoiando umas nas outras. Assim, geralmente é necessário ter uma imagem pré-existente da formação para que as medições de pressão possam ser feitas em locais exatos, em vez de locais aleatórios na formação. Técnicas de formação de imagem acústico, sônico, densidade, resistividade, raios-gama e outras técnicas podem ser usadas para formar imagem a formação em tempo real. Então, a ferramenta de teste de formação pode ser orientada azimultalmente para locais de maior ou menor porosidade, permeabilidade, densidade ou outra propriedade de formação, dependendo de o que deve se ganhar da medição de pressão ou de outra medição da ferramenta de teste de formação. Nos casos em que ferramentas de formação de imagem indicam uma vedação ou zona "hermética", medições de pressão podem ser usadas para verificar se existe ou não uma comunicação fluida. Altemativamente, as ferramentas de formação de imagem podem ser usadas para encontrar zonas que não devem ser testadas com relação a pressão, tais como zonas altamente densas ou impermeáveis.Formation testers may also be used to obtain additional information beyond the properties of the producible hydrocarbon fluids. For example, formation test tool instruments can be used to determine water resistivity, which can be used in calculating formation water saturation. Knowing water saturation helps predict training productivity. Sensor packages, such as induction packages or button electrode packages, may be added adjacent to the probe assembly that is suitable for measuring the resistivity of the bound water in the formation. Such sensors would preferably be arranged on the extension portions of the probe assembly, such as the slug 98 which may penetrate the sludge deposit and formation as shown in Figure 6C. In addition, sensors may be arranged in flow lines, such as flow lines 91, 93, to measure water properties in the fluids that are extracted into the formation test set. The advantage of the probe formation test tool described herein is the flexibility of placing the probe in a specific position over the borehole to better obtain the formation pressure, or alternatively not placing the probe in an undesired location. A tool such as an acoustic imaging device can provide a real time image of the borehole so that the operator can determine where to perform a pressure test. Additionally, the image from a porosity tool can provide porosity quality information in an orientation within a well portion at a constant depth, or in a direction along the well drilling (constant azimuth). It can also provide a real-time image of fractures that intersect well drilling, providing the opportunity to prevent these fractures from getting a good matrix pressure test, or to test on those fractures to determine fracture properties. The image of these tools can be sensitive enough to determine that the pressure probe probe has actually tested at the predetermined position and to verify that the test has been performed at the chosen position. These tools can also be used to examine the condition of well drilling. This can be significant in wide or horizontal well drilling, where debris such as unremoved shavings may still be in place or may interfere with accurate measurement of forming pressure. It is common for the borehole to show abnormalities due to erosion by the drill string or circulated drilling fluids. Abnormalities may also exist because of faulty lines and different types of formations supporting each other. Thus, it is usually necessary to have a pre-existing image of the formation so that pressure measurements can be made at exact locations rather than at random locations in the formation. Acoustic, sonic, density, resistivity, gamma-ray imaging techniques and other techniques can be used to image real-time imaging. Then the forming test tool may be oriented azimultaneously to locations of higher or lower porosity, permeability, density or other forming property, depending on what should be gained from the pressure measurement or other measurement of the forming test tool. . In cases where imaging tools indicate a "hermetic" seal or zone, pressure measurements may be used to check whether or not fluid communication exists. Alternatively, imaging tools can be used to find zones that should not be pressure tested, such as highly dense or impermeable zones.

Em seguida, as técnicas de formação de imagem previamente mencionadas podem ser usadas para verificar onde foi feita a medição de pressão ou outra medição. O bloco de vedação pode deixar uma impressão na parede do furo de sondagem, e assim uma ferramenta de formação de imagem elétrico ou ferramenta de varredura acústica pode ser usada para formar imagem depois do teste para verificar o local do bloco na parede do furo de sondagem.Then, the previously mentioned imaging techniques can be used to verify where the pressure measurement or other measurement was taken. The sealing block can leave an impression on the drillhole wall, so an electric imaging tool or acoustic scan tool can be used to form post-test imaging to verify the location of the block on the drillhole wall. .

Medições de pressão e outras medições da ferramenta de teste de formação podem ser feitas com as bombas de lama ligadas ou desligadas. Pressão no espaço anular é maior com as bombas ligadas do que com as bombas desligadas, e a pressão cai na direção de escoamento. Com maiores pressões de circulação, existe uma maior taxa de influxo de fluidos de perfuração e filtrado penetrando na formação, formando assim um depósito de lama mais rapidamente. A densidade circulante equivalente (ECD) é uma medida da densidade do fluido de perfuração levando-se em conta aparas de perfuração suspensas, compressibilidade de fluido e perdas de pressão por atrito relacionadas com o escoamento de fluido. ECD diminuirá com o tempo se a circulação continuar, mas a perfuração parar, em virtude de, à medida que a lama da perfuração circula, a maior parte das aparas de perfuração é filtrada, enquanto novas aparas não estão sendo adicionadas. Se as medições de pressão estiverem sendo feitas pelo testador de formação, uma diferença pode ser observada na pressão de formação por causa da mudança no ECD de bombas ligadas para bombas desligadas.Pressure measurements and other formation test tool measurements can be made with mud pumps on or off. Pressure in the annular space is greater with pumps on than pumps off, and pressure drops in the flow direction. With higher circulation pressures, there is a higher inflow rate of drilling and filtrate fluids penetrating the formation, thus forming a sludge deposit more quickly. Equivalent circulating density (ECD) is a measure of drilling fluid density taking into account suspended drilling chips, fluid compressibility and fluid flow-related frictional pressure losses. ECD will decrease over time if circulation continues, but drilling stops because, as drilling mud circulates, most drilling chips are filtered while new chips are not being added. If pressure measurements are being made by the formation tester, a difference can be observed in the formation pressure because of the change in ECD from connected pumps to disconnected pumps.

Por exemplo, o conjunto de sonda da formação pode se estender e um teste de rebaixamento ser feito em que a pressão diminui à medida que fluidos são extraídos para o testador de formação. Em seguida, depois que a câmara de rebaixamento está cheia, a pressão pode aumentar de volta para equilibrar com a pressão na formação não perturbada. Agora, se as bombas forem ligadas, o ECD no espaço anular aumenta, aumentando a pressão detectada pelo testador de formação. Se as bombas forem desligadas, a pressão retomará para a pressão original antes de as bombas serem ligadas. Esta diferença de pressão é por causa da diferença no ECD e a pressão hidrostática, e pode ser usada para indicar quanto o fluido de perfuração está penetrando na formação, ou quanto existe de comunicação entre os fluidos de perfuração e a formação. Esta diferença pode ser equacionada para mobilidade ou transientes de pressão, obtendo-se assim medições mais precisas. Esses efeitos são associados com pressões e efeitos de sobrecarga, que estão descritos mais detalhadamente em várias das modalidades previamente incorporadas.For example, the formation probe assembly may extend and a drawdown test may be performed wherein the pressure decreases as fluids are drawn into the formation tester. Then, after the lowering chamber is full, the pressure may rise back to balance with the pressure in the undisturbed formation. Now, if the pumps are started, the ECD in the annular space increases, increasing the pressure detected by the formation tester. If the pumps are turned off, the pressure will return to the original pressure before the pumps are started. This pressure difference is because of the difference in ECD and hydrostatic pressure, and can be used to indicate how much drilling fluid is penetrating into the formation, or how much communication exists between the drilling fluids and the formation. This difference can be equated for mobility or pressure transients, thus obtaining more accurate measurements. These effects are associated with pressures and overload effects, which are described in more detail in several of the previously incorporated embodiments.

Com as bombas ligadas, pulsos de pressão são transmitidos ao furo descendente pelas bombas de lama, pulsadores de comunicação ou outros dispositivos, e pode-se perceber que os pulsos apresentam comportamento senoidal. Durante um teste de pressão, com o conjunto da sonda estendido, a sonda pode detectar esses pulsos de pressão através da formação em virtude de o interior do conjunto da sonda ser relativamente isolado dos fluidos da perfuração de poço. Os pulsos de pressão detectados na perfuração de poço podem ser comparados com os pulsos de pressão detectados pelo testador de formação.With the pumps on, pressure pulses are transmitted to the downstream hole by mud pumps, communication pulses, or other devices, and the pulses can be seen to have sinusoidal behavior. During a pressure test, with the probe assembly extended, the probe can detect such pressure pulses through formation because the inside of the probe assembly is relatively isolated from well drilling fluids. Pressure pulses detected at well drilling can be compared with pressure pulses detected by the formation tester.

Referindo-se agora à figura 13, uma curva de pulso de pressão 600 representa pressões criadas pelas bombas de lama ou pulsadores e detectadas por um sensor de pressão em comunicação com o espaço anular tal como um sensor PWD na ferramenta MWD 13, ou outra ferramenta LWD. A curva de pressão 602 representa pressões detectadas pelo conjunto de sonda da formação, que são os pulsos de pressão que deslocaram do espaço anular, através da formação, e para dentro do conjunto da sonda isolado. Curvas de pressão 600 e 602 têm picos 604, 606 e 608, 610, respectivamente. Esses picos podem ser usados para determinar deslocamentos de pico ou atraso de fase 612 e diferença de amplitude 614. Com o atraso de fase 612 e diferença de amplitude 614, as propriedades do depósito de lama, tais como permeabilidade, porosidade e espessura, podem ser determinadas. Adicionalmente, propriedades similares da formação podem ser determinadas.Referring now to Figure 13, a pressure pulse curve 600 represents pressures created by mud pumps or pulsators and detected by a pressure sensor in communication with annular space such as a PWD sensor in the MWD 13 tool, or other tool. LWD. Pressure curve 602 represents pressures detected by the formation probe assembly, which are the pressure pulses that have displaced from the annular space through the formation and into the isolated probe assembly. Pressure curves 600 and 602 have peaks 604, 606 and 608, 610, respectively. These peaks can be used to determine peak shifts or phase delay 612 and amplitude difference 614. With phase delay 612 and amplitude difference 614, mud deposit properties such as permeability, porosity and thickness can be determined. Additionally, similar formation properties can be determined.

Em uma modalidade alternativa da modalidade supra descrita, a ferramenta de teste de formação inclui mais de um conjunto de sonda da formação. Em vez de criar pulsos de pressão na superfície da perfuração de poço, os pulsos podem ser criados por um conjunto da sonda, enquanto o outro conjunto da sonda faz medições. Enquanto pelo menos dois conjuntos de sonda da formação se estendem e encaixam a parede do furo de sondagem, um conjunto da sonda pode pulsar fluido para o conjunto e de volta para a formação alternando os pistões de rebaixamento. Nesse ínterim, o outro conjunto da sonda faz medições da maneira supra descrita.In an alternative embodiment of the above described embodiment, the formation test tool includes more than one formation probe assembly. Instead of creating pressure pulses on the well drilling surface, the pulses can be created by one probe assembly, while the other probe assembly makes measurements. While at least two formation probe assemblies extend and engage the drillhole wall, one probe assembly may pulse fluid into the assembly and back into the formation by alternating the lowering pistons. In the meantime, the other probe assembly makes measurements as described above.

Testes da formação podem ser feitos com a ferramenta de teste de formação assim que a broca de perfuração tiver penetrado na formação. Por exemplo, os testes da formação podem ser feitos imediatamente depois que a formação tiver sido perfurada, tal como em dez minutos de penetração. A realização de testes neste momento significa que existe menos invasão de lama e menos depósito de lama para combater, resultando em melhores testes de pressão e/ou permeabilidade, melhores amostras de fluido da formação (menos contaminação) e menos tempo de plataforma de perfuração exigido para se obterem esses dados. A realização dos testes imediatamente depois da perfuração também permitirá que o operador de perfuração procure pontos do revestimento imediatamente. Esses testes podem também indicar se a zona se esgotou, ou se o colapso do furo é iminente. Ações corretivas podem então ser tomadas, tais como revestimento do furo, mudança de propriedades da lama, continuidade da perfuração ou outros.Formation tests can be done with the formation test tool once the drill bit has entered the formation. For example, formation tests can be done immediately after the formation has been drilled, such as within ten minutes of penetration. Testing at this time means there is less mud invasion and less mud deposition to combat, resulting in better pressure and / or permeability testing, better formation fluid samples (less contamination) and less drilling rig time required. to get this data. Performing tests immediately after drilling will also allow the drilling operator to look for liner points immediately. These tests may also indicate if the zone has been depleted or if hole collapse is imminent. Corrective actions can then be taken such as bore lining, mud properties change, drilling continuity or others.

Adicional mente, a formação pode ser testada a caminho do furo perfurado e na saída do furo para observar alterações no depósito de lama e na formação com o tempo. Os dois conjuntos de medições podem ser comparados para identificar alterações que estão ocorrendo no furo de sondagem e na formação em volta. As diferenças com o tempo podem indicar efeitos de sobrecarga, mais completamente desenvolvidos nas várias referências previamente mencionadas, e podem ser usadas para corrigir um modelo de formação para levar em conta a pressão de sobrecarga, A previsão da pressão de poro é tipicamente obtida medindo-se a magnitude da compactação da formação. Compactação da formação tipicamente ocorre em folhelhos, e assim formações de folhelhos devem ser perfuradas e feito o registro da perfuração para se obterem os dados necessários para criar modelos de previsão de poros. A ferramenta de teste de formação aqui descrita pode medir pressão de poros diretamente. Esta medição é mais precisa e pode ser usada para calibrar os modelos preditores de pressão de poros.Additionally, the formation can be tested on the way to the drilled hole and at the exit of the hole to observe changes in sludge deposit and formation over time. The two sets of measurements can be compared to identify changes occurring in the borehole and surrounding formation. Differences over time may indicate overload effects, more fully developed in the various references previously mentioned, and can be used to correct a formation model to account for overload pressure. Pore pressure prediction is typically obtained by measuring if the magnitude of the formation compaction. Formation compaction typically occurs in shales, so shale formations must be drilled and drilled recorded to obtain the data needed to create pore prediction models. The formation test tool described herein can measure pore pressure directly. This measurement is more accurate and can be used to calibrate pore pressure predictor models.

Uso de Dados de Propriedade de formação Depois de medir a pressão de formação, permeabilidade e outras propriedades de formação, esta informação pode ser transmitida para a superfície usando telemetria de pulso de lama, ou qualquer dos vários outros mecanismos convencionais para transmitir sinais de ferramentas de furo descendente. Na superfície, o operador de perfuração pode usar esta informação para otimizar as propriedades de corte da broca, ou parâmetros de perfuração ou operação de furo descendente. O conhecimento das propriedades do depósito de lama permite ajustes de certos parâmetros de perfuração se o depósito de lama diferir de um valor predeterminado conhecido ou desejado; ajustes no próprio sistema de lama podem também ser feitos para melhorar as propriedades da lama e reduzir a espessura do depósito de lama ou taxa de invasão de filtrado. Por exemplo, se for observado que o depósito de lama está contaminado ou é impermeável, as propriedades da lama de perfuração podem ser ajustadas para reduzir a pressão no depósito de lama ou reduzir a quantidade de contaminantes que ingressam no depósito de lama, ou produtos químicos podem ser adicionados ao sistema de lama para corrigir a espessura do depósito de lama.Use of Forming Property Data After measuring forming pressure, permeability and other forming properties, this information may be transmitted to the surface using mud pulse telemetry, or any of several other conventional mechanisms for transmitting tooling signals. descending hole. On the surface, the drilling operator can use this information to optimize drill cutting properties, drilling parameters or downhole operation. Knowing the properties of the sludge deposit allows adjustments of certain drilling parameters if the sludge deposit differs from a known or desired predetermined value; Adjustments to the sludge system itself can also be made to improve sludge properties and reduce sludge deposit thickness or filtrate invasion rate. For example, if the mud sump is found to be contaminated or impermeable, the properties of the drilling mud may be adjusted to reduce the pressure in the mud sump or to reduce the amount of contaminants entering the mud sump, or chemicals. can be added to the mud system to correct the thickness of the mud deposit.

Além disso, medições de pressão feitas no furo descendente podem indicar a necessidade de fazer ajustes de pressão no furo descendente, e se, novamente, as medições de furo descendente diferirem de um valor conhecido ou predeterminado desejado. Entretanto, em vez de ajustar as propriedades da lama, outros meios mecânicos podem ser usados para controlar a pressão do fundo do poço. Por exemplo, com um controle de restritor ou um sistema de segurança contra explosões (BOP), o restritor ou restrição do BOP rotativo pode ser manipulada para aumentar ou diminuir mecanicamente a resistência ao escoamento na superfície, ajustando assim a pressão do fundo do poço.In addition, downhole pressure measurements may indicate the need to make downhole pressure adjustments, and if again downward hole measurements differ from a known or predetermined desired value. However, instead of adjusting mud properties, other mechanical means can be used to control downhole pressure. For example, with a restrictor control or explosion protection system (BOP), the rotary BOP restrictor or restriction can be manipulated to mechanically increase or decrease surface flow resistance, thereby adjusting downhole pressure.

Um parâmetro de perfuração exemplar que pode ser ajustado é a taxa de penetração da broca de perfuração. Com o uso do testador de formação das maneiras supra descritas, certas propriedades da rocha, também supra descritas, podem ser medidas. Essas propriedades podem ser direcionadas para a superfície em tempo real para que otimize a velocidade de penetração durante a perfuração. Com uma certa forma de sonda, e conhecendo a forma da área de contato frontal da parede do furo de sondagem, certas propriedades de formação podem ser medidas. Se um conjunto de sonda da formação, tal como o ilustrado nas figuras 5 e 6A-C, ou no pedido de patente U.S. intitulado "Downhole Probe Assembly", previamente mencionado e incorporado pela referência, for usado para encaixar a formação, a força em função do deslocamento do conjunto da sonda pode então ser determinada usando um medidor de deformação ou potenciômetro. A informação de força em função de deslocamento pode ser usada para calcular a resistência compressiva, módulo compressivo e outras propriedades dos próprios materiais da formação. Essas propriedades do material da formação são usadas para determinar e otimizar a velocidade de penetração da broca de perfuração.An exemplary drilling parameter that can be adjusted is the penetration rate of the drill bit. Using the formation tester in the ways described above, certain rock properties, also described above, can be measured. These properties can be directed to the surface in real time to optimize penetration speed during drilling. With a certain shape of probe, and knowing the shape of the front contact area of the borehole wall, certain forming properties can be measured. If a formation probe assembly, such as that illustrated in Figures 5 and 6A-C, or in the US patent application entitled "Downhole Probe Assembly", previously mentioned and incorporated by reference, is used to fit the formation, the force in The displacement function of the probe assembly can then be determined using a strain gauge or potentiometer. Force versus displacement information can be used to calculate compressive strength, compressive modulus, and other properties of the formation materials themselves. These properties of the forming material are used to determine and optimize the penetration rate of the drill bit.

Medições feitas pela ferramenta de teste de formação podem ser usadas para otimizar aplicações de perfuração adicionais. Por exemplo, a pressão de formação pode ser usada para determinar exigências de revestimento. As pressões da formação feitas no furo descendente podem ser usadas para determinar o tamanho ideal e a resistência do revestimento exigidos. Se for considerado que a formação tem uma alta pressão de formação, então o furo pode ser encamisado com um material de revestimento relativamente resistente para garantir que a integridade do furo de sondagem seja mantida na formação a alta pressão. Se for considerado que a formação tem uma baixa pressão, o tamanho do revestimento pode ser reduzido e diferentes materiais podem ser usados para reduzir custos. Medições de resistência da rocha feitas com a ferramenta podem também auxiliar nas exigências do revestimento. Formações de rocha sólidas exigem menos material de revestimento em virtude de elas serem estáveis, ao passo que formações compostas de sedimentos exigem revestimento mais espesso.Measurements made by the formation test tool can be used to optimize additional drilling applications. For example, the forming pressure may be used to determine coating requirements. Forming pressures made in the downhole can be used to determine the optimum coating size and strength required. If the formation is considered to have a high forming pressure, then the bore may be jacketed with a relatively resistant coating material to ensure that the integrity of the borehole is maintained in the high pressure formation. If the formation is considered to have low pressure, the size of the coating may be reduced and different materials may be used to reduce costs. Rock strength measurements made with the tool can also aid in the requirements of the coating. Solid rock formations require less cladding material because they are stable, whereas sediment composite formations require thicker cladding.

Em poços inclinados ou horizontais, e particularmente quando o fluido de perfuração parar de circular, partículas de maior densidade no fluido de perfuração se sedimentam em direção ao lado inferior do furo de sondagem. Esta condição é indesejável em virtude de a densidade efetiva do fluido ser diminuída. Quando a formação em volta está a uma pressão mais alta que a do fluido de perfuração, estouro do furo toma-se mais provável. Para detectar esta condição, a ferramenta de teste de formação pode ser orientada para o lado de baixo do furo de sondagem, onde medições podem agora ser feitas. Em uma modalidade, o conjunto da sonda pode se estender e medições pressões serem feitas. Preferivelmente, os transdutores de pressão que estão em comunicação com o espaço anular, tais como o transdutor 160c ou o sensor PWD na ferramenta MWD, podem ser usados para medir a pressão do fluido do espaço anular sem estender a sonda. Se for observado que o fluido no lado baixo do furo de sondagem tem uma maior densidade ou peso que a densidade ou peso do fluido de perfuração equivalente, então as propriedades do fluido de perfuração podem ser ajustadas para corrigir esta condição. Altemativamente, ou em adição, as medições podem ser feitas em outros locais no furo de sondagem, tal como no lado superior.In inclined or horizontal wells, and particularly when the drilling fluid ceases to circulate, higher density particles in the drilling fluid sediment towards the underside of the borehole. This condition is undesirable because the effective density of the fluid is decreased. When the formation around it is at a higher pressure than the drilling fluid, hole overflow becomes more likely. To detect this condition, the formation test tool can be oriented to the underside of the borehole where measurements can now be made. In one embodiment, the probe assembly may extend and pressure measurements be made. Preferably, pressure transducers that are in communication with the annular space, such as the transducer 160c or the PWD sensor in the MWD tool, can be used to measure annular space fluid pressure without extending the probe. If it is observed that the fluid on the low side of the borehole has a higher density or weight than the equivalent drilling fluid density or weight, then the properties of the drilling fluid may be adjusted to correct this condition. Alternatively, or in addition, measurements can be made at other locations in the borehole, such as on the upper side.

Formações anisotrópicas apresentam propriedades, qualquer propriedade, com diferentes valores, quando medidas em direções diferentes. Por exemplo, a resistividade pode ser diferente na direção horizontal em relação à direção vertical, que pode ser atribuída à presença de múltiplos leitos da formação ou estratificação em certos tipos de rochas.Anisotropic formations have properties, any property, with different values when measured in different directions. For example, resistivity may differ in horizontal direction from vertical direction, which may be attributed to the presence of multiple beds of formation or stratification in certain rock types.

Por exemplo, anisotropia de formação pode ser determinada fazendo medições da formação, tais como pressão e temperatura, reorientando a ferramenta rotacionalmente e fazendo medições adicionais em ângulos adicionais em tomo do furo de sondagem. Altemativamente, se múltiplos conjuntos de sonda ou outros dispositivos de medição forem dispostos em tomo da ferramenta, essas medições feitas em tomo da ferramenta podem ser feitas simultaneamente. Além de fazer medições diretas da formação, a ferramenta pode fazer outras medições, tais como medições sônicas ou eletromagnéticas. Depois de todas tais medições terem sido feitas, a anisotropia de formação para cada tipo de medição pode ser calculada. Um valor de anisotropia de formação pode ser ligado ou comparado com medições acústicas, de resistividade, ou de outras medições feitas por outras ferramentas. Isto permitiría, por exemplo, que a resistividade fosse correlacionada com alterações na permeabilidade usando modelos de formação conhecidos (descritos com detalhes a seguir).For example, forming anisotropy can be determined by making measurements of the formation, such as pressure and temperature, reorienting the tool rotationally and making additional measurements at additional angles around the borehole. Alternatively, if multiple probe sets or other measuring devices are arranged around the tool, these measurements made around the tool may be taken simultaneously. In addition to making direct measurements of the formation, the tool can make other measurements, such as sonic or electromagnetic measurements. Once all such measurements have been made, the formation anisotropy for each type of measurement can be calculated. A forming anisotropy value can be linked to or compared to acoustic, resistivity, or other measurements made by other tools. This would, for example, allow resistivity to be correlated with changes in permeability using known formation models (described in detail below).

Tipicamente, medições de pressão de formação são estimadas e/ou previstas interpretando-se certas medições da formação, sem ser a medição direta da pressão de formação. Por exemplo, as medições de pressão durante a perfuração (PWD) e registro de lama durante a perfuração (LWD) são obtidas e analisadas para prever qual é a real pressão de formação. A análise de dados tais como propriedades da rocha e orientação da tensão, e de modelos tais como modelos de gradiente de fratura e modelos baseados em tendência, podem ser usados para prever a real pressão de formação. Além disso, medições diretas da formação podem ser usadas para suplementar, corrigir ou ajustar esses dados e modelos para prever mais precisamente pressões da formação. A vantagem com as ferramentas de teste da formação aqui descritas e referenciadas é que a pressão e outros dados da formação podem ser transmitidos furo acima em tempo real, permitindo assim que os modelos sejam atualizados em tempo real.Typically, formation pressure measurements are estimated and / or predicted by interpreting certain formation measurements other than direct measurement of formation pressure. For example, drilling pressure (PWD) and drilling mud log (LWD) measurements are obtained and analyzed to predict the actual forming pressure. Data analysis such as rock properties and stress orientation, and models such as fracture gradient models and trend-based models, can be used to predict the actual formation pressure. In addition, direct formation measurements can be used to supplement, correct or adjust these data and models to more accurately predict formation pressures. The advantage with the formation test tools described and referenced herein is that pressure and other formation data can be transmitted up the hole in real time, thus allowing models to be updated in real time.

Adicionalmente, cada propriedade de formação medida, incluindo aquelas previamente listadas e definidas, podem por si ser usadas para mapear ou formar imagem a formação. Finalmente, é desenvolvido um modelo de formação e assim sabe-se com que a formação se parece em uma tela de computador na superfície do furo de sondagem. Um exemplo de um modelo de formação como esse é o modelo da terra de Landmark. Cada propriedade medida adicional da formação pode ser usada para fazer imagens complementares, com cada nova propriedade e imagem somando a precisão do modelo ou imagem da formação. Assim, as propriedades obtidas pelas ferramentas de teste da formação aqui referenciadas, particularmente dados de pressão, podem ser usadas para criar melhores modelos, ou melhorar os existentes, para entender melhor as formações que estão sendo penetradas. Conforme descrito antes, esses modelos e dados podem ser atualizados "durante a operação" para calibrar vários modelos para melhores previsões de pressão de formação.Additionally, each measured formation property, including those previously listed and defined, can itself be used to map or image the formation. Finally, a formation model is developed and so it is known what the formation looks like on a computer screen on the drillhole surface. An example of such a formation model is the Landmark land model. Each additional measured property of the formation can be used to make complementary images, with each new property and image adding to the accuracy of the model or image of the formation. Thus, the properties obtained by the formation test tools referenced herein, particularly pressure data, can be used to create better models, or improve existing ones, to better understand the formations being penetrated. As described above, these models and data can be updated "during operation" to calibrate multiple models for better formation pressure predictions.

Similarmente, dados de teste da formação, tais como pressão, temperatura e outros dados previamente descritos, obtidos usando uma ferramenta de teste de formação 10 podem ser usados para melhorar ou corrigir outras medições, e vice-versa. Outras medições que podem se beneficiar dos dados de pressão e informação de gradiente de pressão em tempo real incluem: pressão durante a perfuração (PWD), medições com ferramenta sônica ou acústica, formação de imagem por ressonância magnética nuclear, resistividade, densidade, porosidade, etc. Essas ferramentas de medições ou interpretivas, tais como ferramentas ou modelos de previsão de pressão de poro, podem ser atualizadas com base em medições físicas, e são pelo menos um pouco dependentes de pressão e outras propriedades de formação. As propriedades da lama de perfuração podem também ser ajustadas de uma maneira similar, com base nas medições da formação feitas em tempo real. Adicionalmente, os dados da formação podem ser usados para auxiliar em outros serviços, incluindo serviços de fluido de perfuração e serviços de completação, e operação de outras ferramentas.Similarly, formation test data, such as pressure, temperature and other previously described data obtained using a formation test tool 10 can be used to improve or correct other measurements, and vice versa. Other measurements that may benefit from pressure data and real-time pressure gradient information include: Punching Pressure (PWD), sonic or acoustic tool measurements, nuclear magnetic resonance imaging, resistivity, density, porosity, etc. These measurement or interpretive tools, such as pore pressure prediction tools or models, may be updated based on physical measurements, and are at least somewhat dependent on pressure and other forming properties. Drilling mud properties can also be adjusted in a similar manner based on real-time formation measurements. Additionally, training data may be used to assist in other services, including drilling fluid services and completion services, and operation of other tools.

Durante a perfuração, ferramentas LWD podem estar medindo a resistividade dos fluidos da formação e criando registros de resistividade. A partir do registro de resistividade e outros dados, saturação de água da formação pode ser calculada. Mudanças na saturação de água com a profundidade podem ser observadas e podem ser consolidadas em um gradiente. O nível de saturação de água está relacionado com que distância está a profundidade de teste acima de 100 % do nível de água livre. Os níveis de saturação de água e gradiente podem ser usados para criar uma curva de pressão capilar. Os dados de pressão da ferramenta de teste de formação podem ser casados com a curva de pressão capilar, que podem então ser projetados no fundo do poço para estimar o nível de água livre. O nível de água livre pode ser usado para determinar a quantidade de hidrocarbonetos, especialmente gás, que estão disponíveis para produção. No nível de 100 % de água livre, a produção não é viável. Assim, o nível de água livre pode ser determinado sem ter que testar abaixo até o nível de água livre real.During drilling, LWD tools may be measuring resistivity of forming fluids and creating resistivity records. From the resistivity record and other data, formation water saturation can be calculated. Changes in water saturation with depth can be observed and can be consolidated into a gradient. The water saturation level is related to how far the test depth is above 100% of the free water level. Water saturation and gradient levels can be used to create a capillary pressure curve. The pressure data of the forming test tool can be matched to the capillary pressure curve, which can then be projected to the bottom to estimate the free water level. The free water level can be used to determine the amount of hydrocarbons, especially gas, that are available for production. At the 100% free water level, production is not viable. Thus, the free water level can be determined without having to test below to the actual free water level.

Medições de pressão podem também ser usadas para dirigir o conjunto de furo de fundo (BHA). Se medições de pressão de formação indicarem que a zona atual não é produtiva, ou é de outra forma não atrativa para perfuração, então o BHA, incluindo a broca de perfuração, pode ser conduzida para uma outra direção. Um exemplo de um conjunto BHA dirigível é o sistema GeoPilot de Halliburton. Tal perfuração direcional visa conduzir o BHA para partes de pressão mais alta do reservatório, manter o BHA na mesma zona de pressão, ou evitar uma zona de menor pressão. Novamente, dados petrofísicos, tais como propriedades de formação previamente mencionadas, podem também ser usados para dirigir mais precisamente o BHA. O ponto de bolha, previamente definido, pode ser uma medição em tempo real benéfica. A medição das alterações no ponto de bolha de fluidos da formação com a profundidade da ferramenta de teste de formação na perfuração de poço permite que o gradiente do ponto de bolha seja determinado. A plotagem do gráfico do gradiente do ponto de bolha em geral permite que transições para frente e para trás entre gás, água e óleo sejam observadas, ou a identificação de uma zona que não está conectada em uma outra zona com base em medições de pressão de furo descendente. O gradiente do ponto de bolha pode ser usado para dirigir o BHA. A direção para baixo no sentido de fluidos mais densos é desejável, já que fluidos mais leves, isto é, aqueles que têm pontos de vapor mais altos por causa de reter mais gases dissolvidos, tendem se mover para cima. Portanto, à medida que fluidos com pontos de vapor mais baixos são encontrados, o BHA é dirigido para esses fluidos. O gradiente do ponto de bolha, bem como outros gradientes, pode ser computado durante a operação, já que medições de ponto de bolha e de pressão são feitas em diferentes profundidades durante a mesma descida no furo de sondagem. Os dados são transmitidos para a superfície em tempo real para que os gradientes sejam calculados e usados.Pressure measurements can also be used to drive the bottom hole assembly (BHA). If formation pressure measurements indicate that the current zone is not productive, or otherwise unattractive to drilling, then the BHA, including the drill bit, may be driven in another direction. An example of a drivable BHA set is the Halliburton GeoPilot system. Such directional drilling is intended to lead the BHA to higher pressure parts of the reservoir, to keep the BHA in the same pressure zone, or to avoid a lower pressure zone. Again, petrophysical data, such as previously mentioned forming properties, can also be used to more precisely direct the BHA. The previously defined bubble point can be a beneficial real-time measurement. Measuring changes in the formation fluid bubble point with the depth of the well drilling formation test tool allows the bubble point gradient to be determined. Plotting the bubble point gradient graph generally allows forward and backward transitions between gas, water and oil to be observed, or the identification of a zone that is not connected to another zone based on pressure measurements. descending hole. The bubble point gradient can be used to drive the BHA. Downward direction towards denser fluids is desirable, as lighter fluids, that is, those with higher vapor points because of retaining more dissolved gases, tend to move upwards. Therefore, as fluids with lower vapor points are found, BHA is directed towards these fluids. Bubble point gradient, as well as other gradients, can be computed during operation, as bubble point and pressure measurements are made at different depths during the same descent into the borehole. Data is transmitted to the surface in real time for gradients to be calculated and used.

Conforme descrito anteriormente, a pressão durante a perfuração, feita no espaço anular, e a verdadeira pressão de formação são duas medições distintas. Com a capacidade de se obter a verdadeira pressão de formação, essas duas medições podem ser combinadas e interpretadas por sinalizadores, ou alertas, e as sinalizações podem então ser transmitidas para a superfície. Antes do advento do FTWD, essas medições tinham que ser combinadas e interpretadas na superfície em virtude de a verdadeira pressão de formação poder ser obtida somente depois que a perfuração parasse. Portanto, o alerta podería ser determinado somente depois desse fato. Os tipos de sinalizações que podem ser transmitidas para a superfície incluem a pressão do espaço anular que está abaixo da pressão de formação e a pressão do espaço anular que está acima do gradiente de fratura. A discussão apresentada é para ser ilustrativa dos princípios e várias modalidades da presente invenção. Embora a modalidade preferida da invenção e seu método de uso tenham sido mostrados e descritos, suas modificações podem ser feitas pelos versados na técnica sem fugir do espírito e preceitos da invenção. As modalidades aqui descritas são apenas exemplares, e não limitantes. Muitas variações e modificações da invenção e aparelho e métodos aqui revelados são possíveis e estão de acordo com o escopo da invenção. Dessa maneira, o escopo de proteção não está limitado pela descrição supra apresentada, mas está limitado somente pelas reivindicações seguintes, esse escopo incluindo todos equivalentes da matéria objeto das reivindicações.As described above, the pressure during drilling in the annular space and the true forming pressure are two distinct measurements. With the ability to obtain true formation pressure, these two measurements can be combined and interpreted by flags, or alerts, and the flags can then be transmitted to the surface. Prior to the advent of FTWD, these measurements had to be combined and interpreted on the surface because the true forming pressure could be obtained only after the drilling had stopped. Therefore, the warning could be determined only after this fact. Types of signals that can be transmitted to the surface include annular space pressure that is below the forming pressure and annular space pressure that is above the fracture gradient. The discussion presented is to be illustrative of the principles and various embodiments of the present invention. Although the preferred embodiment of the invention and its method of use have been shown and described, modifications thereof may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and precepts of the invention. The embodiments described herein are exemplary only, not limiting. Many variations and modifications of the invention and apparatus and methods disclosed herein are possible and are within the scope of the invention. Accordingly, the scope of protection is not limited by the above description but is limited only by the following claims, that scope including all equivalents of the subject matter of the claims.

REIVINDICAÇÕES

Claims (22)

1. Método d.e usar uma propriedade de formação, caracterizado pelo fato de que compreende: dispor um conjunto de furo de fundo (6) adjacente à extremidade distai de uma coluna de perfuração, o conjunto de furo de fundo (6) tendo: uma broca de perfuração (7); e uma ferramenta de teste de formação (10) que tem uma sonda extensível (50) e um primeiro sensor, a sonda extensível (50) incluí um primeiro elemento extensível para além da ferramenta de teste de formação (10) e um esnórquel (98) extensível para além do primeiro elemento; perfurar um furo de sondagem (8) até uma primeira profundidade; estender o primeiro elemento da sonda para encaixar em uma formação; estender o esnórquel (98) da sonda para encaixar na formação; medir uma propriedade de formação; e ajustar um parâmetro de furo descendente se a propriedade de formação diferir de um valor conhecido,Method of using a forming property, characterized in that it comprises: arranging a bottom hole assembly (6) adjacent to the distal end of a drill string, the bottom hole assembly (6) having: a drill drilling (7); and a formation test tool (10) having an extendable probe (50) and a first sensor, the extendable probe (50) includes a first extendable element in addition to the formation test tool (10) and a nickel (98). ) extendable beyond the first element; drill a borehole (8) to a first depth; extending the first element of the probe to fit into a formation; extending the probe groove (98) to fit the formation; measure a training property; and adjust a descending hole parameter if the forming property differs from a known value, 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a propriedade de formação compreende pelo menos um de uma propriedade do depósito de lama, uma propriedade do material da formação (9) e uma pressão de fluido de formação.Method according to claim 1, characterized in that the forming property comprises at least one of a sludge property, a property of the forming material (9) and a forming fluid pressure. 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: registrar uma pluralidade de valores de força de encaixe da sonda e valores de desvio da sonda; e calcular pelo menos um de uma resistência compressiva e um módulo compressivo.Method according to claim 2, characterized in that it further comprises: recording a plurality of probe clamping force values and probe deviation values; and calculating at least one of a compressive strength and a compressive modulus. 4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parâmetro de furo descendente compreende pelo menos um de uma taxa na qual um fluido de perfuração é bombeado, uma propriedade do fluido de perfuração, uma exigência do revestimento do furo de sondagem (8), uma taxa de penetração da broca de perfuração (7) e uma pressão de furo descendente*Method according to claim 1, characterized in that the downhole parameter comprises at least one of a rate at which a drilling fluid is pumped, a property of the drilling fluid, a requirement of the borehole lining. borehole (8), a drill bit penetration rate (7) and a downward bore pressure * 5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a propriedade de formação compreende uma pressão do fluido da formação, e ajustar um parâmetro de furo descendente compreende manipular mecanicamente uma pressão de furo descendente em uma superfície do furo de sondagem (8) se a pressão do fluido da formação diferir de um valor conhecido.A method according to claim 1, characterized in that the forming property comprises a forming fluid pressure, and adjusting a downhole parameter comprises mechanically manipulating a downward hole pressure on a borehole surface ( 8) if the formation fluid pressure differs from a known value. 6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a perfuração de um furo de sondagem (8) compreende perfurar um furo de sondagem (8) inclinado até uma primeira profundidade, o furo de sondagem (8) tendo um lado alto e um lado baixo, o método compreendendo adicional mente: orientar a sonda extensível (50) em direção a um local predeterminado; comunicar um fluido adjacente de um local predeterminado ao primeiro sensor; medir uma pressão do fluido; calcular um valor de densidade do fluido; e em que ajustar um parâmetro de furo descendente compreende ajustar um parâmetro de perfuração se o valor da densidade diferir de um valor conhecido.Method according to claim 1, characterized in that the drilling of a borehole (8) comprises drilling a borehole (8) inclined to a first depth, the borehole (8) having a side. high and a low side, the method further comprising: orienting the extendable probe (50) toward a predetermined location; communicating an adjacent fluid from a predetermined location to the first sensor; measure a fluid pressure; calculate a fluid density value; and wherein adjusting a downhole parameter comprises adjusting a drilling parameter if the density value differs from a known value. 7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o fluido é selecionado do grupo que consiste de fluido do espaço anular e fluido da formação.Method according to claim 6, characterized in that the fluid is selected from the group consisting of annular space fluid and formation fluid. 8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o parâmetro de perfuração compreende uma propriedade do fluido de perfuração.Method according to claim 6, characterized in that the perforation parameter comprises a property of the perforation fluid. 9. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o valor conhecido compreende pelo menos um de uma densidade do fluido de perfuração equivalente, uma densidade circulante equivalente e uma densidade de fluido da formação equivalente.A method according to claim 6, characterized in that the known value comprises at least one of an equivalent drilling fluid density, an equivalent circulating density and an equivalent formation fluid density. 10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o local predeterminado é o lado baixo do furo de sondagem (8), e ajustar um parâmetro de perfuração compreende adicional mente ajustar pelo menos uma das densidades, se o valor da densidade calculado for maior que a pelo menos uma densidade.Method according to claim 9, characterized in that the predetermined location is the low side of the borehole (8), and adjusting a drilling parameter further comprises adjusting at least one of the densities if the value of calculated density is greater than at least one density. 11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o local predeterminado é o lado alto do furo de sondagem (8), e ajustar um parâmetro de perfuração compreende adicional mente ajustar pelo menos uma das densidades, se o valor de densidade calculado for menor que a pelo menos uma densidade,A method according to claim 9, characterized in that the predetermined location is the high side of the borehole (8), and adjusting a drilling parameter further comprises adjusting at least one of the densities if the value of calculated density is less than at least one density, 12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a propriedade de formação compreende um valor de ponto de bolha de um fluido da formação; e o parâmetro de furo descendente compreende uma direção de perfuração do conjunto de furo de fundo (6).Method according to claim 1, characterized in that: the forming property comprises a bubble point value of a forming fluid; and the descending hole parameter comprises a drilling direction of the bottom hole assembly (6). 13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: medir um segundo valor de ponto de bolha em uma segunda profundidade; e calculai' um gradiente de ponto de bolha.A method according to claim 12, further comprising: measuring a second bubble point value at a second depth; and calculate a bubble point gradient. 14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicional mente: comunicai' a propriedade de formação a um conjunto de dados de descrição da formação conhecidos durante a perfuração do furo de sondagem (8); e ajustar o conjunto de dados de descrição da formação conhecidos em resposta à propriedade de formação durante a perfuração do furo de sondagem (8).A method according to claim 1, further comprising: communicating the formation property to a formation description data set known during drilling of the borehole (8); and adjusting the formation description data set known in response to the formation property during drilling of the borehole (8). 15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a propriedade de formação compreende uma pressão do fluido da formação.A method according to claim 14, characterized in that the forming property comprises a pressure of the forming fluid. 16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o conjunto de dados conhecidos compreende pelo menos um de um modelo de formação, medições de pressão durante a perfuração, medições sônicas, medições acústicas, medições de formação de imagem de ressonância magnética nuclear, medições de resistivídade, medições de densidade e medições de porosidade.Method according to claim 14, characterized in that the known data set comprises at least one of a formation model, pressure measurements during drilling, sonic measurements, acoustic measurements, resonance imaging measurements. nuclear magnetic, resistivity measurements, density measurements and porosity measurements. 17. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: medir uma pluralidade de propriedades de formação a uma pluralidade de profundidades no furo de sondagem (8); comunicar continuamente cada uma da pluralidade de propriedades de formação depois que cada propriedade for medida; e ajustar continuamente o conjunto de dados conhecidos depois de cada propriedade ser comunicada.A method according to claim 14, further comprising: measuring a plurality of forming properties at a plurality of depths in the borehole (8); continuously communicating each of the plurality of forming properties after each property is measured; and continuously adjusting the known data set after each property is reported. 18. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a propriedade de formação compreende uma pressão de fluido e o conjunto de dados conhecidos compreende um conjunto de dados de resisti vi dade de fluido, e compreende adicionalmente prever um nível de saturação de água a uma segunda profundidade abaixo da primeira profundidade.The method according to claim 14, characterized in that the forming property comprises a fluid pressure and the known data set comprises a fluid resistance data set, and further comprises providing a saturation level. of water to a second depth below the first depth. 19. Método de usar uma propriedade de formação, caracterizado pelo fato de que compreende: dispor um colar de perfuração (12a, 12b, 12c, 12d) em um furo de sondagem (8) a uma primeira profundidade, o colar de perfuração (12a, 12b, I2e, i2d) compreendendo uma ferramenta de teste de fonnação (10), um conjunto de sonda da formação (50) e um primeiro sensor; medir uma primeira propriedade de formação em um primeiro local na primeira profundidade com o colar de perfuração (12a, 12b, 12c, 12d); medir uma segunda propriedade de formação em um segundo local na primeira profundidade com o colar de perfuração (12a, 12b, 12c, 12d); e manipular a primeira e segunda propriedades de formação para obter informação de furo descendente,Method of using a forming property, characterized in that it comprises: arranging a drill collar (12a, 12b, 12c, 12d) in a borehole (8) to a first depth, the drill collar (12a) 12b, 12e, 12d) comprising a forming test tool (10), a forming probe assembly (50) and a first sensor; measuring a first forming property at a first location at the first depth with the drill collar (12a, 12b, 12c, 12d); measuring a second forming property at a second location at the first depth with the drill collar (12a, 12b, 12c, 12d); and manipulating the first and second forming properties to obtain downhole information, 20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que manipular a primeira e a segunda propriedades de formação compreende calcular uma anisotropia de formação.A method according to claim 19, characterized in that manipulating the first and second forming properties comprises calculating a forming anisotropy. 21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: medir uma terceira propriedade de formação; e correlacionar a terceira propriedade de formação e a anisotropia de fonnação entrando com os valores em um modelo de formação.A method according to claim 20, further comprising: measuring a third forming property; and correlate the third formation property and the anisotropy of fonnation by entering the values in a formation model. 22. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a primeira propriedade de formação é uma pressão de fluido do espaço anular e a segunda propriedade de formação é uma pressão de fluido de formação, e manipular as pressões de fluidos compreende calcular um valor de diferença entre as pressões, o método compreendendo adicionalmente: transmitir um alerta se o valor da diferença for diferente de um valor conhecido.The method according to claim 19, characterized in that the first forming property is an annular space fluid pressure and the second forming property is a forming fluid pressure, and manipulating the fluid pressures comprises calculating a difference value between pressures, the method further comprising: transmitting an alert if the difference value is different from a known value.
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