DE102006023260A1

DE102006023260A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erhalten von Bohrlochproben

Info

Publication number: DE102006023260A1
Application number: DE102006023260A
Authority: DE
Inventors: Colin Houston Longfield
Original assignee: Schlumberger Technology BV
Current assignee: Schlumberger Technology BV
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2006-11-23
Also published as: CN1865656B; GB0608308D0; CA2546537A1; US20060260805A1; GB2426267A; RU2404361C2; CA2546537C; CN1865656A; RU2006117169A; FR2885947A1; US7546885B2; NO20062183L; GB2426267B

Abstract

Ein Bohrloch-Bohrwerkzeug, das in einem durch eine unterirdische Formation verlaufenden Bohrloch positionierbar ist, umfasst ein Formationsbewertungswerkzeug, das einen festen Abschnitt (403) und einen herausziehbaren Abschnitt (400) besitzt. Der feste Abschnitt (403) ist mit einem Bohrkranz (150) des Bohrlochwerkzeugs funktional verbunden. Der feste Abschnitt (403) dient der Herstellung einer Fluidkommunikation mit einer unterirdischen Formation. Der herausziehbare Abschnitt (400) steht mit dem festen Abschnitt (403) in einer Fluidverbindung und ist hiervon zu einem oberirdischen Ort herausziehbar. Der herausziehbare Abschnitt (400) kann Formationsfluid von der unterirdischen Formation aufnehmen.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Probennahme von Bohrfluiden in einem durch eine unterirdische Formation verlaufenden Bohrloch und insbesondere ein Bohrlochwerkzeug, das mit einem Werkzeug zur Formationsbewertung versehen ist, und ein Verfahren zur Formationsbewertung, wobei mit diesem Werkzeug und mit diesem Verfahren Bohrfluidproben gesammelt und zu einem oberirdischen Ort herausgezogen werden.
Bohrlöcher werden beispielsweise zum Schürfen und Gewinnen von Kohlenwasserstoffen gebohrt. Es ist oftmals wünschenswert, verschiedene Bewertungen der Formationen, durch die das Bohrloch während der Bohrvorgänge verläuft, auszuführen, etwa in Perioden, in denen der eigentliche Bohrvorgang vorübergehend angehalten worden ist. In einigen Fällen kann der Bohrstrang mit einem oder mehreren Bohrwerkzeugen versehen sein, um die umgebende Formation zu prüfen und/oder um hiervon Proben zu nehmen. In anderen Fällen kann der Bohrstrang aus dem Bohrloch in einer so genannten "Trip"-Folge entfernt werden, woraufhin ein Drahtleitungswerkzeug bzw. Seilarbeitswerkzeug in das Bohrloch abgesenkt wird, um die Formation zu prüfen und/oder Proben hiervon zu entnehmen. Die Proben oder Tests, die von solchen Bohrlochwerkzeugen erhalten bzw. ausgeführt werden, können beispielsweise verwendet werden, um wertvolle Kohlenwasserstoffproduktionsformationen zu lokalisieren und die Gewinnung der Kohlenwasserstoffe hiervon zu steuern.
Derartige Bohrlochwerkzeuge und Drahtleitungswerkzeuge sowie andere Bohrlochwerkzeuge, die an Rohrwendeln, an einem Rohrgestänge, an einem Futterrohr oder an anderen Beförderungseinrichtungen transportiert werden, werden hier einfachheitshalber "Bohrlochwerkzeuge" genannt. Solche Bohrlochwerkzeuge können ihrerseits mehrere integrierte Module enthalten, wovon jedes eine unterschiedliche Funktion ausführt, wobei ein Bohrlochwerkzeug entweder allein oder in Kombination mit anderen Bohrlochwerkzeugen in einem Bohrloch-Werkzeugstrang verwendet werden kann. Insbesondere erfordert die Formationsbewertung oftmals, dass Fluid von der Formation in ein Bohrlachwerkzeug oder in ein Modul hiervon gesaugt wird, um es vor Ort zu prüfen und/oder eine Probe hiervon zu nehmen. Verschiedene Vorrichtungen wie etwa Sonden und/oder Schieber bzw. Dichtungen werden von dem Bohrlochwerkzeug ausgefahren, um einen Bereich der Bohrlochwand abzutrennen und um dadurch eine Fluidkommunikation mit der das Bohrloch umgebenden Formation zu schaffen. Das Fluid kann dann unter Verwendung der Sonde und/oder der Schieber bzw. Dichtungen in das Bohrlochwerkzeug gesaugt werden. Eine typische Sonde verwendet einen Körper, der von dem Bohrlochwerkzeug ausfahrbar ist, und trägt an einem äußeren Ende hiervon einen Schieber bzw. eine Dichtung, um sie gegen eine Seitenwand des Bohrlochs zu positionieren. Solche Schieber sind typischerweise als verhältnismäßig großes Element konfiguriert, das einfach verformt werden kann, um – im Fall der Bewertung eines offenen Lochs – einen Kontakt mit einer ungleichmäßigen Bohrlochwand herzustellen und dabei dennoch eine Festigkeit und ausreichende Integrität beizubehalten, um nicht vorhergesehenen differenziellen Drücken zu widerstehen. Diese Schieber können in offene Löcher oder ummantelte Löcher eingesetzt werden. Sie können in verschiedenen Bohrlochwerkzeugen in das Bohrloch eingeführt werden.
Eine weitere Vorrichtung, die verwendet wird, um mit der Bohrlochseitenwand eine Dichtung zu bilden, wird als dualer Schieber bezeichnet. Bei einem dualen Schieber werden zwei elastomere Ringe um ein Bohrlochwerkzeug radial ausgefahren, um dazwischen einen Abschnitt der Bohrlochwand zu isolieren. Die Ringe bilden eine Dichtung mit der Bohrlochwand und ermöglichen das Ansaugen von Fluid in das Bohrlochwerkzeug über den isolierten Abschnitt des Bohrlochs.

Die Schlammkuchenauskleidung des Bohrlochs ist für die Unterstützung der Sonde und/oder der dualen Schieber bei der Herstellung einer geeigneten Dichtung mit der Bohrlochwand oftmals nützlich. Sobald die Dichtung hergestellt ist, wird Fluid von der Formation in das Bohrlochwerkzeug durch einen darin vorhandenen Einlass gesaugt, indem der Druck im Bohrlochwerkzeug gesenkt wird. Beispiele von Sonden und/oder Schiebern, die in verschiedenen Bohrlochwerkzeugen verwendet werden, sind in US 6 301 959 ; US 4 860 581 ; US 4 936 139 ; US 6 585 045 ; US 6 609 568 und US 6 719 049 sowie in der US-Patentanmeldung Nr. 2004/0000433, die hiermit durch Literaturhinweis eingefügt sind, beschrieben.

Das Fluid wird durch einen Einlass in den Sonden oder Schiebern in das Bohrlochwerkzeug gesaugt. Das Fluid strömt in eine Durchflussleitung und wird wahlweise einer Probenkammer oder -flasche zugeführt, um darin gesammelt zu werden. Beispiele von Probenkammern und verwandte Techniken, die in Bohrlochwerkzeugen verwendet werden, sind u. a. in US 6 745 835 , US 6 688 390 , US 6 659 177 , US 5 803 186 , US 5 233 866 , US 5 303 775 und US 5 377 755 dargestellt. Probenkammern sind Behälter, die typischerweise mit einem Innenkolben versehen sind, der das gesammelte Fluid unter Druck hält. Sobald Fluid in der Probenkammer gesammelt worden ist, wird das Werkzeug zur Oberfläche geführt, woraufhin die Probenkammern für eine weitere Analyse entnommen werden. In einigen Fällen werden die Probenkammern an der Oberfläche für eine Bewertung entnommen. In anderen Fällen werden die Probenkammern zu einer Anlage an einem anderen Ort transportiert, um dort weiter geprüft zu werden.

Trotz der Fortschritte in der Technologie der Probennahme bleibt der Bedarf bestehen, Proben ohne Unterbrechung der von dem Bohrlochwerkzeug ausgeführten Bohrvorgänge zu erhalten. In einigen Fällen können Probenkammern fehlerhaft, voll oder in anderer Weise während der Bohrvorgänge nicht betriebsbereit sein. Es bleibt daher ein Bedarf an Techniken, mit denen Proben schneller erhalten werden können und/oder die nicht erfordern, dass das Werkzeug entnommen wird. In solchen Fällen ist es wünschenswert, eine oder mehrere Probenkammern aus dem Bohrlochwerkzeug herauszuziehen, ohne das Werkzeug selbst herauszuziehen.

Es sind Techniken entwickelt worden, um Werkzeuge zum Messen und Protokollieren während des Bohrens (MWD, LWD) aus Bohrloch-Bohrwerkzeugen herauszuziehen. Diese MWD- und LWD-Werkzeuge werden typischerweise in die Bohrloch-Bohrwerkzeuge über Drahtleitungs- oder Schlickleitungs-Vorrichtungen abgesenkt und aus diesen herausgezogen. In solchen Fällen wird die Komponente in das Bohrloch durch einen Schlammkanal geschickt, der durch das Bohrloch-Bohrwerkzeug verläuft, und in die Baugruppe des Bohrloch-Bohrwerkzeugs am Lochboden (Bohrlochsohlenausrüstung) funktional eingesetzt. Beispiele solcher Vorrichtungen und verwandte Techniken sind in US 6 577 244 beschrieben. Es gibt jedoch keine bekannten Techniken, um Probenkammern von Bohrlochvorrichtungen oder -werkzeugen wiederzugewinnen. Es ist schwierig, die Proben auf dem Solldruck zu halten und eine Verunreinigung der Probe während des Extrahierens und/oder des Transports zu verhindern.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein System und ein Verfahren zu schaffen, mit denen eine Probe gesammelt und zur Oberfläche transportiert werden kann, ohne dass die Entnahme des Bohrlochwerkzeugs erforderlich ist, wobei ein solches System selbst in schwierigen Bohrumgebungen wie etwa unter Versatzbohrbedingungen betreibbar sein sollte und wobei ein solches System die Probe vor einer Verunreinigung und/oder einer Beschädigung während des Transports zur Oberfläche schützen können sollte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bohrlochwerkzeug nach Anspruch 1, ein Werkzeug zur Formationsbewertung während des Bohrens nach Anspruch 15 bzw. durch ein Verfahren zur Formationsbewertung nach Anspruch 19. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Bohrloch-Bohrwerkzeug, das in einem durch eine unterirdische Formation verlaufenden Bohrloch positionierbar ist. Das Werkzeug umfasst ein Formationsbewertungswerkzeug mit einem festen und einem herausziehbaren Abschnitt. Der feste Abschnitt ist mit einem Bohrkranz des Bohrlochwerkzeugs funktional verbunden. Der feste Abschnitt dient der Herstellung einer Fluidkommunikation mit einer unterirdischen Formation. Der herausziehbare Abschnitt steht mit dem festen Abschnitt in einer Fluidverbindung und kann hiervon zu einem oberirdischen Ort herausgezogen werden. Der herausziehbare Abschnitt dient der Aufnahme eines Formationsfluids von der unterirdischen Formation.

Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Werkzeug zur Formationsbewertung während des Bohrens, das in einem durch eine unterirdische Formation verlaufenden Bohrloch positionierbar ist. Das Werkzeug umfasst eine Fluidkommunikationsvorrichtung, die von dem Bohrwerkzeug ausfahrbar ist, um eine Fluidkommunikation mit der unterirdischen Formation herzustellen. Die Fluidkommunikationsvorrichtung besitzt einen Einlass für die Aufnahme von Formationsfluid von der unterirdischen Formation und wenigstens eine Probenkammer für die Aufnahme des Formationsfluids. Die Probenkammern sind mit der Fluidkommunikationsvorrichtung über wenigstens eine Durchflussleitung funktional verbunden. Die Probenkammern sind ebenfalls in dem Bohrkranz positioniert und hiervon zur Obertläche herausziehbar.

Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Ausführen einer Formationsbewertung mittels eines Bohrloch-Bohrwerkzeugs, das in einem durch eine unterirdische Formation verlaufenden Bohrloch positionierbar ist. Das Verfahren umfasst die Herstellung einer Fluidkommunikation zwischen einem festen Abschnitt des Bohrloch-Bohrwerkzeugs und der Formation, das Ansaugen von Formationsfluid von der Formation und in den festen Abschnitt, das Schicken des Formationsfluids von dem festen Abschnitt in einen herausziehbaren Abschnitt des Bohrloch-Bohrwerkzeugs sowie das Herausziehen des herausziehbaren Abschnitts des Bohrloch-Bohrwerkzeugs zu einem oberirdischen Ort.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beigefügten Abbildungen illustrierten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 ist eine schematische Ansicht teilweise im Querschnitt eines Bohrturms mit einem in ein Bohrloch über einem Bohrstrang vorgeschobenen Bohrloch-Bohrwerkzeug, wobei das Bohrloch-Bohrwerkzeug in sich eine Formationsbewertungsbaugruppe enthält;
2A ist eine schematische Ansicht der Formationsbewertungsbaugruppe von 1, die ein herausziehbares Probennahmewerkzeug enthält;
2B ist eine schematische Ansicht einer alternativen Formationsbewertungsbaugruppe, die ein alternatives herausziehbares Probennahmewerkzeug enthält;
2C ist eine schematische Ansicht einer weiteren alternativen Formationsbewertungsbaugruppe, die eine herausziehbare Probenkammer enthält;
3A ist eine schematische Ansicht der herausziehbaren Probenkammer von 2C; und
3B ist eine schematische Ansicht einer alternativen herausziehbaren Probenkammer.
In 1 sind ein herkömmlicher Bohrturm und ein Bohrstrang gezeigt, wobei über einem durch eine unterirdische Formation F verlaufenden Bohrloch 11 eine Festland-Plattform- und Bohrturmbaugruppe 10 positioniert ist. In der gezeigten Ausführungsform ist das Bohrloch 11 durch Rotationsbohren in wohl bekannter Weise gebildet worden. Der Fachmann auf dem Gebiet, der Nutzen aus dieser Offenbarung zieht, erkennt jedoch, dass die Erfindung auch Anwendung auf Richtungsbohrvorgänge und auf rotatorische Bohrvorgänge hat und nicht auf Festland-Bohrtürme eingeschränkt ist.
Ein Bohrstrang 12 hängt in einem Bohrloch 11 und weist an seinem unteren Ende eine Bohrkrone 15 auf. Der Bohrstrang 12 wird durch einen Drehtisch 16 gedreht, dem durch nicht gezeigte Mittel, die am oberen Ende des Bohrstrangs 12 mit einer Vierkantstange 17 in Eingriff sind, Energie zugeführt wird. Der Bohrstrang 12 ist an einem Haken 18 aufgehängt, der an einem (ebenfalls nicht gezeigten) Bewegungsblock über die Vierkantstange 17 und eine Drehbefestigung 19, die eine Drehung des Bohrstrangs 12 in Bezug auf den Haken 18 ermöglicht, befestigt ist.
Bohrfluid oder Bohrschlamm 26 wird in einer am Bohrort ausgebildeten Vertiefung 27 gelagert. Eine Pumpe 29 führt dem Innenraum des Bohrstrangs 12 über einen Anschluss in der Drehbefestigung 19 Bohrfluid 26 zu, wodurch Bohrfluid 26 dazu veranlasst wird, durch den Bohrstrang 12 nach unten zu strömen, wie durch den Richtungspfeil 9 angegeben ist. Das Bohrfluid 26 verlässt den Bohrstrang 12 über Anschlüsse in einer Bohrkrone 15, um dann durch den Bereich zwischen der Außenseite des Bohrstrangs 12 und der Wand des Bohrlochs 11, der Ringraum genannt wird, nach oben zu strömen, wie durch die Richtungspfeile 32 gezeigt ist. Auf diese Weise schmiert das Bohrfluid die Bohrkrone 15 und trägt Formationsschnittabfälle zur Oberfläche, wenn es für eine erneute Zirkulation in die Vertiefung 27 zurückgeleitet wird.
Der Bohrstrang 12 umfasst ferner ein Bohrlochwerkzeug oder eine Lochbodenbaugruppe (BHA, Bottom Hole Assembly), die sich in der Nähe der Bohrkrone 15 befindet und allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist.
Die BHA 100 umfasst Bohrkränze 150, in denen verschiedene Komponenten untergebracht sind, die Informationen messen, verarbeiten und speichern können und sie zur Oberfläche übermitteln können. Eine solche Komponente ist eine Vorrichtung 200 zum Messen und lokalen Kommunizieren, die den spezifischen elektrischen Widerstand der Formation F, die das Bohrloch 11 umgibt, bestimmt und übermittelt. Eine weitere Komponente ist eine Formationsbewertungsbaugruppe 300. Die Formationsbewertungsbaugruppe 300 umfasst Stabilisatoren oder Rippen 314 sowie eine in einem Stabilisator positionierte Sonde 316.
Wie in 2A gezeigt ist, ist die Formationsbewertungsbaugruppe 300 in einem Bohrkranz 150 positioniert. Die Formationsbewertungsbaugruppe 300 umfasst einen festen Abschnitt 403 und einen herausziehbaren Abschnitt 400. Der Bohrkranz 150 besitzt einen Ringraum 401, der durch ihn verläuft und durch den sich Schlamm oder Bohrfluid bewegen kann. Wie gezeigt ist, ist der feste Abschnitt 403 in dem Bohrkranz 150 so positioniert, dass durch ihn ein Durchlass definiert ist, der durch ihn verläuft. Der herausziehbare Abschnitt 400 ist mittig in dem Ringraum 401 positioniert. Selbstverständlich können jedoch die Werkzeuge in dem Bohrkranz in einer Weise positioniert und/oder unterstützt sein, die die Formationsbewertung und/oder Schlammflussvorgänge erleichtert. Die Abschnitte können in einem oder in mehreren Bohrkränzen vorhanden sein. Die Abschnitte können aneinander grenzen oder längs des Bohrlochwerkzeugs um eine beliebige Strecke voneinander beabstandet sein.
Die Sonde 316 ist in dem festen Abschnitt 403 positioniert und steht hiervon ab, um mit der Wand des Bohrlochs 11 einen Kontakt herzustellen und um eine Fluidkommunikation mit einer benachbarten Formation zu schaffen. Der feste Abschnitt 403 umfasst einen Vorprüfkolben 404 und eine Druckmesseinrichtung 406. Andere Vorrichtungen wie etwa Sensoren und Fluidanalyse-, Hydraulik- und Elektronikeinrichtungen oder dergleichen können ebenfalls vorgesehen sein.
Der herausziehbare Abschnitt 400 besitzt an einem Bohrlochende einen Verriegelungsmechanismus oder Klinkenmechanismus 408 sowie an einem oberen Ende einen Fang-/Drahtleitungskopf 410. Der Klinkenmechanismus 408 verbindet das herausziehbare Probennahmewerkzeug (oder den herausziehbaren Abschnitt 400) auf lösbare Weise mit dem Bohrkranz 150. Der Fangkopf 410 ist vorzugsweise für eine Verbindung mit einer Drahtleitung 411 geeignet. Alternativ können eine Schlickleitung oder ein anderer herausziehbarer Mechanismus verwendet werden, um das Herausziehen zur Oberfläche zu erleichtern. Der herausziehbare Abschnitt 400 kann unter Verwendung einer Zugeinrichtung oder unter Ausnutzung der Schlammströmung, der Schwerkraft oder eines anderen Beförderungsmittels auch in das Bohrlochwerkzeug oder in die Formationsbewertungsbaugruppe 300 abgesenkt werden. Der herausziehbare Abschnitt 400 wird dann vor Ort unter Verwendung des Klinkenmechanismus 408 gesichert.
Die Drahtleitung 411 kann verwendet werden, um Leistung für den herausziehbaren und/oder für den festen Abschnitt sowie für andere Abschnitte des Bohrlochwerkzeugs bereitzustellen. In einigen Fällen kann das Bohrlochwerkzeug unter Verwendung von Leistung von der Drahtleitung 411 betrieben werden, um die Leistung aus der Schlammströmung zu ergänzen oder zu ersetzen. Das Bohrlochwerkzeug wird dadurch in die Lage versetzt, in einer LWD-Betriebsart oder in einer Drahtleitungsbetriebsart zu arbeiten. In der LWD-Betriebsart empfängt das Bohrlochwerkzeug Leistung aus der Strömung des Schlamms durch einen (nicht gezeigten) Bohrlochgenerator. In der Drahtleitungsbetriebsart liefert die Drahtleitung 411 elektrische Leistung zu dem Bohrlochwerkzeug. Die Drahtleitungsbetriebsart lässt eine Operation auch dann zu, wenn Schlamm nicht durch das Bohrlochwerkzeug geschickt werden kann, beispielsweise dann, wenn das Werkzeug ausgeschaltet ist ("Tripping")
Der Klinkenmechanismus 408 ist so beschaffen, dass er eine Fluidverbindung mit einer Durchflussleitung 402 zwischen dem herausziehbaren Abschnitt 400 und dem festen Abschnitt 403 herstellt. Der Klinkenmechanismus 408 umfasst einen (nicht gezeigten) Selbstabdichtungsmechanismus, um den festen Abschnitt 403 abzudichten und um eine Fluidströmung in ihn zu verhindern, wenn der herausziehbare Abschnitt 400 abgenommen ist. Dieser Selbstabdichtungsmechanismus ist vorzugsweise ausreichend robust, um der hohen Schlammströmungsrate in dem Schlammkanal in Folge der Entnahme des herausziehbaren Abschnitts 400 zu widerstehen.
Der herausziehbare Abschnitt 400 umfasst eine Pumpe 412 und Probenkammern oder -flaschen 414. Eine oder mehrere Probenflaschen mit gewünschter Größe können verwendet werden. Vorzugsweise sind die Probenkammern schlank, um den Durchgang von Schlamm zuzulassen. Es können Probenflaschen, die länger als ein Bohrkranz sind, verwendet werden, so dass sie sich durch den herausziehbaren Abschnitt 400 erstrecken. Die Durchflussleitung 402 verläuft durch den festen Abschnitt 403 und den herausziehbaren Abschnitt 400. Die Durchflussleitung 402 stellt eine Fluidverbindung zwischen der Sonde 316 und den Probenkammern 414 in dem herausziehbaren Abschnitt 400 her. Zusätzliche Ventileinrichtungen, Probenkammern, Pumpen, Auslassanschlüsse, Beschickungskammern und andere Vorrichtungen können in der Probennahmebaugruppe ebenfalls vorgesehen sein, um den Formationsbewertungsprozess zu erleichtern. Die Pumpe 412 ist zwar in dem Probennahmewerkzeug oder herausziehbaren Abschnitt 400 dargestellt, außerdem sind die Vorprüfungs- und Messeinrichtungen im Bohrkranzabschnitt oder festen Abschnitt 403 des Formationsbewertungswerkzeugs dargestellt, diese Vorrichtungen können jedoch auch an vielen verschiedenen anderen Orten um das Formationsbewertungswerkzeug positioniert sein.
In 2B ist eine alternative Formationsbewertungsbaugruppe 300a dargestellt. Die Formationsbewertungsbaugruppe 300a ist zu der Formationsbewertungsbaugruppe 300 von 2A ähnlich, mit der Ausnahme, dass der feste Abschnitt 403a die Sonde 316 enthält und dass der herausziehbare Abschnitt 400a den Vorprüfkolben 404, die Druckmesseinrichtung 406, die Elektronik 502 und die Hydraulik 504 enthält. Mit dieser Konfiguration sind weitere Komponenten in dem herausziehbaren Abschnitt 400a positioniert und können zur Oberfläche gezogen werden, um sie gegebenenfalls zu ersetzen oder neu einzustellen.
Wie in 2B gezeigt ist, besitzt das Formationsbewertungswerkzeug 300a keine Probenkammern oder Pumpen. Die Konfiguration von 2B kann verwendet werden, um eine Formationsprüfung ohne Probennahme vorzunehmen. Diese und weitere Komponenten können jedoch optional vorgesehen sein, um Probennahmevorgänge zu ermöglichen.
In 2C ist eine nochmals weitere alternative Formationsbewertungsbaugruppe 300b gezeigt, die einen herausziehbaren Abschnitt 400b und einen festen Abschnitt 403b umfasst. Diese Konfiguration ist zu der Formationsbewertungsbaugruppe 300 von 2A ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Pumpe 412 aus dem herausziehbaren Abschnitt 400b entnommen und in dem festen Abschnitt 403b angeordnet worden ist.
Die 3A und 3B zeigen Durchflussleitungskonfigurationen für die Bohrlochformations-Bewertungsbaugruppe. Wie in 3A gezeigt ist, verzweigt die Durchflussleitung 402 in Durchflussleitungen 602 und 604. Ein Ventil 606 lässt wahlweise eine Fluidströmung von der Durchflussleitung 402 in eine Probenkammer 614 zu. Wenn das Ventil 606 geschlossen ist, kann die Durchflussleitung 402 die Durchflussleitung 604 und die Probenkammer 614 umgehen und zu anderen Probenkammern oder Abschnitten des Bohrlochwerkzeugs verlaufen. Dadurch ist es möglich, dass eine einzige Durchflussleitung in die Flasche eintritt und diese verlässt, so dass es möglich ist, mehrere Flaschen hintereinander anzuordnen.
Wie in 3B gezeigt ist, verzweigt die Durchflussleitung 402 in Durchflussleitungen 620 und 622. Ventile 624 und 626 ermöglichen, dass Fluid wahlweise in die Durchflussleitung 620 oder in die Durchflussleitung 622 strömt. In diesem Fall befinden sich die Ventile in einer Entfernung von den Flaschen, beispielsweise im festen Abschnitt oder im Klinkenabschnitt. In dieser Konfiguration ermöglichen die Ventile 624 und 626 einen Betrieb ohne Verwendung elektrisch betätigter Ventile in den Flaschen. Eine solche Konfiguration vermeidet den Bedarf an elektrischen Leitungen. Für jede der hintereinander angeordneten Probenkammern ist eine getrennte Durchflussleitung 622 vorgesehen.
Wie in den 3A und 3B gezeigt ist, umfasst die Probenkammer 614 einen Kolben 628, der darin gleitend angeordnet ist. Der Kolben definiert einen Probenhohlraum 630 und einen Pufferhohlraum 632. Der Pufferhohlraum 632 besitzt einen Auslassanschluss 634, der mit dem Bohrloch in einer Fluidkommunikation steht. Andere Durchflussleitungskonfigurationen, Ventileinrichtungen und weitere Vorrichtungen wie etwa Stickstoffkammern können ebenfalls verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Pumpe 412, die in 2C gezeigt ist, in der Nähe der Probenkammern positioniert, damit Formationsfluid in der Nähe der Ventile 624 und 626 zirkulieren kann. Die Pumpe 412 kann so positioniert sein, dass die Menge an ruhendem Fluid und an verunreinigtem Fluid, das in die Probenkammer beim Öffnen der Ventile eindringen könnte, minimal ist.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen an den bevorzugten und alternativen Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von ihrem wahren Erfindungsgedanken abzuweichen. Ferner soll diese Beschreibung lediglich der Erläuterung dienen und die Erfindung in keiner Weise beschränken. Der Umfang dieser Erfindung ist lediglich durch die folgenden Ansprüche bestimmt. Der Ausdruck "umfassen" in den Ansprüchen soll "wenigstens enthalten" bedeuten, so dass die genannte Auflistung von Elementen in einem Anspruch eine offene Menge oder Gruppe ist. Ebenso sollen auch die Ausdrücke "enthalten", "besitzen" und "aufweisen" die Bedeutung einer offenen Menge oder Gruppe von Elementen haben. Der unbestimmte Artikel und andere Ausdrücke im Singular sollen die Pluralformen hiervon umfassen, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist.

Claims

Bohrloch-Bohrwerkzeug, das in einem durch eine unterirdische Formation (F) verlaufenden Bohrloch (11) positionierbar ist und ein Formationsbewertungswerkzeug enthält, das seinerseits umfasst: einen festen Abschnitt (403), der mit einem Bohrkranz (150) des Bohrlochwerkzeugs funktional verbunden ist und eine Fluidkommunikation mit einer unterirdischen Formation (F) herstellt; und einen herausziehbaren Abschnitt (400), der mit dem festen Abschnitt (403) in einer Fluidverbindung steht und hiervon zu einem oberirdischen Ort herausziehbar ist und ein Formationsfluid von der unterirdischen Formation (F) aufnehmen kann.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der herausziehbare Abschnitt (400) wenigstens eine Probenkammer (414, 614) umfasst, um Formationsfluid zu sammeln.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der herausziehbare Abschnitt (400) eine Pumpe (412) umfasst, die eine Strömung von Formationsfluid durch ihn bewirken kann.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der herausziehbare Abschnitt (400) wenigstens ein Ventil (606, 624, 626) umfasst, um das Formationsfluid wahlweise durch ihn zu lenken.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der herausziehbare Abschnitt (400) wenigstens eine Messeinrichtung zum Messen von Eigenschaften des Formationsfluids umfasst.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der herausziehbare Abschnitt (400) wenigstens einen Vorprüfkolben (404) umfasst.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Abschnitt (403) eine Fluidkommunikationsvorrichtung umfasst, die eine Abdichtung mit der Bohrlochwand schafft, wobei die Fluidkommunikationsvorrichtung wenigstens einen Einlass für die Aufnahme des Formationsfluids besitzt.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Abschnitt (403) eine Pumpe (412) umfasst, die eine Strömung von Formationsfluid durch ihn bewirken kann.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Abschnitt (403) wenigstens ein Ventil (606, 624, 626) umfasst, um wahlweise Formationsfluid durch ihn zu lenken.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Abschnitt (403) wenigstens eine Messeinrichtung zum Messen von Eigenschaften des Formationsfluids umfasst.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Abschnitt (403) wenigstens einen Vorprüfkolben (404) umfasst.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Abschnitt (403) wenigstens eine Probenkammer (414, 614) umfasst, um Formationsfluid aufzunehmen.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Fangkopf (410), der an seinem oberen Ende positioniert ist.
Bohrloch-Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Klinkenmechanismus (408), um den herausziehbaren Abschnitt (400) an dem festen Abschnitt (403) funktional zu befestigen.
Werkzeug zur Formationsbewertung während des Bohrens, das in einem durch eine unterirdische Formation (F) verlaufenden Bohrloch (11) positionierbar ist und umfasst: eine Fluidkommunikationsvorrichtung, die von dem Bohrwerkzeug ausfahrbar ist, um eine Fluidkommunikation mit der unterirdischen Formation (F) herzustellen, und einen Einlass für die Aufnahme von Formationsfluid von der unterirdischen Formation (F) aufweist; und wenigstens eine Probenkammer (414, 614) für die Aufnahme des Formationsfluids, wobei die wenigstens eine Probenkammer (414, 614) mit der Fluidkommunikationsvorrichtung über wenigstens eine Durchflussleitung (402, 602, 604) funktional verbunden ist, wobei die wenigstens eine Probenkammer (414, 614) in dem Bohrkranz (150) positioniert und hiervon zur Oberfläche herausziehbar ist.
Werkzeug zur Formationsbewertung während des Bohrens nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Vorprüfkolben (404).
Werkzeug zur Formationsbewertung während des Bohrens nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch wenigstens eine Messeinrichtung.
Werkzeug zur Formationsbewertung während des Bohrens nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch wenigstens ein Ventil (606, 624, 626), um Fluid wahlweise durch die wenigstens eine Durchflussleitung (402, 602, 604) zu lenken.
Verfahren zum Ausführen einer Formationsbewertung durch ein Bohrloch-Bohrwerkzeug, das in einem durch eine unterirdische Formation (F) verlaufenden Bohrloch (11) positionierbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Schaffen einer Fluidkommunikation zwischen einem festen Abschnitt (403) des Bohrloch-Bohrwerkzeugs und der Formation (F); Ansaugen von Formationsfluid von der Formation (F) und in den festen Abschnitt (403); Schicken des Formationsfluids von dem festen Abschnitt (403) in einen herausziehbaren Abschnitt (400) des Bohrlochwerkzeugs; und Herausziehen des herausziehbaren Abschnitts (400) des Bohrloch-Bohrwerkzeugs zu einem oberirdischen Ort.
Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch das Messen wenigstens eines Parameters des Formationsfluids.
Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch das Sammeln wenigstens eines Teils des Formationsfluids in einer Probenkammer (414, 614).
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ansaugens ein Pumpen von Formationsfluid von der Formation (F) und in den festen Abschnitt (403) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch das Ausführen einer Vorprüfoperation.
Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch das Absenken des herausziehbaren Abschnitts (400) in das Bohrloch-Bohrwerkzeug und das Sichern des herausziehbaren Abschnitts (400) am festen Abschnitt (403).
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Herausziehschritt umfasst: Herstellen eines Eingriffs mit einem Fangkopf (410) des herausziehbaren Abschnitts (400); Entriegeln des herausziehbaren Abschnitts (400) vom festen Abschnitt (403); und Herausziehen des herausziehbaren Abschnitts (400) zu der Oberfläche.