DE1108154B

DE1108154B - Geraet zum Messen der hydrostatischen Druckdifferenz zwischen zwei Niveauhoehen der ein Tiefbohrloch fuellenden Fluessigkeitssaeule

Info

Publication number: DE1108154B
Application number: DESCH25487A
Authority: DE
Inventors: Simon Philippe Noik
Original assignee: Schlumberger Overseas SA
Current assignee: Schlumberger Overseas SA
Priority date: 1958-05-02
Filing date: 1959-02-09
Publication date: 1961-06-08
Also published as: FR1411652A; US3184965A; ES246401A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Messen der hydrostatischen Druckdifferenz zwischen zwei Niveauhöhen der ein Tiefbohrloch füllenden Flüssigkeitssäule, insbesondere zum Bestimmen der Dichte der das Bohrloch zwischen den beiden Nievauhöhen füllenden Flüssigkeit. Angaben dieser Art lassen auf die Beschaffenheit der das Bohrloch in verschiedenen Tiefen füllenden Flüssigkeit schließen. Zudem sollen die Tiefen, in denen Flüssigkeitseinbrüche in das Bohrloch stattfinden, und auch das Niveau des phreatischen Grundwassers usw. bestimmt werden können.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Rohr besteht, das unten und oben durch eine Membran abgeschlossen ist und daß das Rohr innen durch eine elastische Zwischenwand, z. B. durch einen Balg, in zwei Kammern unterteilt ist, wobei die elastische Zwischenwand mit einer deren Verformung messenden Einrichtung verbunden ist.

Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Gerätes lassen sich fortlaufend auf einfache und zweckmäßige Weise an Hand der Verformung der elastischen Zwischenwand die Druckdifferenzen zwischen zwei Niveauhöhen der das Bohrloch füllenden Flüssigkeitssäule ermitteln. Diese Druckdifferenzen ergeben je nach dem Fall und der Art der Messungen entweder Anzeigen über die Dichte der Flüssigkeit oder über die Flüssigkeitsbewegungen im Inneren des Bohrloches; letztere bilden insbesondere Anzeichen von Flüssigkeitseinbrüchen in das Bohrloch.

Zweckmäßig kann die die elastische Verformung der Zwischentrennwand messende Einrichtung ein elektrischer Widerstand sein; diese Anordnung ermöglicht ein bequemes Übertragen der erhaltenen elektrischen Meßwerte nach über Tage, und zwar durch das Kabel, an welchem das Gerät in das Bohrloch abgesenkt wird. Es ist aber auch möglich, die Meßwerte mit Hilfe einer im Gerät selbst angeordneten Registriereinrichtung aufzuzeichnen.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung können die beiden Membranen, die obere und die untere, durch metallische Gitter od. dgl. abgedeckt sein, die wohl die Übertragung des statischen Druckes der Flüssigkeit auf die Membran zulassen, jedoch dynamische Strömungsdrücke der Flüssigkeit auf sie unterbinden. Die elastische Zwischentrennwand bildet dann ein Maß für die Dichte der das Bohrloch an der betreffenden Stelle füllenden Flüssigkeit und liefert sehr klare Angaben über die Beschaffenheit der Flüssigkeit an der Stelle, wo sich das Gerät befindet. Insbesondere kann festgestellt

Gerät zum Messen der hydrostatischen

Druckdifferenz zwischen zwei Niveauhöhen

der ein Tiefbohrloch füllenden

Flüssigkeitssäule

Anmelder:

Schlumberger Overseas S. Α.,
Port of Spain, Trinidad (Britisch Westindien)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,
Schwelm (Westf.), Drosselstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 2. Mai 1958

Simon Philippe Noik,

Hericy-sur-Seine, Seine-et-Marne (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

werden, ob es sich um Öl oder um Wasser handelt; darüber hinaus läßt sich das Vorhandensein von Gas in bestimmten Stellen genau ermitteln.

Zur Ermittlung von Flüssigkeitsbewegungen im Bohrloch eignet sich vorteilhaft eine weitere Ausführungsform, bei welcher nur eine der Membranen durch ein Gitter abgedeckt ist, während die andere Membran zumindest teilweise unmittelbar auch den dynamischen Drücken der Bohrlochflüssigkeit ausgesetzt ist. Ein so ausgebildetes Gerät spricht insbesondere auf Flüssigkeitseinbrüche in das Innere des Bohrloches auf der Höhe der nicht abgedeckten Membran an. Ein Vergleich der dabei erhaltenen Meßergebnisse mit solchen, welche mit einem Gerät mit abgedeckter oberen und unteren Membran erhalten werden, läßt die Effekte differenzieren, die einmal der Dichte und das andere Mal den Flüssigkeitsbewegungen zuzuschreiben sind.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Gerätes, das in das Innere eines Bohrloches abgesenkt ist. Mit 1 ist das Bohrloch und mit 2 die das Bohrloch anfüllende Flüssigkeit bezeichnet. Das Gerät ist mittels

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eines Kabels 3 hinabgesenkt, das eine Anzahl elektrischer Leiter aufweist zur Fernübertragung der Meßwerte nach über Tage. Das Kabel 3 ist in bekannter Weise an eine an der Erdoberfläche angeordnete Winde angeschlossen, die das Absenken oder Anheben des Gerätes ermöglicht, um gegebenenfalls fortlaufende Messungen durchzuführen. Das Gerät selbst besteht aus einem mit einer geeigneten Flüssigkeit 5 angefüllten Rohr 4, in dem oben und unten Rohre 6 und 7 kleineren Durchmessers untergebracht sind, um die herum Umhüllungsmembranen 8 und 9 aus schmiegsamem Stoff, z. B. synthetischem Kautschuk, angeordnet sind, welche in der Praxis nur eine vernachlässigbare Elastizität darbieten. Die im Inneren des Rohres 4 gebildete Kammer ist durch eine elastische Trennwand mit Balg 10 in zwei Teile unterteilt, wobei der Balg am Fuße bei 11 am Rohr 4 befestigt ist, während die obere Wand 12 durch ein Steuerorgan 13 mit einer die elastische Verformung der Zwischentrennwand messenden Einrichtung, beispielsweise einem veränderlichen Widerstand 14, verbunden ist. Diese Meßeinrichtung ist in bekannter Weise durch Leiter des Kabels 3 an eine Anzeigeoder Registriereinrichtung an der Erdoberfläche angeschlossen, um die durch die Verschiebung des Organs 13 ausgelösten elektrischen Widerstandsänderungen nach über Tage zu übertragen.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Membranen 8 und 9 vor der das Bohrloch anfüllenden Flüssigkeit durch durchlochte Rohre oder zylindrische Gitter 15 und 16 abgedeckt, die die dynamische Wirkung der das Bohrloch anfüllenden Flüssigkeit auf die Membranen 8 und 9 verhindern, ohne jedoch das Wirksamwerden des statischen Druckes auf die Membranen zu unterbinden.

Wenn ein solches Gerät in das Bohrloch hinabgesenkt ist, ändert sich die elastische Verformung der Trennwand, die sich der Verschiebung der Flüssigkeit in dem Rohr 4 entgegenstellt, im wesentlichen in Funktion der Differenz der statischen Drücke, die in der Höhe der beiden Membranen 8 und 9 wirksam sind. Diese Druckdifferenz selbst ist wiederum in erster Linie eine Funktion der Dichte der das Bohrloch anfüllenden Flüssigkeit. Das an der Erdoberfläche befindliche Meßinstrument spricht also im wesentlichen auf die Änderungen der Dichte der das Bohrloch anfüllenden Flüssigkeit in Funktion der Tiefe der Einrichtung im Innern des Bohrloches an. Diese Anzeigen über Änderungen der Dichte ergeben ihrerseits Anzeigen über die Beschaffenheit der das Bohrloch in den verschiedenen Tiefen anfüllenden Flüssigkeit.

Wenn hingegen, anstatt daß die beiden Membranen 8 und 9 durch die Gitter 15 und 16 abgedeckt sind, nur eine dieser Membranen, beispielsweise die Membran 9, durch das Gitter 16 abgedeckt ist, während die Membran 8 ganz oder teilweise der unmittelbaren Wirkung der das Bohrloch anfüllenden Flüssigkeit ausgesetzt ist, werden die Bewegungen der Flüssigkeit im Innern des Bohrloches in der Höhe der Membran 8 auf diese entsprechende Überdrücke zur Folge haben, die sich gegenüber der elastischen Trennwand 10 auswirken und demzufolge auch an das Meßinstrument an der Oberfläche übertragen werden. Das so abgeänderte Gerät kann somit dazu benutzt werden, um Anzeigen über Flüssigkeitsbewegungen im Innern des Bohrloches, und zwar im besonderen über Öl-, Wasser oder Gaseinbrüche, zu gewinnen. Ein Vergleich der mit beiden Ausführungsformen durchgeführten Messungen, deren eine zwei abgedeckte Membranen und deren andere nur eine abgedeckte Membran besitzt, läßt so von der Dichte der Flüssigkeiten ausgelöste Effekte von denen durch

ίο Flüssigkeitsbewegungen ausgelöste unterscheiden.

Hieraus lassen sich insbesondere Anzeigen über die Beschaffenheit der im Bohrloch enthaltenen Flüssigkeiten extrahieren, wobei plötzliche Änderungen in der Dichte die unteren Grenzen der produktiven Zonen abgrenzen lassen, während die durch seitliche Einbrüche hervorgerufenen dynamischen Effekte Produktionszonen, insbesondere Gaszonen, lokalisieren, indem die Gase infolge ihrer geringeren Viskosität als diejenige der umgebenden Flüssigkeiten eine höhere Geschwindigkeit besitzen und stärkere dynamische Effekte zur Folge haben.

An der beschriebenen Einrichtung können selbstverständlich zahlreiche Änderungen vorgenommen werden, ohne daß man sich vom Grundgedanken der Erfindung entfernt. So z. B. können die Membranen 8 und 9 auch durch Kolben ersetzt werden, die sich in entsprechenden Zylindern verschieben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gerät zum Messen der hydrostatischen Druckdifferenz zwischen zwei Niveauhöhen der ein Tiefbohrloch füllenden Flüssigkeitssäule, insbesondere zum Bestimmen der Dichte der das Bohrloch zwischen den beiden Niveauhöhen füllenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät aus einem mit Flüssigkeit (5) gefüllten Rohr (4) besteht, das unten und oben durch eine Membran (8, 9) abgeschlossen ist, und daß das Rohr (4) innen durch eine elastische Zwischenwand, z. B. durch einen Balg (10), in zwei Kammern unterteilt ist, wobei die elastische Zwischenwand mit einer deren Verformung messenden Einrichtung verbunden ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die elastische Verformung der Zwischentrennwand messende Einrichtung ein elektrischer Widerstand ist.

3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranen, die obere und die untere, durch metallische Gitter od. dgl., die wohl die Übertragung des statischen Druckes der Flüssigkeit auf die Membran zulassen, jedoch dynamische Strömungsdrücke der Flüssigkeit auf sie unterbinden, abgedeckt sind.

4. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine der Membranen durch ein Gitter abgedeckt ist, während die andere Membran zumindest teilweise unmittelbar auch den dynamischen Drücken der Bohrlochflüssigkeit ausgesetzt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2115 018, 2711649.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen