NO20101282L - Nedihulls lokal slamvektmaling naer borkrone - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OFFENTLIGGJØRINGEN

1. Offentliggjøringens område

[0001]Denne offentliggjøring vedrører generelt nedihullsverktøy for oljefelt og mer bestemt fremgangsmåter og innretninger for forbedret retningsboring av brønn-boringer.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

[0002]Under oppbygging eller vedlikehold av en hydrokarbon-produserende brønn, kan en operatør møte et antall av uønskede tilstander som kan utgjøre en fare for utstyr og personell. En uønsket tilstand er et "spark". Under boring kan et formasjonsfluid med høyt trykk invadere brønnboringen og fortrenge borefluid fra brønnen. Det resulterende trykk-"spark" kan føre til en brønnutblåsning ved overflaten. Konvensjonelt blir, under boring, slamvekten av et borefluid som sirkuleres i brønnen valgt for å tilveiebringe et hydrostatisk trykk som minimerer faren for og innvirkningen fra et "spark". I tillegg bruker borerigger overflate-utblåsningssikringer for å beskytte mot den ukontrollerte strøm av fluider fra en brønn. Når de aktiveres vil utblåsningssikringssystemer "stenge av" en brønn ved overflaten for å tette av og dermed utøve styring over sparket. Et typisk utblåsings-sikringssystem eller "stakk" inkluderer vanligvis et antall av individuelle utblåsings-sikringer, idet hver av dem er designet til å tette brønnboringen og motstå trykk fra brønnboringen. En annen uønsket tilstand er et tap av borefluid inn i en formasjon. Det vil i enkelte tilfeller si at borefluidet som pumpes inn i brønnboringen har et trykk som forårsaker at noe av eller alt borefluidet penetrerer inn i formasjonen istedenfor å strømme tilbake opp til overflaten. Et tap blir vanligvis behandlet ved sirkulering av et tapt sirkulasjonsmateriale (Lost Circulation Material, LCM) inn i brønnboringen. LCM'et inkluderer vanligvis partikler som plugger og tetter av den frakturerte eller svake formasjon. Enda en annen uønsket tilstand er en undergrunnsutblåsing, som generelt forstås som en uønsket undergrunnskryss-strøm mellom to reservoarer som er skåret av en brønnboring. En slik kryss-strøm kan bevirkes når et boremannskap aktiverer en overflate-utblåsningssikring for å stanse og styre et spark. Den avstengte brønnen kan forårsake at et ringromstrykk øker, hvilket frakturerer en eller flere soner i et åpenhullsområde. Borefluid tapes da til denne frakturerte sone. Å styre denne tilstand kan kreve en kombinasjon av tiltak, inkludert bruken av LCM og avstenging av brønnen.

[0003]De korrektive tiltak som er drøftet ovenfor, og andre korrektive tiltak kjent innen teknikken, kan være mest virksomme når de iverksettes så raskt som mulig etter forekomsten av en brønnborings-instabilitet. Det er således et behov for fremgangsmåter, systemer og innretninger som kan tilveiebringe tidlige indikasjoner på brønnborings-instabiliteter, så vel som andre utenfor-norm tilstander.

SAMMENFATNING AV OFFENTLIGGJØRINGEN

[0004]I aspekter tilveiebringer den foreliggende offentliggjøring en fremgangsmåte for detektering av en forandring i et fluid i en brønnboring. I en utførelse inkluderer fremgangsmåten estimering av en første og en annen trykkdifferanse i fluidet i brønnboringen; og estimering av en forandring i en tetthet av fluidet ved bruk av den første og den annen trykkdifferanse. I enkeltutførelser blir forandringen i tetthet delvis estimert av ligningen, Ap<=>(APfør_irinstrømning - APetter_innstrømning) / (g x ATVD), hvor AP er en fluidtrykkdifferanse mellom et første og et annet punkt langs brønnboringen, p er en middelverdi av tetthet av fluidet mellom det første og det annet punkt, g er gravitasjon og ATVD er en vertikal avstand mellom det første og det annet punkt. Fremgangsmåten kan også inkludere estimering av en inklinasjon langs brønnboringen, og estimering av en forandring i tettheten ved bruk av den estimerte inklinasjon. Et eksemplifiserende apparat som er utplassert i forbindelse med fremgangsmåten kan inkludere minst to trykksensorer med aksial innbyrdes avstand for å estimere den første og den annen trykkdifferanse. I et arrangement kan fremgangsmåten videre inkludere trinn med veksling av posisjonene av de to trykksensorer; måling av trykk med de to trykksensorer i deres vekslede posisjoner; estimering av et korreksjonsuttrykk ved bruk av trykkmålingen til de to trykksensorer i deres vekslede og ikke-vekslede posisjoner; og påføring av det estimerte korreksjonsuttrykk på målingene til trykksensorene for å redusere et relativt avvik mellom de to trykksensorer.

[0005]For bore-relaterte anvendelser kan fremgangsmåten inkludere posisjonering av de to trykksensorer på en borestreng; og boring av brønn-boringen med borestrengen. En fremgangsmåte for slike anvendelser kan inkludere trinn med transportering av en prosessor med en borestreng inn i en brønnboring. Prosessoren kan programmeres til å estimere forandringen i tetthet av fluidet. Fremgangsmåten kan videre inkludere iverksetting av en korrektiv handling for styring av en fluidstrøm i brønnboringen som respons på en estimert forandring i tetthet. Eksemplifiserende korrektive handlinger inkluderer: (i) avtetting av brønnen for å stoppe fluidstrøm, (ii) sirkulering av et tapt sirkulasjonsmateriale, (iii) forandring av en slamvekt av et borefluid som sirkuleres i brønnboringen.

[0006]I aspekter tilveiebringer den foreliggende offentliggjøring også en fremgangsmåte for detektering av en forandring i et fluid i en brønnboring som inkluderer estimering av en forandring i en tetthet av fluidet i brønnboringen ved bruk av minst fire målte trykk i fluidet. De minst fire målte trykk kan inkludere et første sett av trykk målt ved et første tidspunkt og et annet sett av trykk målt ved et annet tidspunkt som er forskjellig fra det første tidspunkt. Fremgangsmåten kan videre inkludere estimering av en første trykkdifferanse ved bruk av det første sett av trykk og estimering av en annen trykkdifferanse ved bruk av det annet sett av trykk. Tettheten kan estimeres ved bruk av den estimerte første og annen trykkdifferanse.

[0007]I aspekter tilveiebringer den foreliggende offentliggjøring videre et datamaskin-lesbart medium for detektering av en forandring i et fluid i en brønn-boring. Mediet kan inkludere instruksjoner som setter minst en prosessor i stand til å: estimere en første og en annen trykkdifferanse i fluidet i brønnboringen; og å estimere en forandring i en tetthet av fluidet ved bruk av den første og annen trykkdifferanse. Instruksjonene kan estimere forandringen i tetthet delvis ved bruk av ligningen Ap<=>(APfør_innstrømning - APetterjnnstrømning) / (g X ATVD), hVOr AP en fluidtrykkdifferanse mellom et første og annet punkt langs brønnboringen, p er en middelverdi for tetthet av fluidet mellom det første og annet punkt, g er gravitasjonen og ATVD er en vertikal avstand mellom det første og annet punkt.

[0008]Illustrative eksempler på enkelte trekk ved offentliggjøringen har således blitt sammenfattet nokså bredt for at den detaljerte beskrivelse av denne som følger bedre skal kunne forstås, og for at bidragene til teknikken skal kunne verdsettes. Det er selvsagt ytterligere trekk ved offentliggjøringen som heretter vil bli beskrevet og som vil danne gjenstanden for de krav som er vedheftet hertil.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009] For detaljert forståelse av den foreliggende offentliggjøring skal det vises til den følgende detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelse, sett sammen med de ledsagende tegninger, hvor like elementer har blitt gitt like talltegn, og hvor: Figur 1 illustrerer et boresystem laget i samsvar med en utførelse av den foreliggende offentliggjøring; Figur 2 illustrerer i skjematisk format en BHA som har en prosessor programmert til å estimere en forandring i fluidtetthet i samsvar med en utførelse av den foreliggende offentliggjøring; Figur 3 illustrerer i flytskjemaformat en eksemplifiserende fremgangsmåte for estimering av en forandring i tetthet av et fluid i en brønnboring; og Figur 4 illustrerer skjematisk en utførelse av en sensorinnretning laget i samsvar med den foreliggende offentliggjøring.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OFFENTLIGGJØRINGEN

[0010]Den foreliggende offentliggjøring vedrører innretninger og fremgangsmåter for fremskaffelse av estimeringer av forandringer i borefluidtetthet ved eller nær en borkrone eller et annet sted langs en brønnboring. Den foreliggende offentlig-gjøring kan ha utførelser av forskjellige former. Det vises på tegningene, og det vil her bli beskrevet i detalj, spesifikke utførelser av den foreliggende offentliggjøring med den forståelse at den foreliggende offentliggjøring skal anses som en eksemplifisering av prinsippene ved offentliggjøringen, og ikke er ment å begrense offentliggjøringen til det som her er illustrert og beskrevet. Videre, selv om utførelser kan bli beskrevet som å ha et eller flere trekk eller en kombinasjon av to eller flere trekk, skal et slikt trekk eller en kombinasjon av trekk ikke fortolkes som essensielle med mindre de uttrykkelig er angitt som essensielle.

[0011]Det vises til fig. 1, hvor det vises en utførelse av et boresystem 10 som benytter en bunnhullsanordning (Bottom Hole Assembly, BHA) 60 konfigurert til boring av brønnboringer. Som det vil forstås av drøftelsen nedenfor tilveiebringer den foreliggende offentliggjøring metodologier og systemer for estimering av forandringer i slamtetthet i en brønnboring. Fordi tetthetsforandringene måles in-situ, kan korrektive handlinger for styring av utenfor-norm tilstander detektert ved estimeringen av in-situ fluidtetthet foretas snart etter begynnelsen av slike utenfor- norm tilstander istedenfor timer senere når gassholdig slam tilslutt har sirkulert til overflaten, og det kan være for sent å foreta preventive handlinger, så som økning av slamvekt.

[0012]I en utførelse inkluderer systemet 10, vist på fig. 1, en bunnhullsanordning (Bottom Hole Assembly, BHA) 60 som transporteres i et borehull 12 som del av en borestreng 22. Borestrengen 22 inkluderer en skjøtet rørstreng 24, som kan være borerør eller kveilerør, som strekker seg nedover inn i borehullet 12 fra en rigg 14. Borkronen 62, festet til borestrengens ende, knuser de geologiske formasjoner når den roteres for å bore borehullet 12. Borestrengen 22, som kan være skjøtede rør eller kveilerør, kan inkludere effekt- og/eller dataledere, så som ledninger, for tilveiebringelse av to-veis kommunikasjon og effektoverføring. Borestrengen 22 er koblet til en borevinsj 26 via en kelly 28, svivel 30 og line 32 gjennom en trinse (ikke vist). Operasjonen av borevinsjen 26 er velkjent innen teknikken og blir således her ikke beskrevet i detalj. Selv om det vises en landbasert rigg, er disse konsepter og fremgangsmåter like anvendbare på offshore-boresystemer. En overflatekontroller 50 mottar signaler fra nedihullssensorene og -innretningene via en sensor 52 plassert i fluidledningen 42, og signaler fra sensorer Si, S2, S3, kroklastsensor S4og eventuelle andre sensorer som brukes i systemet, og behandler slike signaler i henhold til programmerte instruksjoner tilveiebrakt til overflatekontrolleren 50. Overflatekontrolleren 50 viser ønskede boreparametere og annen informasjon på et display/monitor 54, og benyttes av en operatør til å styre boreoperasjonene. Et kommunikasjonssystem for overføring av opplinker og nedlinker kan inkludere slamdrevne effektgenereringsenheter (slampuls-generatorer), eller andre egnede to-veis kommunikasjonssystemer som bruker faste kabler (eksempelvis elektriske ledninger, fiberoptikk), akustiske signaler, eller elektromagnetiske signaler så som radiofrekvens (RF)-signaler.

[0013]Det vises nå til fig. 2, hvor det i nærmere detalj vises visse elementer i BHA'en 60. BHA'en 60 bærer en borkrone 62 ved sin bunn eller nedhulls ende for boring av brønnboringen, og er festet til et borerør 64 ved sin opphulls eller øvre ende. En slammotor eller boremotor 66 ovenfor eller opphulls for borkronen 62 kan være en fortrengningsmotor, hvilket er velkjent innen teknikken. En turbin kan også brukes. Fluid som tilføres under trykk via borerøret 64 tilfører energi til motoren 66, som roterer borkronen 62.

[0014]BHA'en 60 kan inkludere en formasjonsevaluerings-rørdel 61 som kan inkludere sensorer for estimering av parametere av interesse relatert til formasjonen, borehullet, geofysiske karakteristika, borehullsfluider og grense-betingelser. Disse sensorer inkluderer formasjonsevalueringssensorer (eksempelvis resistivitet, di-elektrisk konstant, vannmetning, porøsitet, tetthet og permeabilitet), sensorer for måling av borehullsparametere (eksempelvis borehullets størrelse og borehullets ruhet), sensorer for måling av geofysiske parametere (eksempelvis akustisk hastighet og akustisk gangtid), sensorer for måling av borehullsfluid-parametere (eksempelvis viskositet, tetthet, klarhet, reologi, pH-nivå, og innhold av gass, olje og vann), og grensebetingelses-sensorer, sensorer for måling av fysiske og kjemiske egenskaper til borehulls-fluidet. BHA'en 60 kan også inkludere en prosessor 100, sensorer 56 konfigurert til å måle forskjellige parametere av interesse, og et eller flere oppmålingsinstrumenter 58, som alle beskrives i nærmere detalj nedenfor.

[0015]I aspekter kan BHAen 60 inkludere en prosessor 100 programmert til å bestemme eller estimere en tetthet eller en forandring i en tetthet av et fluid i brønnboringen. Prosessoren 100 kan være konfigurert til å desimere data, digi-talisere data og inkludere egnede programmerbare logiske kretser (Programmable Logic Circuits, PLCer). For eksempel kan prosessoren inkludere en eller flere mikroprosessorer som bruker et datamaskinprogram eller instruksjoner implement-ert på et passende maskinlesbart medium som setter prosessoren i stand til å gjennomføre styreinstrumentene og behandle data. Det maskinlesbare medium kan inkludere ROM'er, EPROM'er, EAROM'er, flash-minner og optiske disker.

[0016]I et arrangement bestemmer prosessoren 100 forandringer i tetthet ved bruk av målinger mottatt fra to trykksensorer 102a, 102b med aksial innbyrdes avstand. Trykksensoren 102a er posisjonert ved et punkt 104a og trykksensoren 102b er posisjonert ved et punkt 104b. Avstanden som separerer punktene 104a og 104b kan være fast eller justerbar, men er kjent. Disse sensorer kan inkludere trykksensorer som har nøyaktigheter i størrelsesorden 0,02% til 0,04% av full skala og oppløsning i størrelsesorden 0,008-0,010 PSI (55,2-68,9 Pa). Ved høye nedihullstrykk (i størrelsesorden 10000 PSI (68,9476 MPa)) korresponderer disse målernøyaktighetsgrenser til awiksfeil i trykkavlesningene som trolig vil være i størrelsesorden flere PSI, hvilket er mer enn 100 ganger dårligere enn målerens

oppløsning. Rent vann korresponderer til en trykkgradient på 0,434 PSI

(2,992 kPa) pr vertikale fot (0,305m). Et tungt borefluid, med mange suspenderte faststoffer, kan være 0,9 PSI/fot (6,21 kPa/0,305m). Hvis trykkmålerne er lokalisert 10 vertikale fot (3,05m) fra hverandre, så vil differansen i trykkavlesninger være kun 9 PSI (62,1 kPa), selv for et tungt slam. En avviksfeil på flere PSI i hver måler vil således føre til en svært unøyaktig tetthet, beregnet fra trykkgradienten. Imidlertid, når vi kun er interessert i forandringen i borefluidets tetthet forbundet med innstrømningen av gass istedenfor selve tettheten av borefluidet, er det målerens oppløsning snarere enn målerens nøyaktighet som begrenser måle-evnen. Det vil si at selv om det kan være betydelig feil i den tetthet som beregnes fra differansen i trykkavlesninger av to målere lokalisert en kjent vertikal avstand fra hverandre, kan feilen i forandringen i tetthet før og etter gassinnstrømningen være 100 ganger mer nøyaktig enn tetthetsmålingen, hvilket er et konsept av avgjørende betydning som ligger under for denne offentliggjøring. Ved bruk av forhåndsprogrammerte instruksjoner eller matematisk modell, kan prosessoren 100 estimere eller beregne en tetthet eller tetthetsforandring av et fluid som strømmer i ringrommet 24 (fig. 1) og nær borkronen 62. Under boring kan et formasjonsfluid så som en gass eller hydrokarbon invadere en brønnboring 12 (fig. 1). Det invaderende formasjonsfluid reduserer tettheten av borefluidet, og særlig det borefluid som returnerer til overflaten via ringrommet 24 (fig. 1) (heretter "returfluidet"). Som kjent kan borefluid formuleres til å ha en spesifisert tetthet for formål så som styring av nedihullstrykkbetingelse; eksempelvis for å forårsake en ved-balanse eller overbalansert tilstand. Gassinnstrømning reduserer tettheten av borefluid. Simpelthen for det formål å illustrere dette konsept, kan vi bruke NIST Supertrapp datamaskinprogrammet og la noe rent hydrokarbon (uten slam-faststoffer) så som dodekan (C12) representere borefluidet. Hvis 4% av metan blandes inn i dodekan ved en hevet temperatur (100 °C) og trykk (8000 PSI (55,158 MPa)), så reduseres tettheten av denne gass-væskeblanding med ca 2% i forhold til den rene væske-dodekan-tetthet på 0,7225 g/cm<3>, (som korresponderer til en trykkdifferanse på 3,132 PSI (21,594 kPa) over ti vertikale fot (3,05 m)). Da vil forandringen i differansen mellom trykkavlesningene av to målere (separert med ti vertikale fot (3,05 m)) før og etter gassinnstrømning være 0,063 PSI

(434 Pa), hvilket er nesten ti ganger målerens oppløsning, så slik gassinnstrøm-

ning vil være detekterbar. I utførelser kan sensorene 102a,b brukes til å detektere forandringer i en slamtrykkgradient mellom punkter 104a,b. I en illustrativ modell kan en slamtrykkgradient mellom et punkt 104a forbundet med sensoren 102a og et punkt 104b forbundet med sensoren 102b uttrykkes som:

[0017]Videre, ved subtrahering av trykkdifferansen mellom de to målere etter gassinnstrømning fra trykkdifferansen før gassinnstrømning, kan vi beregne forandringen i borefluidtetthet, Ap.

[0018]I likning 1 er AP slamtrykkgradienten eller trykkdifferansen mellom punkter 104a og 104b, p er en middelverdi for tetthet av fluidet mellom punkter 104a,b,g er gravitasjonen og ATVD er forandringen i sann vertikal dybde mellom punktene 104a og 104b. Selvsagt, hvis verktøyet ikke er vertikalt, men i en vinkel på 6 i forhold til vertikalen (som målt av verktøyets interne inklinometer), så kan ATVD beregnes som produktet av avstanden (langs verktøyet) mellom de to trykkmålere og cosinus til 6. Sensorene 102a,b tilveiebringer trykkene ved punktene 104a, henholdsvis b, og tilveiebringer således en estimert verdi av AP. Prosessoren 100 kan motta retnings-oppmålingsmålinger fra oppmålingsinstrumenter, så som inklinometeret eller 3-akse-akselerometere for å bestemme inklinasjon, eller vinkelavvik for et horisontalt eller vertikalt datum. Den fastlagte inklinasjon kan deretter brukes til å bestemme det vertikale ben eller vertikale avstand som separerer punktene 104a,b. p kan således beregnes basert på målinger foretatt av trykksensorene og retnings-oppmålingsverktøyene. I utførelser blir diskrete verdier av p kontinuerlig beregnet og overvåket for variasjoner som kan overstige en forhåndsprogrammert terskel.

[0019]Det skal forstås at estimering av forandringer i tetthet ved bestemmelse av differansene i målinger av nedihullstrykk kan redusere innvirkningen av systemfeil som er forbundet med sensorene eller de iboende operasjonelle begrensninger til slike sensorer. Som forklaring, en måleavviksfeil forbundet med trykkavlesningene P1 og P1" tatt på to separate tidspunkter av den første sensor 102a kan være £1 og en måleavviksfeil forbundet med trykkavlesningene P2 og P2' tatt ved to separate tidspunkter av en annen sensor 102b kan være ^2. De to sensorer kan være vertikalt separert av en høyde h. Disse trykkawiksfeil, %\ og ^2 er ikke forventet å forandre seg over de nokså korte tider (sekunder til minutter) mellom suksessive trykkavlesninger. Forandringen i tetthet eller Ap mellom disse to punkter kan da uttrykkes som:

[0020]Som det skulle være åpenbart i ligning 3, trykkawiksfeilene %1 og % 2 opphever hverandre og elimineres fra beregningen av forandringen i tetthet.

[0021]Det vises nå til fig. 3, hvor det vises en illustrativ fremgangsmåte 110 for tidlig in-situ deteksjon av forandringer i returfluidtetthet. Fremgangsmåten begynner med boring av brønnboringen i trinn 112. Under boring, i trinn 114, mottar en prosessor trykkdata fra to trykksensorer med innbyrdes avstand og mottar inklinasjonsmålinger fra oppmålingsinstrumenter som kan brukes til å bestemme den vertikale avstand som separerer de to trykksensorer. I trinn 116 bestemmer prosessoren en første p ved bruk av trykkdata P1 og P2 og vertikal avstand h. Så lenge prosessoren bestemmer at estimeringene av returfluidtetthet angir tetthetsforandringer som er innenfor etablerte numeriske normer i trinn 118, kan prosessoren programmeres til ikke å foreta noen handling i trinn 119 eller periodisk sende en opplink med ikke-behandlede data og/eller data som er representative for den tetthet som er bestemt i trinn 120.1 trinn 122 kan et formasjonsfluid, så som gass eller olje, gå inn i brønnboringen som blir boret. Det invaderende formasjonsfluid reduserer tettheten av returfluidet, hvilket forandrer et trykk i returfluidet. I trinn 124 måler og tilfører trykksensorene og oppmålings-instrumentet trykkdataene og inklinasjon på tidspunktet for eller etter fluidinvasjonen. Således, i trinn 116, når det er gjennomført av prosessoren, kan det angis en annen p ved bruk av trykkdataene P1" og P2' og vertikal avstand h\ På grunn av fluidinvasjonen kan den estimerte annen p være forskjellig fra den estimerte første p med en størrelse som overstiger en terskelverdi. Terskelverdien kan være en forhåndsinnstilt verdi eller en verdi som kan oppdateres dynamisk for å reflektere rådende brønnboringsbetingelser og boreparametere; for eksempel kan verdien forandres for å ta hånd om en forandring i boreslamvekt. Hvis, i trinn 118, prosessoren bestemmer at p har forandret seg vesentlig, så kan prosessoren være programmert til automatisk å igangsette korrektiv handling nedhulls i trinn 126; eksempelvis stenging av en ventil eller aktivering av en nedihulls utblåsningssikring (Blow Out Preventer, BOP). I forbindelse med slik selv-igangsatt handling eller i et alternativ til selv-igangsatt handling, kan prosessoren sende en opplink i trinn 128 som inkluderer data relatert til tetthetsestimeringene. I utførelser kan prosessoren også overføre "rå" eller ubehandlede data, så som trykkmålingene og oppmålingsdataene. I trinn 130 kan overflatepersonell igangsette handlinger så som aktivering av overflate-BOP'er, forandre boreslammets vekt eller sirkulere tapt sirkulasjonsmateriale (Lost Circulation Material, LCM). Det skal forstås at in-situ bestemmelsen av tetthetsforandringer nede i hullet gjør det mulig å implementere korrektive handlinger på et relativt tidlig stadium av utenfor-norm tilstanden.

[0022]Det skal forstås at fremgangsmåten 110 kan være anvendbar i et mangfold av situasjoner. For eksempel, istedenfor fluidinvasjon, kan en forandring i trykk forårsakes av tap av fluid inn i en formasjon som har et forholdsvis lavt poretrykk, eller "tyvsone". Tetthetsestimeringene i fremgangsmåten 110 kan også benyttes til å identifisere disse typer av ustabiliteter i brønnboringen. I tillegg, selv om fig. 2 viser trykksensorene nær borkronen 62, skal det forstås at trykksensorene kan være fordelt langs en del av eller hele lengden av borestrengen 64. Videre, selv om systemene for tetthetsestimering har blitt beskrevet i forbindelse med et boresystem, kan slike systemer også anvendes i kompletterte og produserende brønner, og kan være plassert i en stasjonær lokalisering (eksempelvis sementsko eller foringsrør) istedenfor langs borestrengen 64. For eksempel kan utførelser av den foreliggende offentliggjøring benyttes i "intelligent brønn"-kompletteringer som styrer parametere så som strømningsmengder som respons på forandringer i brønnboringsbetingelser (eksempelvis vannkoning). Slike systemer kan dessuten benyttes langs fluidledninger, så som forbindelsesledninger, stigerør og rør.

[0023]Det vises nå til fig. 4, hvor det vises en illustrativ utførelse av et sensor-system 150 laget i samsvar med den foreliggende offentliggjøring. Sensor systemet 150 kan være konfigurert til å tilveiebringe trykkdata og oppmålingsdata (eksempelvis inklinasjon) til en nedihulls prosessor 100 (fig. 2) og/eller til en sender (ikke vist) som opplinker dataene til overflaten for behandling. Sensorsystemet 150 kan inkludere en første trykksensor 152 og en annen trykksensor 154, som begge er montert på motsatte ender av et vekslingsorgan 156. Trykksensorene kan inkludere strekklapper, transdusere eller andre egnede avfølings-elementer. Vekslingsorganet 156 kan være konfigurert til å spinne eller rotere omkring et senter 158 når det aktueres av en egnet aktuator 160. Aktuatoren kan aktiveres elektrisk og bruke innretninger så som en elektrisk motor, forbelastnings-elementer eller magnet til å rotere vekslingsorganet 156.1 et arrangement er vekslingsorganet 156 konfigurert til å rotere 180 grader for å reversere posisjonene av den første trykksensor 152 og den annen trykksensor 154.

[0024]Sensorsystemet 150 kan også inkludere et oppmålingsinstrument 162, så som et inklinometer, som kan brukes til å bestemme en vertikal avstand som separerer trykksensorene 152 og 154. Andre sensorer, så som en temperatur-sensor 164, kan også brukes sammen med sensorsystemet 150. Sensorsystemet 150 kan være posisjonert på en transportinnretning 168 som kan være koblet til en borestreng laget av skjøtede rør eller kveilerør. Ikke-stive bærere, så som en vaierledning eller glatt vaier, kan også benyttes som en transportinnretning.

[0025]Under operasjon tas et første sett av trykkavlesninger av den første trykksensor 152 og den annen trykksensor 154. Deretter aktueres vekslings-innretningen for å reversere posisjonene av den første og annen trykksensor 152, 154.1 denne reverserte posisjon tas et annet sett av trykkavlesninger av den første trykksensor 152 og den annen trykksensor 154. En inter-kalibrering kan da gjennomføres ved å bruke det første og annet sett av trykkavlesninger. For eksempel kan den første trykksensor 152 i en nedre posisjon avlese en trykk Paimens den annen trykksensor 154 i en øvre posisjon kan avlese et trykk Pbu- Etter vekslingen kan den første trykksensor 152 i den øvre posisjon avlese et trykk Pau, mens den annen trykksensor 154 i en nedre posisjon kan avlese et trykk Pb|. Således, de målte trykkdifferanser før veksling og etter veksling kan uttrykkes som (Pau - Pbu) og (Pai - Pbi)- For å redusere eller eliminere et relativt avvik mellom de to målere og således tillate at man beregner en korrekt fluidtetthet fra differansen mellom deres avlesninger, kan man enten addere differansen for de to målernes avlesninger tatt når de er ved den samme lokalisering til den første måler og la den annen målers avlesning være uforandret (gjøre den første målers avlesning lik den annen måler) eller, alternativt, subtrahere denne differanse i avlesninger fra den annen måler og la den første målers avlesninger være uforandret (gjøre den annen målers avlesning lik den første måler). I tilfelle av en forandring i temperatur eller en annen brønnboringsbetingelse som påvirker avvik, kan vekslingen og inter-kalibreringen gjentas.

[0026]Fra den ovenstående skal det forstås at det som har blitt offentliggjort inkluderer, delvis, en fremgangsmåte for detektering av en forandring i et fluid i en brønnboring. En illustrativ fremgangsmåte kan inkludere estimering av en første og en annen trykkdifferanse i fluidet i brønnboringen; og estimering av en forandring i en tetthet av fluidet ved bruk av den første og den annen trykkdifferanse.

I arrangementene kan forandringen i tetthet estimeres av ligningen, Ap =

(APføMnnstrømning - APetter_innstrømning) / (g x ATVD), hvor AP er en fluidtrykkdifferanse mellom et første og annet punkt langs brønnboringen, p er en middelverdi for tetthet av fluidet mellom det første og det annet punkt, g er gravitasjonen og ATVD er en vertikal avstand mellom det første og annet punkt. Fremgangsmåte kan også inkludere estimering av en inklinasjon langs brønnboringen, og estimering av en forandring i tettheten ved bruk av den estimerte inklinasjon. Et eksemplifiserende apparat utplassert i forbindelse med fremgangsmåten kan inkludere minst to trykksensorer med aksial innbyrdes avstand for å estimere den første og den annen trykkdifferanse. I et arrangement kan fremgangsmåten videre inkludere trinn med veksling av posisjonene av de to trykksensorer; måling av trykk med de to trykksensorer i deres vekslede posisjoner; estimering av et korreksjonsuttrykk ved bruk av trykkmålingen til de to trykksensorer i deres vekslede og ikke-vekslede posisjoner; og anvendelse av det estimerte korreksjonsuttrykk på målingene til trykksensorene for å redusere et relativt avvik mellom de to trykksensorer.

[0027]For borerelaterte anvendelser kan fremgangsmåten inkludere posisjonering av de to trykksensorer på en borestreng; og boring av brønnboringen med borestrengen. En fremgangsmåte for slike anvendelser kan inkludere trinn med transport av en prosessor med en borestreng inn i en brønnboring. Prosessoren kan være programmert til å estimere forandringen i tettheten av fluidet. Fremgangsmåten kan videre inkludere iverksetting av en korrektiv handling for styring av en fluidstrøm i brønnboringen som respons på en estimert forandring i tetthet. Eksemplifiserende korrektive handlinger inkluderer: (i) avtetting av brønnen for å stoppe fluidstrøm, (ii) sirkulering av et tapt sirkulasjonsmateriale, (iii) forandring av en slamvekt av et borefluid som sirkuleres i brønnboringen.

[0028]Fra den ovenstående skal det forstås at det som har blitt offentliggjort inkluderer, delvis, en fremgangsmåte for detektering av en forandring i et fluid i en brønnboring som inkluderer estimering av en forandring i en tetthet av fluidet i brønnboringen ved bruk av fire eller flere målte trykk i fluidet. De målte trykk kan inkludere et første sett av trykk målt ved et første tidspunkt og et annet sett av trykk målt ved et annet tidspunkt som er forskjellig fra det første tidspunkt. Fremgangsmåten kan videre inkludere estimering av en første trykkdifferanse ved bruk av det første sett av trykk og estimering av en annen trykkdifferanse ved bruk av det annet sett av trykk. Tettheten kan estimeres ved bruk av den estimerte første og annen trykkdifferanse.

[0029]Fra det ovenstående skal det forstås at det som har blitt offentliggjort inkluderer, delvis, et datamaskin-lesbart medium for detektering av en forandring i et fluid i en brønnboring. Mediet kan inkludere instruksjoner som setter minst en prosessor i stand til å: estimere en første og en annen trykkdifferanse i fluidet i brønnboringen; og estimere en forandring i en tetthet av fluidet ved bruk av den første og den annen trykkdifferanse. Instruksjonene kan estimere forandringen i tetthet delvis Ved bruk av ligningen, Ap<=>(APfør_innstrømning - APetter_innstrømning) / (g x ATVD), hvor AP er en fluidtrykkdifferanse mellom et første og annet punkt langs brønnboringen, p er en middelverdi for tetthet av fluidet mellom det første og annet punkt, g er gravitasjonen og ATVD er en vertikal avstand mellom det første og annet punkt.

[0030]Den foregående beskrivelse er rettet mot bestemte utførelser av den foreliggende offentliggjøring med henblikk på illustrasjon og forklaring. Det vil imidlertid være åpenbart for en med fagkunnskap innen teknikken at mange modifikasjoner og forandringer av den utførelse som er fremsatt ovenfor er mulig uten å avvike fra omfanget av offentliggjøringen. Det er meningen at de følgende krav skal tolkes til å omfatte alle slike modifikasjoner og forandringer.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for detektering av en forandring i et fluid i en brønnboring, omfattende: (a) estimering av en første og en annen trykkdifferanse i fluidet i brønnboringen; og (b) estimering av en forandring i en tetthet av fluidet ved bruk av den første og den annen trykkdifferanse.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor forandringen i tetthet delvis estimeres av ligningen, Ap = (A <P>f ørJ nnstrømning - APetter_innstrømning) / (g x ATVD), hvor AP er en fluidtrykkdifferanse mellom et første og annet punkt langs brønnboringen, p er en middelverdi for tetthet av fluidet mellom det første og det annet punkt, g er gravitasjonen og ATVD er en vertikal avstand mellom det første og det annet punkt.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, videre omfattende estimering av en inklinasjon langs brønnboringen, og estimering av en forandring i tettheten ved bruk av den estimerte inklinasjon.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, videre omfattende måling av et trykk i fluidet ved bruk av minst to trykksensorer med aksial innbyrdes avstand for å estimere den første og den annen trykkdifferanse.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, videre omfattende: veksling av posisjonene av de to trykksensorer; måling av trykk med de to trykksensorer i deres vekslede posisjoner; estimering av et korreksjonsuttrykk ved bruk av trykkmålingen til de to trykksensorer i deres vekslede og ikke-vekslede posisjoner; og anvendelse av det estimerte korreksjonsuttrykk på målingene til trykksensorene for å redusere et relativt avvik mellom de to trykksensorer.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, videre omfattende: posisjonering av de to trykksensorer på en borestreng; og boring av brønnboringen med borestrengen.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, videre omfattende: transport av en prosessor med en borestreng inn i brønnboringen, hvor prosessoren er programmert til å estimere forandringen i tettheten av fluidet.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, videre omfattende iverksetting av en korrektiv handling for styring av en fluidstrøm i brønnboringen som respons på en estimert forandring i tetthet.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, hvor den korrektive handling er det ene av: (i) avtetting av brønnen for å stoppe fluidstrøm, (ii) sirkulering av et tapt sirkulasjonsmateriale, (iii) forandring av en slamvekt av et borefluid som sirkuleres i brønnboringen.

10. Fremgangsmåte for detektering av en forandring i et fluid i en brønnboring, omfattende: estimering av en forandring i en tetthet av fluidet i brønnboringen ved bruk av minst fire målte trykk i fluidet.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, hvor de minst fire målte trykk inkluderer et første sett av trykk målt ved et første tidspunkt og et annet sett av trykk målt ved et annet tidspunkt som er forskjellig fra det første tidspunkt.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, videre omfattende estimering av en første trykkdifferanse ved bruk av det første sett av trykk og estimering av en annen trykkdifferanse ved bruk av det annet sett av trykk, hvor tettheten estimeres ved bruk av den estimerte første og annen trykkdifferanse.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, hvor forandringen i tetthet delvis estimeres av ligningen, Ap = (APf ørste..tidspunkt~ APannetJ idspunkt) / (g X ATVD), hvor AP er en fluidtrykkdifferanse langs brønnboringen ved det første tidspunkt og det annet tidspunkt, p er en middelverdi for tetthet av fluidet mellom et første og et annet punkt hvor den første trykkdifferanse og den annen trykkdifferanse estimeres, g er gravitasjonen og ATVD er en vertikal avstand mellom det første og det annet punkt.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, videre omfattende estimering av en inklinasjon langs brønnboringen, og estimering av en forandring i tettheten ved bruk av den estimerte inklinasjon.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, videre omfattende bruk av minst to trykksensorer med aksial innbyrdes avstand for å estimere de minst fire målte trykk.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, videre omfattende: veksling av posisjonene av de to trykksensorer; måling av trykk med de to trykksensorer i deres vekslede posisjoner; estimering av et korreksjonsuttrykk ved bruk av trykkmålingen til de to trykksensorer i deres vekslede og ikke-vekslede posisjoner; og anvendelse av det estimerte korreksjonsuttrykk på målingene til trykksensorene for å redusere et relativt avvik mellom de to trykksensorer.

17. Datamaskin-lesbart medium for detektering av en forandring i et fluid i en brønnboring, hvilket medium omfatter: instruksjoner som setter minst en prosessor i stand til å: (a) estimere en første og en annen trykkdifferanse i fluidet i brønn-boringen; og (b) estimere en forandring i en tetthet av fluidet ved bruk av den første og den annen trykkdifferanse.

18. Medium som angitt i krav 17, hvor instruksjonene estimerer forandringen i tetthet delvis Ved bruk av ligningen, Ap <=> (APfø rJ nnstrømning - APetter_innstrømning) / (g x ATVD), hvor AP er en fluidtrykkdifferanse mellom et første og annet punkt langs brønnboringen, p er en middelverdi for tetthet av fluidet mellom det første og det annet punkt, g er gravitasjonen og ATVD er en vertikal avstand mellom det første og det annet punkt.

19. Medium som angitt i krav 17, hvor instruksjonene estimerer en inklinasjon langs brønnboringen, og estimerer en forandring i tettheten ved bruk av den estimerte inklinasjon.

20. Medium som angitt i krav 17, hvor mediet omfatter i det minste det ene av: (i) en ROM, (ii) en EPROM, (iii) en EEPROM, (iv) et flash-minne og (v) en optisk disk.