NO20120319A1

NO20120319A1 - Device and method for tracer based flow measurement

Info

Publication number: NO20120319A1
Application number: NO20120319A
Authority: NO
Inventors: Terje Sira; Tor Bjørnstad
Original assignee: Resman As
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-09-16
Also published as: NO342928B1

Description

TRACER- BASERT strømningsmåling TRACER- BASED flow measurement

Oppfinnelsen vedrører en anordning for tracer-baserte strømningsmåling for en produksjonsbrønn, og til en tilsvarende fremgangsmåte. The invention relates to a device for tracer-based flow measurement for a production well, and to a corresponding method.

Måling av volumetrisk strømning fra forskjellige produksjonssoner inn til en oljeproduksjonsbrønn er av betydelig interesse for brønn- og produksjonsingeniører, for å optimalisere oljeutvinningen og minimere produksjon av "unødvendig" vann. Measurement of volumetric flow from different production zones into an oil production well is of considerable interest to well and production engineers, in order to optimize oil recovery and minimize production of "unnecessary" water.

Mye av oljen på den norske kontinentalsokkel og også andre steder i verden, er produsert av brønnkompletteringer som inkluderer strømningskontrollsystemer hvis karakteristika avhenger av trykkforskjellen mellom formasjonen - eller annulus - og produksjonsrøret, slik som såkalte ICDer (Inflow Control Devices). Much of the oil on the Norwegian continental shelf and also elsewhere in the world is produced by well completions that include flow control systems whose characteristics depend on the pressure difference between the formation - or annulus - and the production pipe, such as so-called ICDs (Inflow Control Devices).

Produksjons- eller letingsrøret er posisjonert inne i brønnen, og er omgitt av en annulus. En sandskjerm er plassert mellom produksjonsrøret og annulus. Når ICDer brukes, isolerer man annulus i produksjonssoner ved packer (et borehull tetningselement) mellom produksjonsrøret og reservoaret. I hver produksjonssone, er en eller flere ICDer plassert hvor reservoarets fluid strømmer inn i produksjonsrøret. Mulige strømningskontroll systemer inkluderer ICDer som typisk inneholder innløpsåpning(er), et trykkfall trinn, og åpningen(er) mot røret. Et eksempel er Halliburton™ Equiflow ™, fokusert på å redusere heel-toe effekt eller effekter som kommer av permeabilitetsforskjeller. Et annet eksempel er ICD beskrevet av Statoil i WO2009088292, designet for å være selektiv på fluidet som er tillatt i røret, og som inkluderer en ventil med en intern selvjusterende bevegelig legeme. Strømningskontroll systemer kan integreres til en glidehylse (eller «sliding sleeve») enhet hvis tilleggsfunksjon er å kunne aktiveres for å åpne / lukke / choke (eler strupe) produksjonssonen, eller å kontrollere kommunikasjon mellom røret og annulus. En glidehylseenhet er således inkludert i definisjonen av strømningskontrollsystemet. Omega Completion Technology Ltd har slike glidehylser i salg. De fleste, om ikke alle ICDer, har veldefinert strømningsegenskaper som en funksjon av trykkforskjell mellom annulus og rør Q = f (AP), slik at en kan beregne strømningen hvis man kjenner trykkdifferensialet, og vice-versa. The production or exploration pipe is positioned inside the well, and is surrounded by an annulus. A sand screen is placed between the production pipe and the annulus. When ICDs are used, the annulus in production zones is isolated by packers (a wellbore sealing element) between the production pipe and the reservoir. In each production zone, one or more ICDs are located where the reservoir fluid flows into the production pipe. Possible flow control systems include ICDs that typically contain inlet port(s), a pressure drop stage, and port(s) to the pipe. An example is Halliburton™ Equiflow™, focused on reducing the heel-toe effect or effects that come from permeability differences. Another example is the ICD described by Statoil in WO2009088292, designed to be selective of the fluid allowed in the pipe, and which includes a valve with an internal self-adjusting movable body. Flow control systems can be integrated into a sliding sleeve (or "sliding sleeve") unit whose additional function is to be able to be activated to open / close / choke (or throttle) the production zone, or to control communication between the pipe and annulus. A sliding sleeve unit is thus included in the definition of the flow control system. Omega Completion Technology Ltd has such sliding sleeves for sale. Most, if not all ICDs, have well-defined flow characteristics as a function of pressure difference between annulus and tube Q = f (AP), so that one can calculate the flow if one knows the pressure differential, and vice-versa.

I alle produksjonsbrønner, uavhengig av strømningskontrollsystemet som brukes, er det ønskelig å måle produksjonskarakteristikkene fra hver produksjonssone. Ulike tidligere kjente metoder foreligger for å måle produksjonsegenskaper. In all production wells, regardless of the flow control system used, it is desirable to measure the production characteristics from each production zone. Various previously known methods exist for measuring production characteristics.

EP 0816631 beskriver anvendelse av radioaktive eller DNA tracere. Disse tracere impregneres på produksjonssonens rør utvendig belegg eller blir pakket i små poser limt på perforeringslaster og settes i produksjonsformasjonen ved perforering. Ulike tracere brukes for ulike produksjonssoner eller -regioner for at data for ulike soner eller regioner kan bli isolert og analysert. Tracere slippes inn i brønnen med en mengde som øker med produksjonsstrømningen, men ikke proporsjonal med strømningsmengde, og visse forutsetninger er nødvendig for å beregne strømningsmengde. Utløsing av tracere fra et belegg vil avhenge av lokal turbulens og sammensetningen av fluidet som strømmer fra reservoaret, og siden bare en begrenset mengde av brukbare tracere kan lagres i belegget, vil driften av denne løsning være begrenset i tid før utskifting av røret er nødvendig. Utløsing av tracer fra poser avgitt fra perforeringen, vil avhenge av dens homogenitet, fjellegenskapene i nærhet av perforeringen, lokale turbulenser, og strømningsvariasjoner i den fluide sammensetning. Som en konsekvens av dette, denne teknikken gir ikke nøyaktige resultater. EP 0816631 describes the use of radioactive or DNA tracers. These tracers are impregnated on the production zone pipe external coating or are packed in small bags glued to perforating loads and placed in the production formation when perforating. Different tracers are used for different production zones or regions so that data for different zones or regions can be isolated and analyzed. Tracers are released into the well with an amount that increases with the production flow, but not proportional to the flow rate, and certain assumptions are necessary to calculate the flow rate. Release of tracers from a coating will depend on local turbulence and the composition of the fluid flowing from the reservoir, and since only a limited amount of usable tracers can be stored in the coating, the operation of this solution will be limited in time before replacement of the pipe is necessary. Release of tracer from bags emitted from the perforation will depend on its homogeneity, the rock properties in the vicinity of the perforation, local turbulence, and flow variations in the fluid composition. As a consequence, this technique does not provide accurate results.

EP 1277051 beskriver en fremgangsmåte for overvåkning av hydrokarbon- og vannproduksjon og påvisning av fenomener inkludert lokale variasjoner i pH, saltholdighet, hydrokarbonsammensetning, temperatur, trykk og så videre. Den beskrevne teknikken bruker spesifikke tracere immobilisert i en polymer som er i stand til å holde seg til formasjonen. Utløsing av tracer i produksjonsstrømmen er igjen avhengig av strømningsforhold og væskesammensetning, og vil variere på en uforutsigbar måte. Mangelen på forholdsmessighet med tracer-utløsing og unøyaktighet av beregninger basert på svekkelse av ioniske eller kovalente bindinger mellom tracer og polymeren eller mellom polymeren og formasjonen er slik at riktig strømningshastighet volummålinger er ikke mulig. EP 1277051 describes a method for monitoring hydrocarbon and water production and detecting phenomena including local variations in pH, salinity, hydrocarbon composition, temperature, pressure and so on. The described technique uses specific tracers immobilized in a polymer capable of adhering to the formation. Release of tracers in the production stream is again dependent on flow conditions and fluid composition, and will vary in an unpredictable manner. The lack of proportionality with tracer release and inaccuracy of calculations based on weakening of ionic or covalent bonds between the tracer and the polymer or between the polymer and the formation is such that accurate flow rate volume measurements are not possible.

US 6799634 beskriver strømningsovervåking innenfor et rør ved hjelp av at tracer utløsing er en funksjon av strømningen. Tracer reservoaret installert ved en venturi aktiveres av trykkforskjellen mellom innløpet og innsnevring av venturi. Tracer slippes ved hjelp av en dynamisk trykkdifferensial, og volumstrømningshastigheten kan her bestemmes ved å analysere mengden av tracer nedstrøms. US 6799634 describes flow monitoring within a pipe by means of which tracer release is a function of the flow. The tracer reservoir installed at a venturi is activated by the pressure difference between the inlet and constriction of the venturi. Tracer is released using a dynamic pressure differential, and the volume flow rate can here be determined by analyzing the amount of tracer downstream.

Sett fra et første aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en anordning for tracer-basert strømningsmåling, hvor anordningen omfatter: et tracer-kammer for installasjon i et produksjonsrør, hvor tracer-kammeret er for å holde tracer og er innrettet til å være koblet, i bruk, sammen med trykket i annulus. Tracer-kammeret omfatter et utløp for fluidutveksling mellom tracer-kammeret og væsken i produksjonsrøret; hvorved tracer utløses fra tracer-kammeret inn i produksjonsrøret i samsvar med en trykkforskjell mellom annulus og produksjonsrøret. Viewed from a first aspect, the invention provides a device for tracer-based flow measurement, the device comprising: a tracer chamber for installation in a production pipe, where the tracer chamber is for holding tracer and is adapted to be connected, in use, together with the pressure in the annulus. The tracer chamber includes an outlet for fluid exchange between the tracer chamber and the fluid in the production pipe; whereby tracer is released from the tracer chamber into the production pipe in accordance with a pressure difference between the annulus and the production pipe.

Med dette arrangementet vil tracer-mengde styres nøyaktig i samsvar med trykkforskjellen mellom annulus og røret, og er fortrinnsvis i proporsjon med dette trykkforskjell. Dette muliggjør nøyaktige beregninger av strømningshastigheten i produksjonsstrømmen der tracer slippes. Dette er i kontrast til tidligere kjent teknikk som er beskrevet ovenfor der en nøyaktig måling ikke er mulig. I foretrukne utførelser der ulike tracere er sluppet i ulike produksjonssoner eller regioner langs et borehull, kan riktig strømningshastighet bestemmes for hver sone eller region. Bruk av et kammer som beskrevet ovenfor muliggjør lang driftstid uten behov for å fylle opp eller erstatte tracer-kilde, og det kan brukes for de fleste typer tracere i en løsning, inkludert olje-tracere, vann-tracere og så videre. With this arrangement, the amount of tracer will be precisely controlled in accordance with the pressure difference between the annulus and the tube, and is preferably in proportion to this pressure difference. This enables accurate calculations of the flow rate in the production stream where the tracer is released. This is in contrast to the previously known technique described above where an accurate measurement is not possible. In preferred embodiments where different tracers are released in different production zones or regions along a wellbore, the appropriate flow rate can be determined for each zone or region. Using a chamber as described above allows for long run times without the need to refill or replace the tracer source, and it can be used for most types of tracers in a solution, including oil tracers, water tracers, and so on.

Koblingen mellom tracer-kammeret og trykk i annulus bør være slik at endringer i annulus-trykket reflekteres av en tilsvarende endring i trykket i annulus. Dette kan være som en ekvivalent endring i trykket, eller alternativt kan det være som en trykkendring som skal kunne bestemmes på en kjent måte, for eksempel ved et lineært matematisk forhold slik som direkte proporsjonalitet. Det er foretrukket at trykket i tracer-kammeret skal ha en kjent og beregnelige relasjon til trykket i annulus. The connection between the tracer chamber and pressure in the annulus should be such that changes in the annulus pressure are reflected by a corresponding change in the pressure in the annulus. This can be as an equivalent change in pressure, or alternatively it can be as a pressure change that should be able to be determined in a known way, for example by a linear mathematical relationship such as direct proportionality. It is preferred that the pressure in the tracer chamber should have a known and calculable relationship to the pressure in the annulus.

Tracer-kammeret er fortrinnsvis anordnet for en direkte kobling mellom trykket i annulus og trykket i tracer. Således kan tracer-kammeret omfatte en åpen forbindelse til annulus for å tillate en direkte kontakt av annulus fluidet med tracer, eller alternativt kan apparatet omfatte en trykkoverføringsinnretning for å overføre trykket av annulus-væske til tracer. The tracer chamber is preferably arranged for a direct connection between the pressure in the annulus and the pressure in the tracer. Thus, the tracer chamber may comprise an open connection to the annulus to allow a direct contact of the annulus fluid with the tracer, or alternatively the apparatus may comprise a pressure transfer device to transfer the pressure of the annulus fluid to the tracer.

Trykkoverføringsinnretningen kan omfatte en bevegelig del som kan trykkes mot tracer ved annulus-væske trykket, for eksempel en eller flere av et membran, et skyvbart stempel, eller en annen bevegelig underlag som en klaffenhet, hvorved annulus-trykket kan overføres til tracer innenfor tracer-kammeret ved bevegelse av den bevegelige delen. Bruken av en bevegelig del har også den fordel at selv når mengden av tracer inne i tracer-kammeret er oppbrukt, opprettholdes forholdet mellom annulus-trykk og tracer-trykk, ettersom den bevegelige del vil senke effektiv kammervolum for å tilpasse mengden av tracer som gjenstår. Trykkoverføringsinnretning kan omfatte én eller flere mellomliggende hydrauliske eller mekaniske deler mellom annulus-væsketrykket og tracer-kammeret, for eksempel en mekanisk binding, hydraulisk kammer eller lignende. The pressure transfer device may comprise a movable part that can be pressed against the tracer by the annulus fluid pressure, for example one or more of a membrane, a pushable piston, or another movable substrate such as a flap unit, whereby the annulus pressure can be transferred to the tracer within the tracer the chamber by movement of the movable part. The use of a moving part also has the advantage that even when the amount of tracer inside the tracer chamber is exhausted, the relationship between annulus pressure and tracer pressure is maintained, as the moving part will lower the effective chamber volume to accommodate the amount of tracer remaining . Pressure transfer device may comprise one or more intermediate hydraulic or mechanical parts between the annulus fluid pressure and the tracer chamber, for example a mechanical bond, hydraulic chamber or the like.

Fortrinnsvis omfatter trykkoverføringsanordningen en første overflate i kontakt med Preferably, the pressure transfer device comprises a first surface in contact with

væske fra annulus, for derved å tillate trykkoverføringsanordningens andre overflate, som er koblet til den første overflaten, å overføre trykket til tracer. Den første og andre overflate kan være, for eksempel, to flater av en membran eller to ender av et stempel. Anordningen kan inkludere et hus rundt tracer-kammeret for å kunne inneholde en trykkoverføringsinnretning slik som en membran eller stempel, med åpninger for å tillate væske fra annulus til å komme i kontakt med den første overflate av trykkoverføringsanordningen. Huset kan beskytte de bevegelige deler under installasjon, og også under bruk i annulus/røret. fluid from the annulus, thereby allowing the second surface of the pressure transfer device, which is connected to the first surface, to transfer the pressure to the tracer. The first and second surfaces may be, for example, two surfaces of a diaphragm or two ends of a piston. The device may include a housing around the tracer chamber to contain a pressure transfer device such as a diaphragm or piston, with openings to allow fluid from the annulus to contact the first surface of the pressure transfer device. The housing can protect the moving parts during installation, and also during use in the annulus/tube.

I noen foretrukne utførelsesformer er tracer-kammeret anordnet for installasjon innenfor røret, med en åpning gjennom røret som tillater forbindelse med annulus-trykket. Alternativt kan tracer-kammeret anordnes for installasjon utenfor røret, i annulus, i hvilket tilfelle åpningen mellom kammeret og væsken i røret er plassert fra kammeret i annulus og gjennom røret for å koble til væsken deri. In some preferred embodiments, the tracer chamber is arranged for installation within the tube, with an opening through the tube allowing communication with the annulus pressure. Alternatively, the tracer chamber may be arranged for installation outside the tube, in the annulus, in which case the opening between the chamber and the fluid in the tube is located from the chamber in the annulus and through the tube to connect to the fluid therein.

Fortrinnsvis omfatter åpningen for fluidutveksling mellom tracer-kammeret og røret en strømningsbegrenser. Strømningsbegrenseren bremser ned tømmingen av tracer, og kontrollerer forløsning av tracer. Strømningsbegrenseren kan bli satt til å tillate tracer forløsningsmengde med en hastighet på 0,1 til 100 ml / cP per bar per dag, fortrinnsvis 1 til 10 ml / cP per bar per dag. Preferably, the opening for fluid exchange between the tracer chamber and the tube comprises a flow restrictor. The flow restrictor slows down the discharge of tracer, and controls the release of tracer. The flow limiter can be set to allow tracer release at a rate of 0.1 to 100 ml/cP per bar per day, preferably 1 to 10 ml/cP per bar per day.

En returforhindringsenhet som en tilbakeslagsventil kan være plassert ved rørsiden av åpningen for fluidutveksling mellom tracer-kammeret og røret. Dette kan hindre uønsket omvendt strømning i tilfelle negativ trykkforskjell mellom røret og tracer-kammeret. Et åpen/lukke-ventil kan også vurderes, men vil kreve enten lokal aktivering ved hjelp av wireline (engelsk faglig terminologi) operasjon eller andre nedihulls intervensjonsanordninger, eller fjernaktiveringer som krever en eller annen form for hydrauliske, elektriske eller andre overføringsmidler. A backflow prevention device such as a check valve may be located on the tube side of the opening for fluid exchange between the tracer chamber and the tube. This can prevent unwanted reverse flow in the event of a negative pressure difference between the pipe and the tracer chamber. An open/close valve may also be considered, but will require either local actuation using wireline (English technical terminology) operation or other downhole intervention devices, or remote actuations requiring some form of hydraulic, electrical or other means of transmission.

I foretrukne utførelsesformer benyttes det en membran som bevegelige del. Membranen kan være av et metall- eller polymermaterial. Et hus med en perforert plate, kan omslutte membranen. Dette kan beskytte membranen mens det samtidig utsettes for trykket i annulus. In preferred embodiments, a membrane is used as a moving part. The membrane can be of a metal or polymer material. A housing with a perforated plate can enclose the membrane. This can protect the membrane while at the same time exposing it to the pressure in the annulus.

Fortrinnsvis er membranen en sylindrisk membran, og den perforerte plate en sylindrisk plate. På denne måten kan tracer-kammeret være formet som et ringformet volum innenfor eller fortrinnsvis utenfor røret. Membranen og den perforerte plate kan være innrettet til å strekke seg mellom to flenser av en rørseksjon. Platen og/eller membranen kan med fordel koples til rørseksjonen for derved å danne huset og tracer-kammeret, med en åpning gjennom røret som danner åpning for fluid forbindelse mellom tracer-kammeret og væske i røret. Preferably, the membrane is a cylindrical membrane and the perforated plate a cylindrical plate. In this way, the tracer chamber can be shaped as an annular volume inside or preferably outside the tube. The membrane and the perforated plate may be arranged to extend between two flanges of a pipe section. The plate and/or the membrane can advantageously be connected to the pipe section to thereby form the housing and the tracer chamber, with an opening through the pipe which forms an opening for fluid connection between the tracer chamber and liquid in the pipe.

I foretrukne utførelsesformer, omfatter anordningen tracer-kammeret og eventuelt andre foretrukne funksjoner når installert på produksjonsrøret. Således utvider oppfinnelsen seg til produksjonsrøret som omfatter en anordning som beskrevet ovenfor. In preferred embodiments, the device includes the tracer chamber and optionally other preferred features when installed on the production pipe. Thus, the invention extends to the production pipe which includes a device as described above.

Anordningen kan innbefatte en tracer-måleenhet for måling av tracer-konsentrasjoner nedstrøms tracer-kammeret. De målte tracer-konsentrasjoner kan med fordel brukes til å bestemme produksjonsvolum, fortrinnsvis i samsvar med beregningene diskutert her i forhold til de foretrukne utførelsesformer. Anordningen kan omfatte en beregningsenhet for beregning av produksjonsstrømning, for eksempel en datamaskin-enhet eller lignende. The device may include a tracer measuring unit for measuring tracer concentrations downstream of the tracer chamber. The measured tracer concentrations can advantageously be used to determine production volume, preferably in accordance with the calculations discussed herein in relation to the preferred embodiments. The device may comprise a calculation unit for calculating the production flow, for example a computer unit or the like.

Sett fra et annet aspekt, tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for tracer-baserte strømningsmålinger omfattende: å utløse tracer i et produksjonsrør i samsvar med en trykkforskjell mellom et annulus og produksjonsrøret. Seen from another aspect, the invention provides a method for tracer-based flow measurements comprising: triggering the tracer in a production pipe in accordance with a pressure difference between an annulus and the production pipe.

Fremgangsmåten kan omfatte bruk av en tracer-kammer for installasjon på produksjonsrøret, idet tracer-kammeret er til for å holde tracere og er anordnet til å være knyttet til trykket i annulus om produksjonsrøret; tracer-kammeret omfatter et utløp for fluid utveksling mellom tracer-kammeret og væske i produksjonsrøret; hvorved tracer slippes fra tracer-kammeret inn i produksjonsrøret i samsvar med en trykkforskjell mellom annulus og produksjonsrøret. The method may include the use of a tracer chamber for installation on the production pipe, the tracer chamber being for holding tracers and being arranged to be associated with the pressure in the annulus about the production pipe; the tracer chamber comprises an outlet for fluid exchange between the tracer chamber and fluid in the production pipe; whereby tracer is released from the tracer chamber into the production pipe in accordance with a pressure difference between the annulus and the production pipe.

Fremgangsmåten kan omfatte bruk eller bestemmelse av en anordning med én eller alle funksjonene som er beskrevet ovenfor i forhold til de foretrukne og valgfrie trekk ved første aspekt. Fremgangsmåten kan inkludere å begrense strømmen av tracere fra tracer-kammeret inn i røret, for eksempel ved hjelp av en strømningsbegrenserenhet som diskutert ovenfor. The method may comprise using or providing a device with one or all of the functions described above in relation to the preferred and optional features of the first aspect. The method may include restricting the flow of tracer from the tracer chamber into the tube, for example by means of a flow restrictor as discussed above.

Fremgangsmåten kan omfatte måling av tracer-konsentrasjon nedstrøms av tracer-kammeret, for eksempel ved en toppside plassering. De målte tracer-konsentrasjonene kan fordelaktig brukes til å bestemme produksjonsvolumer, og dermed kan fremgangsmåten omfatte bestemmelse av produksjonsstrømningsvolumer basert på målte tracer-konsentrasjoner og kjente egenskaper ved tracer-utløsing og produksjonskontroll. Fortrinnvis vil produksjonsvolumene være bestemt i samsvar med beregningene som omtalt heri, i forhold til de foretrukne utførelsesformer. The method may comprise measuring tracer concentration downstream of the tracer chamber, for example at a topside location. The measured tracer concentrations can advantageously be used to determine production volumes, and thus the method can include determination of production flow volumes based on measured tracer concentrations and known characteristics of tracer release and production control. Preferably, the production volumes will be determined in accordance with the calculations discussed herein, in relation to the preferred embodiments.

Som anvendt heri, er begrepet produksjonsrøret strengt tatt ment å dekke et produksjonsrør samt letingsrør, testrør og eventuelle andre funksjonelt tilsvarende anordninger. Begrepet røret skal tolkes bredt for å dekke en rørstreng eller kveilerør (coiled tubing i engelsk faglig terminologi), eller andre midler for å kanalisere strømninger fra nedihullskilder. Begrepet tracer-kammeret er ment å dekke alle containere - eller reservoarer - med begrenset volum, som kan inneholde tracere forbindelse, med eller uten andre forbindelser, i forskjellige faser (fast, flytende, gass), og/eller ved forskjellige konsentrasjoner. As used herein, the term production pipe is strictly intended to cover a production pipe as well as exploration pipe, test pipe and any other functionally equivalent devices. The term pipe shall be interpreted broadly to cover a string of pipes or coiled tubing (coiled tubing in English professional terminology), or other means of channeling flows from downhole sources. The term tracer chamber is intended to cover all containers - or reservoirs - of limited volume, which may contain tracer compounds, with or without other compounds, in different phases (solid, liquid, gas), and/or at different concentrations.

Visse foretrukne utførelsesformer vil nå bli beskrevet kun ved hjelp av eksempler, og med henvisning til de medfølgende tegninger hvori: Figur 1 viser en tracer utløser anordning brukt i et eksempel med en hydrokarbonproduksjonssone som har en ICD; Fig. 2a og 2b illustrerer metnings tracer-utløser enheter internt og eksternt i produksjonsrøret; Figurene 3A og 3B viser alternative tracer-utløser enheter, internt og eksternt av produksjonsrøret, disse tracer-utløser enhetene benytter et stempelarrangement; Fig. 4a og 4b viser ytterligere alternative tracer-utløser enheter, internt og eksternt av produksjonsrøret, disse tracer-utløser enhetene benytter en membran ordning; Certain preferred embodiments will now be described by way of example only, and with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 shows a tracer triggering device used in an example of a hydrocarbon production zone having an ICD; Figures 2a and 2b illustrate saturation tracer trigger units internally and externally in the production pipe; Figures 3A and 3B show alternative tracer trigger units, internal and external to the production pipe, these tracer trigger units utilize a piston arrangement; Fig. 4a and 4b show further alternative tracer-trigger units, internally and externally of the production pipe, these tracer-trigger units use a membrane arrangement;

Fig. 5 illustrerer et brønnhull med flere produserende soner, og Fig. 5 illustrates a wellbore with several producing zones, and

Figur 6 viser prinsippene til en strømningsbegrenser basert på et kapillarrør. Figure 6 shows the principles of a flow restrictor based on a capillary tube.

Det generelle prinsipp for oppfinnelsen er illustrert i figur 1, som viser en tracer-utløser anordning som innebefatter tracer-kammeret 20 i en geologisk formasjon som er laget av en hydrokarbonsproduksjonssone 1 (for eksempel sand, karbonater og så videre) innrammet av ugjennomtrengelige lag 2, 2<*>(f.eks. skifer, salt og lignende). Et rør 10 er blitt installert i formasjonen, og den er adskilt fra de geologiske bergarter av en sandfylt annulus 3 og eventuelt av et casing (engelsk faglig terminologi) 11 eller en naturlig rent kutt borehull, eventuelt med en «slamkake» ( mud-cake i engelsk faglig terminologi). På annulus nivået 3, er produksjonssonen typisk isolert fra geologisk formasjon ovenfor og nedenfor ved packer 12. Produksjonen styres ved en ICD 15 eller flere slike enheter som er kjent i bransjen, selv om det bør forstås at de fordeler som oppstår ved tracer-enheten 20 ikke er begrenset til bruk med ICDer, men gjelder også for andre innstrømningskontroll enheter. Pilen i røret 10 angir typisk retningen for produksjonsstrømning, mot oversiden eller mot brønnhodet. For anvendelse av de eksemplene som er vist i figurene 1 til 5, vil den vertikale retning for røret 10 bli holdt som konstant orientering for enkel referanse og forståelse. Aksen av røret 10 behøver ikke være vertikalt. Den kan være horisontal, eller til og med med en invertert skråning. The general principle of the invention is illustrated in Figure 1, which shows a tracer-triggering device which includes the tracer chamber 20 in a geological formation made of a hydrocarbon production zone 1 (eg sand, carbonates and so on) framed by impermeable layers 2 , 2<*>(e.g. slate, salt and the like). A pipe 10 has been installed in the formation, and it is separated from the geological rocks by a sand-filled annulus 3 and possibly by a casing (English technical terminology) 11 or a naturally clean-cut borehole, possibly by a "mud-cake" in English professional terminology). At annulus level 3, the production zone is typically isolated from geological formation above and below by packer 12. Production is controlled by an ICD 15 or several such devices known in the industry, although it should be understood that the benefits arising from the tracer device 20 is not limited to use with ICDs, but also applies to other inflow control devices. The arrow in the pipe 10 typically indicates the direction of production flow, towards the upper side or towards the wellhead. For the purposes of the examples shown in Figures 1 to 5, the vertical direction of the pipe 10 will be kept as a constant orientation for ease of reference and understanding. The axis of the tube 10 need not be vertical. It can be horizontal, or even with an inverted slope.

Tracer-utløser mekanisme har som viktigste del et tracer-kammer 20 som inneholder tracere. Anordningen omfatter også ytterligere tilleggsfunksjoner, som kan være som beskrevet nedenfor med henvisning til figurene 2-5, for å frigjøre tracer fra kammeret 20 inn i røret 10 ved en hastighet som er nøyaktig knyttet til trykkforskjellen mellom trykket i annulus 3, og trykket i røret 10. The tracer trigger mechanism has as its most important part a tracer chamber 20 which contains tracers. The device also includes further additional functions, which may be as described below with reference to Figures 2-5, to release tracer from the chamber 20 into the pipe 10 at a rate which is precisely related to the pressure difference between the pressure in the annulus 3 and the pressure in the pipe 10.

Tracer-kammeret 20 er koblet til røret 10 ved en strømningsbegrenser, som opererer for å tillate utløsing av tracer i en hastighet som er relatert til trykket i tracer-kammeret 20 på en forutbestemt måte. Strømningsbegrenseren kan utformes som kjent i industrien, for eksempel en gjenget plugg med liten diameteråpning som passer inn i en standard gjenget port i rørveggen, på samme måte som en dyse i en rudimentær ICD, eller en porøs plugg, for eksempel fylt med sintret materiale, eller et veldig tynt rør (kapillarrør) som er viklet opp inne i pluggen. Et eksempel er beskrevet nedenfor med henvisning til Figur 6. The tracer chamber 20 is connected to the pipe 10 by a flow restrictor, which operates to allow the release of tracer at a rate that is related to the pressure in the tracer chamber 20 in a predetermined manner. The flow restrictor can be designed as known in the industry, for example a threaded plug with a small diameter opening that fits into a standard threaded port in the pipe wall, similar to a nozzle in a rudimentary ICD, or a porous plug, for example filled with sintered material, or a very thin tube (capillary tube) which is wound up inside the plug. An example is described below with reference to Figure 6.

Strømningsbegrenseren fungerer dermed for å muliggjøre utløsing av tracer fra kammeret 20 på en måte som er relatert til trykkforskjellen mellom kammeret 20 og røret 10. Siden forholdet er forhåndsbestemt, er det mulig å beregne kammertrykk 20 basert på mengden av tracer som er funnet på et hvilket som helst sted nedstrøms i forhold til plasseringen av tracer-utløser mekanismen. Dette er omtalt nærmere nedenfor. The flow restrictor thus functions to enable release of tracer from the chamber 20 in a manner that is related to the pressure difference between the chamber 20 and the tube 10. Since the relationship is predetermined, it is possible to calculate the chamber pressure 20 based on the amount of tracer found at any anywhere downstream relative to the location of the tracer trigger mechanism. This is discussed in more detail below.

En tilbakeslagsventil eller enhver annen egnet enveis strømningsregulator, kan eventuelt være til stede for å hindre en revers strømning der væsken fra røret 10 passerer tilbake gjennom strømningsbegrenser til tracer-kammeret 20. Dette kan skje hvis trykkforskjellen blir negativ. Et negativt trykkforskjell kan skje under rørutlegging, testing, eller under nedstengning av brønnen. Forebygging av omvendt strømming inn i tracer-kammeret 20 vil hindre tilstopping av strømningsåpning, forhindre fortynning av tracer i tracer-kammeret, og også forhindre scaling (engelsk fag terminologi). Disse problemene som oppstår fra motsatt innstrømming kan indusere en feil i beregningsformelen (1) omtalt nedenfor. A non-return valve or any other suitable one-way flow regulator may optionally be present to prevent a reverse flow where the liquid from the pipe 10 passes back through the flow restrictor to the tracer chamber 20. This can happen if the pressure difference becomes negative. A negative pressure difference can occur during pipe laying, testing, or during shut-in of the well. Prevention of reverse flow into the tracer chamber 20 will prevent clogging of the flow opening, prevent dilution of tracer in the tracer chamber, and also prevent scaling. These problems arising from the opposite inflow can induce an error in the calculation formula (1) discussed below.

Merk at en åpne/lukkeventil også kan være lagt tilsammen med eller i stedet for en tilbakeslagsventil. Men aktivering betyr, enten nedihulls eller fjernt, at dette vil introdusere ekstra utfordringer på installasjon, drift og vedlikehold. Note that an open/close valve can also be added together with or instead of a non-return valve. But activation means, either downhole or remotely, that this will introduce additional challenges for installation, operation and maintenance.

Tracer-kammeret 20 utsettes for et trykk som er lik eller i det minste direkte og muligens lineært relatert til trykket av væsken i annulus 3. Dette betyr at mengden av tracer-utløsing gjennom strømningsbegrenseren deretter blir relatert via trykket i tracer-kammeret 20 til trykket i annulus 3. Dermed er tracer i tracer-kammeret 20 utsatt for annulus-trykk av en passende mekanisme, eksempler er omtalt nedenfor. The tracer chamber 20 is subjected to a pressure equal to or at least directly and possibly linearly related to the pressure of the fluid in the annulus 3. This means that the amount of tracer release through the flow restrictor is then related via the pressure in the tracer chamber 20 to the pressure in the annulus 3. Thus, the tracer in the tracer chamber 20 is subjected to annulus pressure by a suitable mechanism, examples of which are discussed below.

Kammeret 20 inneholder tracer-forbindelser med kjent konsentrasjon. For et gitt differansetrykk Ap mellom annulus 3 og innsiden av produksjonsrøret, kan strømningshastigheten av tracer F ^ fra tracer-reservoar beskrives som: The chamber 20 contains tracer compounds of known concentration. For a given differential pressure Ap between annulus 3 and the inside of the production pipe, the flow rate of tracer F ^ from the tracer reservoir can be described as:

F,rac= kc,racu Ap (1) F,rac= kc,racu Ap (1)

Her er k en konstant relatert til egenskapene til strømningsbegrenser som representerer den inverse av strømningsmotstanden, cTracer den kjente tracer-konsentrasjon i tracer-reservoaret og u er den kjente viskositet til flytende tracer ved den rådende temperatur. Tracer-strømningen, F ,rac (mengde tracer/tidsenhet) er således proporsjonal med trykkforskjellen mellom røret 10 og annulus 3, og proporsjonalitetskonstanten kan enkelt bestemmes. Here k is a constant related to the properties of the flow restrictor which represents the inverse of the flow resistance, cTracer the known tracer concentration in the tracer reservoir and u is the known viscosity of liquid tracer at the prevailing temperature. The tracer flow, F ,rac (amount of tracer/time unit) is thus proportional to the pressure difference between the tube 10 and the annulus 3, and the proportionality constant can be easily determined.

k, c trac, u og Ap kan hver dekke et bestemt område av verdier, avhengig av de brønnforhold, ICD, arten og konsentrasjonen av tracer-forbindelsen. Vanlig foretrukne områder er som følger: • k er typisk i området fra 0,1 til 100 ml / cP per bar per dag, fortrinnsvis 1 til 10 ml / cP pr bar per dag k, c trac, u and Ap can each cover a specific range of values, depending on the well conditions, ICD, nature and concentration of the tracer compound. Commonly preferred ranges are as follows: • k is typically in the range of 0.1 to 100 ml/cP per bar per day, preferably 1 to 10 ml/cP per bar per day

c,rac er typisk i området fra 5 til 100%, fortrinnsvis > 50% (prosentandel av tracer oppløst i løsningsmiddel), og mest foretrukket 100% (ren flytende tracer). c,rac is typically in the range from 5 to 100%, preferably >50% (percentage of tracer dissolved in solvent), and most preferably 100% (pure liquid tracer).

u er typisk i området fra 1 til 100 cP u is typically in the range from 1 to 100 cP

Ap er typisk i området fra 1 til 30 bar, fortrinnsvis 2 til 10 barer, og mest foretrukket 2-5 barer Ap is typically in the range from 1 to 30 bar, preferably 2 to 10 bar, and most preferably 2-5 bar

Beregninger gjort i tilfeller som er beskrevet nedenfor viser at tracer-utløsermekanisme kan fungere uten at det kreves tracer påfylling eller tracer-reservoar erstatning på flere år. Calculations made in cases described below show that the tracer release mechanism can function without requiring tracer refilling or tracer reservoir replacement for several years.

Når tracer-væsken strømmer inn i produksjonsrørstrengen, vil den bli oppløst i en passende fase i brønnfluidet (i vann for en vann-tracer, i olje for et olje-tracer, i olje og vann for en olje / vann partisjoneringstracer, og i gass og olje for en gass/olje partisjoneringstracer) og fortynnes til en lavere konsentrasjon mens den beveger seg mot brønnhodet, og strømning fra produksjonssoner ovenfor samler seg i produksjonsrøret. Den samme mengde av tracer som kommer inn i produksjonsrøret fra tracer-reservoaret vil gå ut av produksjonsrørets toppside (tracere er valgt slik at det ikke er tracer-nedbrytning eller - sorpsjon i rørveggen under transport). La volum innstrømningsmengde ved toppsiden være V ,opp (produksjonsinnstrømning), og la tracer-konsentrasjonen i væsken ved toppsiden væreCtopp. Deretter har vi: As the tracer fluid flows into the production tubing string, it will be dissolved in an appropriate phase in the well fluid (in water for a water tracer, in oil for an oil tracer, in oil and water for an oil/water partitioning tracer, and in gas and oil for a gas/oil partitioning tracer) and is diluted to a lower concentration as it moves toward the wellhead, and flow from production zones above collects in the production tubing. The same amount of tracer that enters the production pipe from the tracer reservoir will leave the top side of the production pipe (tracers are chosen so that there is no tracer degradation or sorption in the pipe wall during transport). Let the volume inflow amount at the top side be V ,up (production inflow), and let the tracer concentration in the liquid at the top side be Ctop. Then we have:

Man observerer at k, c ,rac og u er kjent. Produksjonen V topp er også kjent. Tracer konsentrasjonen c .opp kan bestemmes ved å samle inn fluidprøver etterfulgt av tracer-analyse i laboratorium, eller ved å ha en online analysator. Således kan trykkfall Ap beregnes nøyaktig. One observes that k, c , rac and u are known. The production V top is also known. The tracer concentration c .opp can be determined by collecting fluid samples followed by tracer analysis in the laboratory, or by having an online analyser. Thus, pressure drop Ap can be calculated accurately.

Ved å kjenne trykkfall Ap og strømningsmotstandsegenskaper av ICD eller tilsvarende produksjonsinnstrømningsbegrensende element, kan produksjonsstrømmen som går inn i røret i produksjonssonen hvor tracer-utløser anordning er installert, beregnes. By knowing the pressure drop Ap and flow resistance characteristics of the ICD or equivalent production inflow limiting element, the production flow entering the pipe in the production zone where the tracer-trigger device is installed can be calculated.

Ved hjelp av forskjellige tracere for de forskjellige produksjonssoner eller regioner i brønnen, kan trykkforskjellen Ap for hver sone eller område bestemmes, og således kan produksjonsstrømmen for hver produserende sone beregnes. Using different tracers for the different production zones or regions in the well, the pressure difference Ap for each zone or area can be determined, and thus the production flow for each producing zone can be calculated.

Merk at analysen av tracer ikke trenger å bli utført ved toppsiden, eller ved utløpet av brønnen. Denne analyse kan utføres i brønnen nedstrøms for tracer-kammeret, eller den kan utføres på et anlegg nedstrøms av brønnhodet, for eksempel på en plattform eller et landanlegg som betjener en undervannsbrønn. Note that the analysis of the tracer does not need to be carried out at the top side, or at the outlet of the well. This analysis can be performed in the well downstream of the tracer chamber, or it can be performed at a facility downstream of the wellhead, such as a platform or an onshore facility serving a subsea well.

Forskjellige utførelser for tracer-utløseranordning er omtalt heri. Et vanlig krav er at tracer-kammeret settes under samme trykk som annulus 3, eller i det minste ved et trykk som er entydig knyttet til trykket i annulus (eksempelvis med en konstant eller forutsigbar trykkforskjell). Viktighet av dette er at det er nødvendig for kammeret 20 å ha et trykk med et kjent og beregnelig forhold til trykket i annulus 3, siden dette derved tillater tracer-utløser hastigheten å være nøyaktig knyttet til trykkforskjellen mellom røret 10 og annulus 3 på en kjent måte. Dette tillater at produksjonstrømningshastigheten i reservoarsonen med tracer utløserposisjonen kan bestemmes nøyaktig, noe som gir betydelige fordeler. Various designs for tracer release devices are discussed herein. A common requirement is that the tracer chamber is put under the same pressure as annulus 3, or at least at a pressure that is uniquely linked to the pressure in the annulus (for example with a constant or predictable pressure difference). Importance of this is that it is necessary for the chamber 20 to have a pressure with a known and calculable ratio to the pressure in the annulus 3, since this thereby allows the tracer trigger speed to be accurately related to the pressure difference between the tube 10 and the annulus 3 at a known manner. This allows the production flow rate in the reservoir zone with the tracer trigger position to be accurately determined, providing significant benefits.

Et arrangement, som vist i figurene 2a og 2b, omfatter et tracer-kammer 33, 133 med et gitt volum som er åpen mot annulus 3. Tracer kan være fast, enten i form av et lite løselig salt, eller som et fast stoff dispergert i en polymer eller keramisk matrise. Tracer kan også være en viskøs væske, slik som en gel. Når fluidet fra annulus 3 kommer inn i tracer-kammeret 33, 133 (med en lav strømningshastighet) vil da tracer bli oppløst i denne væske. På grunn av en høyere strømningsmotstand i åpningen 31, 131 fra kammeret 33, 133 til røret enn i åpningen 32, 132 fra det ringformede rom 3 til tracer-kammeret 33,133, vil tracer-konsentrasjonen i fluidet ha den kjent metningskonsentrasjon. An arrangement, as shown in figures 2a and 2b, comprises a tracer chamber 33, 133 with a given volume which is open to the annulus 3. The tracer can be solid, either in the form of a slightly soluble salt, or as a solid dispersed in a polymer or ceramic matrix. Tracer can also be a viscous liquid, such as a gel. When the fluid from annulus 3 enters the tracer chamber 33, 133 (with a low flow rate), the tracer will then be dissolved in this liquid. Due to a higher flow resistance in the opening 31, 131 from the chamber 33, 133 to the pipe than in the opening 32, 132 from the annular space 3 to the tracer chamber 33, 133, the tracer concentration in the fluid will have the known saturation concentration.

Mot produksjonsrøret, og på nivå med en port i røret 10, blir tracer-kammeret 33,133 installert med én eller flere åpning(er) 32, 132 mot annulus 3 og én eller flere åpning(er) 31 131 mot røret. Mens kammeret 33 er eksternt i forhold til røret i figur 2a, viser figur 2b et alternativ der kammeret 133 er innvendig i røret 10. Den ene eller flere åpningen (r) 31, 131 mot røret 10 viser en høyere strømningsmotstand enn den ene eller flere åpningen (r) 32, 132 mot det ringformede rom 3, som sikrer et minimum oppholdstid inne i kammeret, 33,133 og tillater metning av løsningen med tracer-forbindelsen. Andre funksjoner for styring av retensjonstiden kan legges til, slik som ledeplater for å lede væskemengden. Forskjellige additiver, slik som anti-scaling forbindelser, kan legges til for å gjøre driften av kammeret mer robust. Man risikerer at scaling innenfor kammeret 33, 133 (mulig konsekvens av en kombinasjon av temperatur, trykk og egenskaper ved tracer-forbindelse i sin lagrings form og egenskapene til løsemiddelet som strømmer inn fra annulus 3, typisk produksjonsfluidet), eller ved utløpet til røret 10 (muligens på grunn av interaksjon med den fluid som strømmer inne i røret 10). Et filter kan tilføres ved innløpsåpningen (e) 32 132 for å unngå tilstopping inne i kammeret i tilfelle av for eksempel en høy partikkelbelastning. For å unngå scaling ved kammerets utløpsport, kan en returforhindringsenhet slik som en tilbakeslagsventil legges til. Towards the production pipe, and at the level of a port in the pipe 10, the tracer chamber 33, 133 is installed with one or more opening(s) 32, 132 towards the annulus 3 and one or more opening(s) 31, 131 towards the pipe. While the chamber 33 is external to the pipe in figure 2a, figure 2b shows an alternative where the chamber 133 is inside the pipe 10. The one or more opening(s) 31, 131 towards the pipe 10 shows a higher flow resistance than the one or more the opening (s) 32, 132 towards the annular space 3, which ensures a minimum residence time inside the chamber, 33, 133 and allows saturation of the solution with the tracer compound. Other features for controlling the retention time can be added, such as baffles to direct the amount of liquid. Various additives, such as anti-scaling compounds, can be added to make the operation of the chamber more robust. There is a risk that scaling within the chamber 33, 133 (possible consequence of a combination of temperature, pressure and properties of the tracer compound in its storage form and the properties of the solvent flowing in from the annulus 3, typically the production fluid), or at the outlet of the pipe 10 (possibly due to interaction with the fluid flowing inside the tube 10). A filter can be supplied at the inlet opening (e) 32 132 to avoid clogging inside the chamber in case of, for example, a high particle load. To avoid scaling at the chamber outlet port, a backflow prevention device such as a check valve can be added.

Det ytre kammer 33 eller indre kammer 133 kan enten være konsentrisk med røret 10, eller ikke. For å unngå uvanlige, sterke installasjonsutfordringer, vil ikke tykkelsen av tracer-kammeret 33 når montert eksternt i forhold til røret 10 overskride noen få centimeter, for eksempel blir den mindre enn to centimeter. Det nødvendige volum kan oppnås ved å beregne ønsket lengde av tracer-kammeret, se eksempelberegninger nedover. Når den er montert inne i røret 10, vil tracer-kammeret 133 kreve mindre oppmerksomhet under installasjon i brønnen da den utvendige diameter vil tilsvare det av et standard rør. Men det vil gi mindre volum per meter rør, og kan kreve ekstra oppmerksomhet i senere operasjoner i brønnen. The outer chamber 33 or inner chamber 133 can either be concentric with the pipe 10, or not. To avoid unusual, severe installation challenges, the thickness of the tracer chamber 33 when mounted externally to the pipe 10 will not exceed a few centimeters, for example it will be less than two centimeters. The required volume can be obtained by calculating the desired length of the tracer chamber, see example calculations below. When mounted inside the pipe 10, the tracer chamber 133 will require less attention during installation in the well as the outside diameter will correspond to that of a standard pipe. But it will give less volume per meter of pipe, and may require extra attention in later operations in the well.

En ytterligere utførelse av en tracer-utløseranordning er illustrert i figurene 3A og 3B. Ved dette arrangementet er tracer ikke i kontakt med fluidet fra annulus 3,det er et tracer-kammer med et bevegelig stempel hvor den ene enden er i likevekt med trykket i annulus 3, og stempelet utveksler annulus-trykket ved den andre enden av tracer-kammeret hvor tracer langsomt blir skjøvet inn i produksjonsrøret 10.. A further embodiment of a tracer release device is illustrated in Figures 3A and 3B. In this arrangement, the tracer is not in contact with the fluid from annulus 3, there is a tracer chamber with a movable piston where one end is in equilibrium with the pressure in annulus 3, and the piston exchanges the annulus pressure at the other end of the tracer the chamber where the tracer is slowly pushed into the production tube 10..

Mot produksjonsrøret 10 og på nivå med en port i røret 10, blir tracer-kammeret 43,143 installert med én eller flere åpning (er) 42,142 mot annulus 3, og én eller flere åpning (er) 41, 141 mot tubing 10. Kammeret 43 er eksternt i forhold til røret 10 i figur 3a og i de alternative arrangement i figur 3b er kammeret 143 internt i røret 10. Et filter kan være installert ved innløpsåpningen (e) 42,142. For å sikre en stabil translasjon av stempelet, én eller flere åpning (er) 41, 141 mot røret 10 viser en høy strømningsmotstand. Forskjellige additiver, slik som anti-scaling forbindelser, kan legges til tracer (e). Scaling kan utvikle seg ved utløp til røret 10. For å unngå scaling ved kammerets utløpsport, kan en returforhindringsenhet slik som en tilbakeslagsventil også legges til. Et alternativ er en selvrensende enhet basert på preferensielle lokale fluidstrømmer eller noen andre kjente utforminger. Towards the production pipe 10 and at the level of a port in the pipe 10, the tracer chamber 43,143 is installed with one or more opening(s) 42,142 towards the annulus 3, and one or more opening(s) 41,141 towards the tubing 10. The chamber 43 is external to the pipe 10 in Figure 3a and in the alternative arrangement in Figure 3b, the chamber 143 is internal to the pipe 10. A filter may be installed at the inlet opening (e) 42,142. To ensure a stable translation of the piston, one or more opening(s) 41, 141 towards the tube 10 show a high flow resistance. Various additives, such as anti-scaling compounds, can be added to the tracer(s). Scaling can develop at the outlet of the pipe 10. To avoid scaling at the outlet port of the chamber, a backflow prevention device such as a check valve can also be added. An alternative is a self-cleaning device based on preferential local fluid flows or some other known designs.

Stillingen og formen av kammeret kan optimaliseres, som omtalt ovenfor for figurene 2a og 2b. The position and shape of the chamber can be optimized, as discussed above for Figures 2a and 2b.

Enda en annen løsning hvor tracer ikke er i kommunikasjon med annulus-væske innebærer en fleksibel membran, som vist i figurene 4a og 4b. Annulus-trykk påføres en membran 57, 157 som omslutter tracer-volumet, eksternt eller internt. Yet another solution where the tracer is not in communication with annulus fluid involves a flexible membrane, as shown in Figures 4a and 4b. Annulus pressure is applied to a membrane 57, 157 that encloses the tracer volume, externally or internally.

Tracer-kammeret, 53,153 er montert mot produksjonsrøret 10 og på nivå med en port i røret 10 med én eller flere åpning (er) 52 152 mot annulus 3 og én eller flere åpning (er) 51, 151 mot røret 10. Tracer-kammeret 53 er eksternt i forhold til røret 10 i fig 4a, mens det i figur 4b er internt i røret 10. Et filter kan legges til ved innløpsåpningen (e) 52,152. For å sikre en kontrollert drift av tracer-injeksjon og deformasjon av membranen 57, 157, viser den ene eller flere åpning (er) 51, 151 mot røret 10 en høy strømningsmotstand. For diskusjoner på additiver, anti-scaling utforming, plasseringen og formen av kammeret, vises det til utførelser som er beskrevet ovenfor. The tracer chamber, 53,153 is mounted against the production pipe 10 and level with a port in the pipe 10 with one or more opening(s) 52,152 towards the annulus 3 and one or more opening(s) 51,151 towards the pipe 10. The tracer chamber 53 is external to the pipe 10 in Fig. 4a, while in Fig. 4b it is internal to the pipe 10. A filter can be added at the inlet opening (e) 52,152. To ensure a controlled operation of tracer injection and deformation of the membrane 57, 157, the one or more opening(s) 51, 151 towards the pipe 10 show a high flow resistance. For discussions on additives, anti-scaling design, the location and shape of the chamber, reference is made to the embodiments described above.

I tilfellet utvendig installasjon, som vist på figur 4a, må membranen 57 være mekanisk beskyttet mot annulus materiale med en ytre stålplate eller sylinder 55. Én løsning er å ligge an mot sylinderen 55 på flenser 56 (for eksempel tilkoblingsflenser). Høyden av disse flenser 56 vil typisk være ca 1 cm, og med det formål å ha en robust og en lett løsning under driften av røret 10, kan vi utforme tracer-kammeret 53 rundt røret 10 med en maksimal tykkelse på 1 cm. Lengden av kammeret 53 kan da velges til å være avstanden mellom flensene (som er lengden på rørseksjonen). Således vil volumet av injiserbar tracer simpelthen være proporsjonal med lengden av rørseksjonen som er valgt ut. Stålsylinder 55 må ha perforeringer 52 slik at utsiden av membranen 57 (og dermed også innsiden) er i likevekt med trykket i annulus 3. In the case of external installation, as shown in figure 4a, the membrane 57 must be mechanically protected against annulus material with an outer steel plate or cylinder 55. One solution is to rest against the cylinder 55 on flanges 56 (for example connection flanges). The height of these flanges 56 will typically be about 1 cm, and with the aim of having a robust and a light solution during the operation of the pipe 10, we can design the tracer chamber 53 around the pipe 10 with a maximum thickness of 1 cm. The length of the chamber 53 can then be chosen to be the distance between the flanges (which is the length of the pipe section). Thus, the volume of injectable tracer will simply be proportional to the length of the pipe section selected. Steel cylinder 55 must have perforations 52 so that the outside of the membrane 57 (and thus also the inside) is in equilibrium with the pressure in the annulus 3.

Membranen 57, 157 kan typisk være laget av metall, for eksempel bly, gull, sølv eller aluminium, som beskrevet i EP403603. Den kan deformeres plastisk (mykt metall slik som bly), eller den kan deformeres i det minste delvis elastisk, for eksempel ved bruk av en tynn fleksibel metallplate eller en korrugert metallplate. Membranen kan også være laget av et polymert materiale, slik som Kapton ® polyimid. Membranen må forbli forseglet mot diffusjon av tracer eller formasjonsvæske. Motstand mot nedihulls korrosivitet er også en viktig parameter ved valg av materiale. The membrane 57, 157 can typically be made of metal, for example lead, gold, silver or aluminium, as described in EP403603. It can be deformed plastically (soft metal such as lead), or it can be deformed at least partially elastically, for example using a thin flexible metal sheet or a corrugated metal sheet. The membrane can also be made of a polymeric material, such as Kapton ® polyimide. The membrane must remain sealed against diffusion of tracer or formation fluid. Resistance to downhole corrosivity is also an important parameter when choosing material.

Da strømningsmotstanden i ICD-dyser er kjent, er produksjonsstrømning direkte knyttet til, og kan bestemmes av trykkforskjellen mellom annulus 3 og det indre produksjonsrør 10. Anordningene og fremgangsmåtene som er beskrevet heri, gir en hel passiv og nøyaktig måling av differensialtrykket ved hjelp av tracer-teknologi. Ingen ekstern energiforsyning eller signalkabler kreves for installasjon nede i borehullet, siden målesignalet (tracer) transporteres med fluidstrømmen til en toppsidesamling eller analysepunkt hvor den nevnte trykkforskjell kan beregnes ut fra den tracer-konsentrasjonen i produserte væske. Since the flow resistance in ICD nozzles is known, production flow is directly related to, and can be determined by, the pressure difference between the annulus 3 and the inner production pipe 10. The devices and methods described herein provide a complete passive and accurate measurement of the differential pressure using tracer -technology. No external energy supply or signal cables are required for installation down the borehole, since the measurement signal (tracer) is transported with the fluid flow to a topside assembly or analysis point where the aforementioned pressure difference can be calculated from the tracer concentration in produced fluid.

Disse teknikkene kan lett anvendes på en produksjonsbrønn med flere produserende soner 1, 201, 301 som illustrert i Figur 5. Ved å gi hver produksjon sone 1, 201, 301 en tracer-utløser enhet, og ved å velge en annen tracer for hver produksjonssone, kan et fullstendig bilde av strømningene fra flere soner oppnås. Dette kan også utvides til en hvilken som helst sett av soner eller regioner i en brønn, og ved bruk av riktig valgt tracer, kan produksjonsstrømningen for ulike komponenter (olje, vann) bestemmes. These techniques can easily be applied to a production well with several producing zones 1, 201, 301 as illustrated in Figure 5. By giving each production zone 1, 201, 301 a tracer-trigger unit, and by choosing a different tracer for each production zone , a complete picture of the flows from several zones can be obtained. This can also be extended to any set of zones or regions in a well, and using the right tracer, the production flow for various components (oil, water) can be determined.

Figur 6 viser et eksempel på en strømningsbegrenser som kan brukes i de tracer-utløser mekanismene beskrevet ovenfor på åpningene 31, 131, 41, 141, 51, 151 i kamrene 33, 133, 43, 143, 53, 153 til røret 10. Eksempelet viser et kapillarrørstype. Tracer-kammeret (representert ved tracer-innholdet 63) er koplet til røret 10 takket være en strømningshindrende plugg 500 som går gjennom røret 10 ved gjenget port 510, og inneholder et kapillarrør 501 hvis karakteristika (indre åpning og lengde) er utformet til å oppnå ønskede strømningsmotstand karakteristikker. Figure 6 shows an example of a flow restrictor that can be used in the tracer release mechanisms described above on the openings 31, 131, 41, 141, 51, 151 in the chambers 33, 133, 43, 143, 53, 153 of the tube 10. The example shows a capillary tube type. The tracer chamber (represented by the tracer content 63) is connected to the tube 10 thanks to a flow-blocking plug 500 which passes through the tube 10 at the threaded port 510, and contains a capillary tube 501 whose characteristics (internal opening and length) are designed to achieve desired flow resistance characteristics.

Som et eksempel, la oss vurdere en tracer-væske med en viskositet på 50 cP. Volum-strømmen bør være proporsjonal med trykket, og er bestemt til å være ved 1 ml / dag for en trykkforskjell på 5 bar. A 1 m kapillærrør 501 brukes som strømningsmotstanden, viklet opp inne i pluggen 500. Den påkrevde indre diameteren til røret 501 ville da være 25 til 30 mikron. I praksis vil man trolig bruke standard diameter kapillærrør og deretter bruke nødvendig lengde for å nå nødvendig volumet strømning. As an example, let us consider a tracer fluid with a viscosity of 50 cP. The volume flow should be proportional to the pressure, and is determined to be at 1 ml/day for a pressure difference of 5 bar. A 1 m capillary tube 501 is used as the flow resistance, wound up inside the plug 500. The required inner diameter of the tube 501 would then be 25 to 30 microns. In practice, one will probably use standard diameter capillary tubes and then use the necessary length to reach the required volume of flow.

I teksten under, er en rekke eksempler gitt av ulike tracer-typer og den beregnede tracer-konsentrasjon toppside for typiske parameterverdier. In the text below, a number of examples are given of different tracer types and the calculated tracer concentration top page for typical parameter values.

Beregninger for ulike tracer- komponenter Calculations for various tracer components

I teksten nedenfor, er alle beregninger av tracer-konsentrasjoner basert på et tracer-kammer som er ringformet rundt røret 10 og er av membrantypen, som vist i figur 4a, og har som lengde 200 cm. Membranen 57, i form av et rør eller en sylinder, er plassert på utsiden av flensene. Volumet mellom membranen 57 og den ytre veggen av produksjonsrøret 10, In the text below, all calculations of tracer concentrations are based on a tracer chamber which is annular around the tube 10 and is of the membrane type, as shown in Figure 4a, and has a length of 200 cm. The membrane 57, in the form of a tube or a cylinder, is placed on the outside of the flanges. The volume between the membrane 57 and the outer wall of the production tube 10,

danner tracer-kammeret 53. forms the tracer chamber 53.

Differansetrykket over ICD og strømningsmotstanden i dysen i tracer-produksjonen må være tilpasset slik at det oppnås en tracer-strøm i størrelsesorden av 1-5 ml / d. Dette resulterer i en meget lav tracer konsentrasjonen i væsken ved toppsiden. Dermed er det et krav om at tracer må være målbare på disse lave konsentrasjoner. The differential pressure across the ICD and the flow resistance in the nozzle in tracer production must be adapted so that a tracer flow of the order of 1-5 ml/d is achieved. This results in a very low tracer concentration in the liquid at the top side. Thus, there is a requirement that tracers must be measurable at these low concentrations.

A. Tracere for den vannbaserte fasen - vannbasert tracer- løsning A. Tracers for the water-based phase - water-based tracer solution

Definisjon av noen parametre som brukes i beregningene nedenfor: Definition of some parameters used in the calculations below:

- La c trac være tracer-konsentrasjonen i g / cm<3>i den vannbaserte tracer-løsningen - Let c trac be the tracer concentration in g / cm<3> in the water-based tracer solution

- La lekkasjeraten for tracer, for et definert trykk over ICD, betegnes F trac (ml / d) - Let the leakage rate of tracer, for a defined pressure above the ICD, be denoted F trac (ml / d)

- La den totale volumstrømmen i produksjonsbrønnen være V ,„„, ml / d - Let the total volume flow in the production well be V ,„„, ml / d

- La tracer-konsentrasjonen i det produserte vannet være c topp g / mL - Let the tracer concentration in the produced water be c top g / mL

- Anta at "water cut" er wc%- Assume "water cut" is wc%

- Anta et tracer sylindrisk ringformet volum rundt produksjonsrøret 10 med den ytre radius = r, = 7" = 8,96 cm og den indre radius = r 2 = 7,96 cm. Lengden av den ringformede sylinder settes til L = 200 cm. - Assume a tracer cylindrical annular volume around the production pipe 10 with the outer radius = r, = 7" = 8.96 cm and the inner radius = r 2 = 7.96 cm. The length of the annular cylinder is set to L = 200 cm.

Det ringformede volum er gitt ved The annular volume is given by

VA = 47rL0V-r2<2>) VA = 47rL0V-r2<2>)

= 3,1415-200-(8.96 2,il 7,96 2) = 3.1415-200-(8.96 2.il 7.96 2)

= 10 630 ml. = 10,630 ml.

Tracer - volum varighet - eksempel Av . 1: Tracer - volume duration - example Off . 1:

For en konstant lekkasjerate F ,rac = 1 ml / d (= 365 ml / y): Varighet av det definerte tracer-volum er: For a constant leakage rate F ,rac = 1 ml / d (= 365 ml / y): Duration of the defined tracer volume is:

Tracer - volum varighet - eksempel A V . 2: Tracer - volume duration - example A V . 2:

For en lekkasjerate på 5 ml / d: Varighet av det definerte tracer-volum er: For a leakage rate of 5 ml/d: Duration of the defined tracer volume is:

Tracer - konsentrasjoner - eksempel AC . 1: Tracer concentrations - example AC. 1:

Anta c,rac= 0,1 g / ml. Tracer-konsentrasjonen i det produserte vann er avledet fra formelen: Assume c,rac= 0.1 g / ml. The tracer concentration in the produced water is derived from the formula:

For realistiske parameterverdier som: For realistic parameter values such as:

For de fleste av de tilgjengelige vanntracere, opererer man med en påvisningsgrense i det produserte vannet ved omtrent 50 ppt, i gjennomsnitt, ved å bruke oppkonsentreringstrinn, For most of the water tracers available, one operates with a detection limit in the produced water at approximately 50 ppt, on average, using upconcentration steps,

derivatisering og GC / MS-MS-analyse. For flere av tracere, er deteksjonsgrenser ned mot 5 ppt og noen fluorescerende tracere er til og med lavere enn 1 ppt ved bruk av anrikning, fulgt av HPLC med fluorescensdetektor. Derfor kan den beregnede konsentrasjon av 126 ppt lett oppdaget med en usikkerhet i størrelsesorden 10-15%. derivatization and GC/MS-MS analysis. For several of the tracers, detection limits are down to 5 ppt and some fluorescent tracers are even lower than 1 ppt using enrichment followed by HPLC with a fluorescence detector. Therefore, the calculated concentration of 126 ppt can be easily detected with an uncertainty of the order of 10-15%.

Tracer - konsentrasjoner - eksempel AC . 2: Tracer concentrations - example AC. 2:

I mange produksjonsbrønner oppstår en høyere vannproduksjon. I dette tilfellet vil tracer bli mer fortynnet. Som et eksempel er følgende parametere antatt: In many production wells, a higher water production occurs. In this case, the tracer will be more diluted. As an example, the following parameters are assumed:

Tracer - konsentrasjoner - eksempel AC . 3: Tracer concentrations - example AC. 3:

For blandet produksjon fra flere individuelle side-brønner kan totalt volumstrøm i den oppsamlende vertikalbrønn være betydelig høyere enn raten som brukes i de tidligere eksemplene. Her antar vi et volumstrøm V t0pp økt med en faktor på 10: For mixed production from several individual side wells, the total volume flow in the collecting vertical well can be significantly higher than the rate used in the previous examples. Here we assume a volume flow V t0pp increased by a factor of 10:

Denne konsentrasjonen er godt innenfor den tracer-analytiske kapasitet med eksisterende metoder og utstyr. This concentration is well within the tracer analytical capacity with existing methods and equipment.

Eksempler på nyttige tracere for disse målingene er polyhalogenert benzosyrer (for eksempel 2,3,4,5-fluorbenzosyre) og ulike naphtalenesulfonic syrer (som 1,5-naphtalenedisulfonic syre), men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse forbindelsene. Examples of useful tracers for these measurements are polyhalogenated benzoic acids (for example 2,3,4,5-fluorobenzoic acid) and various naphthalenesulfonic acids (such as 1,5-naphthalenedisulfonic acid), but the invention is not limited to these compounds.

B. Tracer for den vannbaserte fase - 100% konsentrert tracer væske B. Tracer for the water-based phase - 100% concentrated tracer liquid

I dette tilfellet består tracer volumet av enten In this case, the tracer volume consists of either

a. en tracer-væske ved STP (Standard Temperature and Pressure conditions) med et lavt damptrykk selv ved brønntemperaturer (70-100 ° C), eller b. et fast materiale ved STP (noe som gjør det lettere å håndtere under installasjon), men som smelter til en ikke-viskøs væske ved brønntemperaturer. a. a tracer liquid at STP (Standard Temperature and Pressure conditions) with a low vapor pressure even at well temperatures (70-100 ° C), or b. a solid material at STP (which makes it easier to handle during installation), but which melts to a non-viscous liquid at well temperatures.

I begge tilfeller, massen av tracere i 1 ml som diffunderer ut av den smale åpning bestemmes av tettheten av tracer-materiale. For flere faktiske tracer-forbindelser er tettheten rundt 1,5 g / ml. In both cases, the mass of tracer in 1 ml that diffuses out of the narrow opening is determined by the density of the tracer material. For several actual tracer compounds, the density is around 1.5 g/ml.

Eksempler på nyttige tracere for disse målinger er perdeuterated lette alkoholer (som CD3OH) og perdeuterated lette ketoner (som CD3(CO)CD3)men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse forbindelsene. Examples of useful tracers for these measurements are perdeuterated light alcohols (such as CD3OH) and perdeuterated light ketones (such as CD3(CO)CD3), but the invention is not limited to these compounds.

Tracer - konsentrasjoner - eksempel BC . 1: Tracer concentrations - example BC. 1:

I dette tilfelle benyttes følgende formel: In this case, the following formula is used:

Dette konsentrasjonsnivå gjør det mulig å analysere tracer-prøvene ved brønnstedet, og man kan til og med etter noe væskebehandling (fjerning av organiske komponenter), utføre on-line analyse for tracere med fluorescent egenskaper. This concentration level makes it possible to analyze the tracer samples at the well site, and one can even, after some liquid treatment (removal of organic components), perform on-line analysis for tracers with fluorescent properties.

C. Tracere for den organiske fasen - faste tracere oppløst i organiske løsemidler C. Tracers for the organic phase - solid tracers dissolved in organic solvents

Dette eksempelet er svært lik de som er gitt under punkt A ovenfor. Beregningsformel er den samme bortsett fra at parameter w c må være substituert med oil cut, o e. This example is very similar to those given under point A above. Calculation formula is the same except that parameter w c must be substituted with oil cut, o e.

Hvis imidlertid hensikten er å måle differensialtrykk-promotert volumetrisk strømning gjennom en dyse med si, w c = 50%, er bruken av en olje-tracer ikke det første valg. Årsaken er at disse prøvene er vanskeligere og mer tidkrevende å analysere. Men hvis oljen er i den sammenhengende fase i brønnen, kan olje-tracere fremdeles være å foretrekke. However, if the purpose is to measure differential pressure-promoted volumetric flow through a nozzle with si, w c = 50%, the use of an oil tracer is not the first choice. The reason is that these samples are more difficult and time-consuming to analyse. However, if the oil is in the continuous phase in the well, oil tracers may still be preferable.

Eksempler på nyttige tracere for disse målingene er tunge polyhalogenert og polyaromatiske karboksylsyrer, men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse forbindelsene. Examples of useful tracers for these measurements are heavy polyhalogenated and polyaromatic carboxylic acids, but the invention is not limited to these compounds.

D. Tracere for den organiske fasen - ren ( løsemiddelfri) organisk tracer- væske D. Tracer for the organic phase - pure (solvent-free) organic tracer liquid

Dette eksempelet er svært likt de som er gitt under punkt B ovenfor. Denne formel er den samme bortsett fra at parameter w c må være substituert med oil cut, o e. This example is very similar to those given under point B above. This formula is the same except that parameter w c must be substituted with oil cut, o e.

Flere kommentarer under punkt C gjelder også her. Several comments under point C also apply here.

Eksempler på nyttige tracere for disse målingene er perfluorerte og polyaromatiske hydrokarboner (som perfluordecalin), men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse forbindelsene. Examples of useful tracers for these measurements are perfluorinated and polyaromatic hydrocarbons (such as perfluorodecalin), but the invention is not limited to these compounds.

E. Tracere for den vannbaserte og / eller organiske fasen - olje / vann partisjoneringstracer oppløst i vann E. Tracers for the aqueous and/or organic phase - oil/water partitioning tracers dissolved in water

I en olje / vann-blanding hvor fasene ikke er blandbare, er en olje / vann-partisjoneringstracer fordelt mellom fasene. Fordelingen reguleres av det såkalte fordelingsforholdet (eller fordelingskoeffisient), som er definert ved In an oil/water mixture where the phases are not miscible, an oil/water partition tracer is distributed between the phases. The distribution is regulated by the so-called distribution ratio (or distribution coefficient), which is defined by

hvor [Tr] „ og [Tr] w henholdsvis betegner den totale analytiske konsentrasjon av tracer-komponenten i oljefasen og vannfasen ved equilibrium. For konstant eksperimentelle betingelser (temperatur, trykk, oljesammensetning, vannsammensetning) er D en konstant, men verdien er individuelle for hver tracer-komponent. Denne parameteren må tas hensyn til ved beregning av tracer-konsentrasjon. where [Tr] „ and [Tr] w respectively denote the total analytical concentration of the tracer component in the oil phase and the water phase at equilibrium. For constant experimental conditions (temperature, pressure, oil composition, water composition), D is a constant, but the value is individual for each tracer component. This parameter must be taken into account when calculating tracer concentration.

I tillegg har vi at tracer-fraksjoner i olje-og vannfasene summeres opp til 1: In addition, we have that tracer fractions in the oil and water phases add up to 1:

Å løse [Tr] w fra de to ligningene gir: Solving [Tr] w from the two equations gives:

Tilsvarende, ved å løse [Tr] o: Similarly, by solving [Tr] o:

Et regneeksempel for tilfellet hvor tracer blir analysert i den vannbaserte fasen, er for eksempel: A calculation example for the case where tracers are analyzed in the water-based phase is, for example:

Ved å introdusere uttrykket for [Tr] w får vi: By introducing the expression for [Tr] w we get:

For Do/w= 2 (dvs. konsentrasjonen av tracer i oljefasen er den dobbelte av konsentrasjonen i den vannbaserte fase) og F ,rac = 5 ml / d, beregningen blir: For Do/w= 2 (ie the concentration of tracer in the oil phase is twice the concentration in the water-based phase) and F ,rac = 5 ml / d, the calculation becomes:

I dette siste eksempel, - dersom en analyserer oljefasen og antar lik analytisk følsomhet og w o = 50%, vil resultatet være: In this last example, - if one analyzes the oil phase and assumes equal analytical sensitivity and w o = 50%, the result will be:

Ved å introdusere uttrykk for [Tr] w får vi: By introducing expressions for [Tr] w we get:

Eksempler på nyttige tracere for disse målingene er polyhalogenert fenoler (for eksempel 3,4-fluorfenol), men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse forbindelsene. Examples of useful tracers for these measurements are polyhalogenated phenols (for example 3,4-fluorophenol), but the invention is not limited to these compounds.

F. Tracer for den vannbaserte og / eller organiske fasen - olje / vann partisionerings- tracer som et 100% konsentrert ( løsemiddelfritt) væske F. Tracer for the water-based and / or organic phase - oil / water partitioning tracer as a 100% concentrated (solvent-free) liquid

Beregning av tracer-konsentrasjoner i den vannbaserte fase, resp. oljefasen, er lik de i avsnitt E ovenfor, men tracer-tettheten pTracmå inkluderes i formler i stedet for tracer-konsentrasjonen c Trac. For analyse av tracere i vannfasen er den gyldige formel: Calculation of tracer concentrations in the water-based phase, resp. the oil phase, are similar to those in section E above, but the tracer density pTrac must be included in formulas instead of the tracer concentration c Trac. For the analysis of tracers in the water phase, the valid formula is:

For analyse av tracere i den organiske fase er den gyldige formelen: For the analysis of tracers in the organic phase, the valid formula is:

Eksempler på nyttige tracere for disse målingene er polyhalogenert benzen eller methylsubstituert benzen (som xylen), men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse forbindelsene. Examples of useful tracers for these measurements are polyhalogenated benzene or methyl-substituted benzene (such as xylene), but the invention is not limited to these compounds.

Vanligvis er tettheten av selve tracere rundt 1 g / ml. I dette tilfelle, og ved anvendelse av de samme parameterverdier som ovenfor (D0/w = 2), (ctoPp) og w (ct0pp)0blir beregnet til Usually the density of the tracer itself is around 1 g/ml. In this case, and using the same parameter values as above (D0/w = 2), (ctoPp) and w (ct0pp)0 are calculated to

G. Tracere for olie- og gassfaser - olje-/ gasspartisionering gass ( ved brønn temperaturer)-tracer som et 100% konsentrert ( løsemiddelfri) væske G. Tracers for oil and gas phases - oil/gas partitioning gas (at well temperatures) - tracer as a 100% concentrated (solvent-free) liquid

Eksempler på nyttige tracere for disse målinger er de perfluorerte cykliske hydrokarboner (som perfluorotrimethylcyclohexane), men oppfinnelsen er ikke begrenset til disse forbindelser. Examples of useful tracers for these measurements are the perfluorinated cyclic hydrocarbons (such as perfluorotrimethylcyclohexane), but the invention is not limited to these compounds.

Disse tracere er væsker ved STP-betingelser, men deres kokepunkt er lavere enn brønnens temperaturer. De har ingen løselighet i vann, men partisjonerer mellom olje-og gassfaser. Derfor, i tillegg til watercut w c og gass / olje-distribusjonsforholdet D „,g, trenger man gass / oljeforhold (GOR). Vanligvis er distribusjonforholdstallet i området D „„ 3-5 for prøvetakingsforholdene ved strømningslinje toppsiden eller ved test separator. Ved analyser av tracer i oljefasen, må prøvene under trykk samles for senere flashing av gass tracer under kontrollerte laboratorieforhold etterfulgt av GC / MS-MS-analyse. Analytisk sensitivitet vil, i dette tilfellet, være lik eksemplene i avsnittene ovenfor. These tracers are liquids at STP conditions, but their boiling points are lower than well temperatures. They have no solubility in water, but partition between oil and gas phases. Therefore, in addition to the watercut w c and the gas/oil distribution ratio D„,g, one needs the gas/oil ratio (GOR). Usually the distribution ratio in the range D „„ is 3-5 for the sampling conditions at the flow line top side or at the test separator. When analyzing tracers in the oil phase, the samples must be collected under pressure for later gas tracer flashing under controlled laboratory conditions followed by GC / MS-MS analysis. Analytical sensitivity will, in this case, be similar to the examples in the paragraphs above.

Konklusjon av eksempelberegninger Conclusion of example calculations

Beregnede tracer-konsentrasjoner i alle eksemplene som er gitt ovenfor er godt innenfor den generelle analytiske kapabiliteten til oppfinnernes tracer-analyselaboratorium. For noen av de høyere konsentrasjoner, kan man til og med vurdere muligheten for å analysere tracere på stedet eller online. Calculated tracer concentrations in all of the examples given above are well within the general analytical capability of the inventors' tracer analysis laboratory. For some of the higher concentrations, one can even consider the possibility of analyzing tracers on site or online.

I alle eksemplene har et tracer-kammer med en lengde som dekker et rørstykke på 2 m og en ringformet tykkelse på 1 cm i et 7 tommers rør vært brukt. I tilfelle der det er mulig å øke lengden av tracer-kammeret, vil varigheten av lekkasjen gjennom strømningsbegrenseren for tracer-uttaket øke tilsvarende. Man kan i stedet velge å øke lekkasjeraten, og dermed tracer-konsentrasjonen, for samme varighet. In all the examples, a tracer chamber with a length covering a 2 m length of pipe and an annular thickness of 1 cm in a 7 inch pipe has been used. In the case where it is possible to increase the length of the tracer chamber, the duration of the leak through the tracer outlet flow restrictor will increase accordingly. One can instead choose to increase the leakage rate, and thus the tracer concentration, for the same duration.

På den annen side, hvis volumet av den ringformede sylinder må reduseres, reduseres lekkasjevarigheten tilsvarende. On the other hand, if the volume of the annular cylinder has to be reduced, the leakage duration is reduced accordingly.

Claims

1. A device for tracer-based flow measurement, the device comprising: a tracer chamber for installation in a production pipe, the tracer chamber being for holding tracer and being adapted to be coupled, in use, with the pressure in an annulus around the production pipe; wherein the tracer chamber comprises an outlet for fluid exchange between the tracer chamber and the fluid in the production pipe; whereby tracer is released from the tracer chamber into the production pipe in accordance with a pressure difference between the annulus and the production pipe.

2. Device according to claim 1, in which pressure in the tracer chamber has a known and calculable relationship to the pressure in the annulus.

3. Device according to claim 1 or 2, in which the tracer chamber comprises an open connection to the annulus to allow a direct contact of the annulus fluid with the tracer.

4 Device according to claim 1 or 2, in which the tracer chamber comprises a pressure transfer device for transferring the pressure of the annulus liquid to the tracer.

5. Device according to claim 4, in which the pressure transfer device comprises a movable part that can be pressed against the tracer by the annulus-liquid pressure, whereby the annulus pressure is transferred to the tracer within the tracer chamber by movement of the movable part.

6. Device according to claim 5, in which the movable part comprises a piston.

7. Device according to claim 5, in which the movable part comprises a membrane.

8. Device according to claim 7, in which the membrane is surrounded by a housing with a perforated plate for transferring annulus-liquid pressure to a surface belonging to the membrane.

9. Device according to claim 8, in which the membrane is a cylindrical membrane and the perforated plate is a cylindrical plate, with the tracer chamber designed as an annular volume.

10. Device according to one of the preceding claims, in which the opening for fluid exchange between the tracer chamber and the tube comprises a flow restrictor.

11. Method for tracer-based flow measurement comprising: triggering the tracer in a production pipe in accordance with a pressure difference between an annulus and the production pipe.

12. A method as set forth in claim 11, which includes using a tracer chamber for installation in the production pipe, wherein the tracer chamber is for holding tracer and is adapted to be coupled, in use, with the pressure in an annulus around the production pipe ; wherein the tracer chamber comprises an outlet for fluid exchange between the tracer chamber and the fluid in the production pipe; whereby tracer is released from the tracer chamber into the production pipe in accordance with a pressure difference between the annulus and the production pipe.

13. A method as set forth in claims 11,12 which includes restricting the flow of tracer from the tracer chamber into the production pipe.

14. A method according to any one of claims 11 to 13 which includes measuring tracer concentration in production stream(s) downstream of the tracer chamber. Abstract TRACER- BASED flow measurement A device for tracer-based flow measurement comprises: a tracer chamber 20, 33, 133, 43, 143, 53, 153 for installation in a production pipe 10, wherein the tracer chamber, 20, 33, 133, 43, 143, 53, 153 is for holding tracer, and is designed in use to be connected to the pressure in the annulus 3 around the production pipe 10; the tracer chamber 20, 33, 133, 43, 143, 53, 153 comprises an outlet 31, 131, 41, 141, 51, 151 for fluid exchange between the tracer chamber 20, 33, 133, 43, 143, 53, 153 and liquid inside the production pipe 10; whereby tracer is released from the tracer chamber 20, 33, 133, 43, 143, 53, 153 into the production pipe 10 in accordance with a pressure difference between the annulus 3 and the production pipe 10.