NO20150463L - Multiple distribuerte trykkmålinger ved bruk av et antall trykksensorer, der minst én trykksensor er plassert på eller inne i et borerør - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåter, dataprogrammer og systemer for detektering av minst en nedhulls-tilstand er beskrevet. Trykk blir målt på et antall steder langsetter borestrengen. Borestrengen inkluderer et borerør. Minst ett av trykkene er målt langsetter borerøret. Minst en nedhullstilstand er detektert basert, i det minste delvis, på minst ett målt trykk.

Description

Multiple distribuerte trykkmålinger

Bakgrunn for oppfinnelsen

Etter hvert som oljebrønnboring blir mer og mer kompleks, øker viktigheten av innsamling av nedhullsdata under bo-ringen .

Kort beskrivelse av tegningsfigurene

Figur 1 viser et system for prosessering av nedhullsdata. Figur 2 illustrerer en del av et borerør med en påmontert sensor og et kommunikasjonsmedium. Figur 3 illustrerer et del av et borerør med en sensormodul-utsparing. Figur 4 illustrerer en del av et borerør med en trykksensor i en sensormodul-utsparing.

Figur 5 illustrerer borerørledd og en pakning.

Figur 6 viser et snitt av stiftenden av et borerørledd med trykksensorer festet til leddet. Figur 7 viser et snitt av en nodesub med en trykksensor.

Figur 8 viser et blokkskjema for et trykksensor.

Figur 9 viser et blokkskjema av en borerørkobler.

Figurene 10 og 11 illustrerer konnektorer for sensorkoblere og borerørkoblere. Figur 12 viser et blokkskjema av et system for detektering av minst én nedhullstilstand.

Figur 13 illustrerer et borehull.

Figurene 14 og 15 illustrerer kurver av trykk-versus-dybde for et sett med data. Figur 16 viser et blokkskjema av et system for detektering av minst én nedhullstilstand. Figur 17 viser et blokkskjema av et system for identifisering, lokalisering og karakterisering av minst én nedhulls-tilstand . Figur 18 viser et blokkskjema av et system for identifisering og lokalisering en nedhullstilstand. Figurene 19-21 illustrerer trykk versus dybde for verdisett . Figur 22 viser et blokkskjema av et system for identifisering og lokalisering av en nedhullstilstand. Figurene 23-24 illustrerer trykk versus dybde for verdisett . Figur 25 viser et blokkskjema av et system for identifisering og lokalisering av en nedhullstilstand. Figur 26 illustrerer trykk versus dybde for verdisett. Figur 27 viser et blokkskjema av et system for identifisering og lokalisering en nedhullstilstand. Figurene 28-29 illustrerer trykk versus dybde for verdisett . Figur 30 viser et blokkskjema av et system for identifisering av og lokalisering av en nedhullstilstand. Figurene 31-32 illustrerer trykk versus dybde for verdisett . Figur 33 viser et blokkskjema av et system for identifisering og lokalisering av ytterligere nedhullstilstander. Figurene 34-35 viser blokkskjemaer av systemer for ytterligere tiltak basert på detekterte tilstander. Figur 36 viser et blokkskjema av et system for modifisering av et forventetverdi-sett.

Detaljert beskrivelse

Som vist på figur 1 omfatter oljebrønnboreutstyr 100 (for-enklet for lettere forståelse) et boretårn 105, bore-gulv 110, heiseverk 115 (skjematisk representert av borewiren og løpeblokken), krok 120, svivel 125, kellyledd 130, rota-sjonsbord 135, borerør 140, et eller flere vektrør 145, et eller flere MWD/LWD-verktøy 150, en eller flere sub-er 155 samt borkrone 160. Borefluid blir injisert av en slampumpe 190 i svivelen 125 av borefluid til førselslinjen 195, som kan inkludere et slamrør 196 og drivrørslange 197. Borefluidet passerer gjennom kellyleddet 130, borerør 140, vektrø-rene 145 og sub-ene 155, og kommer ut gjennom strålerør eller dyser i borkronen 160. Borefluidet flyter så opp annulus mellom borerøret 140 og veggen av borehullet 165. En eller flere deler av borehull 165 kan omfatte åpent hull, og en eller flere deler av borehullet 165 kan være foret. Borerøret 140 kan bestå av multiple borerørledd og kan valgfritt inkludere en eller flere sub-er 155 distribuert mellom borerørleddene.

Dersom en eller flere sub-er 155 er inkludert, kan en eller flere av sub-ene 155 inkludere senseutstyr (f.eks. sensorer), kommunikasjonsutstyr, dataprosesseringsutstyr, eller annet utstyr. Borerørleddene kan være av hvilke som helst passende dimensjoner (f.eks. 30 fot lange). En returlinje 170 for borefluid returnerer borefluid fra borehullet 165 og sirkulerer det til en borefluidgrop (ikke vist) og derpå blir borefluidet endelig resirkulert via slampumpen 190 tilbake til borefluidtilførselslinjen 195. Kombinasjonen av vektrør 145, MWD/LWD-verktøy 150 og borkrone 160 kalles en bunnhullsammenstilling (Bottomhole Assembly - BHA).

Kombinasjonen av BHA, borerøret 140 og eventuelle inkluder-te sub-er 155 blir kalt borestrengen. Ved rotasjons boring kan rotasjonsbordet 135 rotere borestrengen, eller alternativt kan borestrengen bli rotert via en toppdrevsammenstil-ling .

Med betegnelsene «koble» eller «kobler» slik de er brukt her, menes enten en indirekte eller en direkte forbindelse. Dersom altså en første innretning kobles til en andre innretning, kan denne forbindelsen være i form av en direkte forbindelse eller i form av en indirekte forbindelse via andre innretninger og forbindelser. Betegnelsen «oppstrøms» slik den blir brukt her, betyr langs en strømningsvei i retning av strømkilden, og termen «nedstrøms» slik den blir brukt her, betyr en strømningsvei i retning vekk fra strøm-kilden. Betegnelsen «opphulls» slik den blir brukt her, betyr langs borestrengen eller hullet i retning mot strømkil-den, og «nedhulls» slik den blir brukt her, betyr langs borestrengen eller hullet vekk fra strømkilden.

Det presiseres at betegnelsen «oljebrønnboringsutstyr» eller «oljebrønnboringssystem» ikke er ment å begrense bruken av utstyret og prosessene som er beskrevet med disse betegnelsene, til boring av en oljebrønn. Betegnelsene omfatter også boring av naturgassbrønner eller hydrokarbonbrønner generelt. Videre kan slike brønner brukes til produksjon, overvåking eller injisering i samband med uttak av hydro-karboner eller andre materialer fra undergrunnen.

Én eller flere trykksensorer 175 kan være fordelt langs bo-rerøret, idet fordelingen avhenger av systemets behov. En eller flere slike trykksensorer 175 kan brukes til å måle trykk langsetter borerøret. I en eksempelutførelse er en eller flere trykksensorer 175 plassert på eller inne i bo-rerøret 140. Andre trykksensorer 175 kan være på eller inne i vektrøret 145 eller en eller flere MWD/LWD-verktøy 150. Andre trykksensorer 175 igjen kan være innbygget i eller på annen måte koblet til borkronen 160. Atter andre trykksensorer 175 kan være plassert på eller inne i en eller flere sub-er 155.

Andre trykksensorer 175 kan være plassert på eller nær overflaten for å måle, for eksempel en eller flere av bore-fluidtilførselslinjer (f.eks. slamrør) eller returlinje-trykk. I mange tilfeller kan en trykksensor 175 plassert på eller langsetter slamrøret 196 (eller annet sted på bore-fluidtilførselslinjen) brukes til å skaffe interne trykkmålinger i borestrengen ved eller nær toppen av borestrengen eller borehullet. I visse eksempelutførelser kan internt-rykket i borestrengen være bestemt ut fra trykkmålinger, for eksempel ved bruk av trykkmålinger tatt fra borefluid-tilførselslinjen. I noen eksempelutførelser kan en trykksensor 175 plassert på eller langsetter en returlinje bli brukt til å skaffe trykkmålinger på utsiden av borestrengen eller annulus på eller nær toppen av borestrengen eller borehullet. I noen eksempelsystemer kan trykket på utsiden av borestrengen eller annulus på eller nær toppen av borestrengen eller borehullet bestemmes inferensielt, for ek sempel ut fra trykkmålinger tatt på en returlinje. I noen eksempelsystemer kan trykket på utsiden av borestrengen eller borehullet bestemmes inferensielt ut fra atmosfærisk trykk. Andre trykksensorer 175 igjen kan være montert på ett eller flere steder langsetter borehullet 165. Andre trykksensorer 175 kan sirkulere i borefluidet.

I visse utførelser kan en eller flere trykksensorer 175 bli portert (f.eks. hydraulisk portert) til utsiden av en eller flere deler av borestrengen, slik som borerøret 140, vekt-røret 145, MWD/LWD-verktøyet 150, sub-ene 155 eller borkronen 160. Trykksensorene 175 portert til utsiden av borestrengen kan måle et eller flere trykk i en annulus definert av borestrengen og borehullet 165. I visse eksempelut-førelser kan en eller flere trykksensorer 175 bli portert til innsiden av borestrengen og kan måle trykk inne i borestrengen. I visse utførelser kan en eller flere trykksensorer 175 bli portert til utsiden av borestrengen for å måle et eller flere trykk i annulus, og en eller flere andre trykksensorer 175 kan bli portert til innsiden av borestrengen for å måle et eller flere trykk inne i borestrengen. Trykksensorer 175 kan bli portert til innsiden eller utsiden av borestrengelementer for å oppnå målinger av statisk trykk.

I visse utførelser kan en eller flere trykksensorer 175 bli portert til borestrengkomponenter som brukes til boring og som deretter blir etterlatt i borehullet 165. Disse bore-strengkomponentene kan bli brukt ved operasjoner med casing-under-boring (dvs. boring med casing). Borestrengkom-ponentene kan være inkludert i en komplettert brønn. I en slik utførelse kan en eller flere trykksensorer måle og rapportere trykk etter at boreoperasjoner er fullført.

Trykksensorer 175 konverterer trykk til ett eller flere signaler. En eller flere trykksensorer 175 kan inkludere strekklapp-innretninger, kvartskrystallinnretninger, fiber-optiske innretninger eller andre innretninger til bruk ved måling av trykk. De en eller flere signalene fra trykksensorene 175 kan være analoge eller digitale. I visse ut-førelser, kan en eller flere trykksensorer 175 være orientert for å måle et eller flere statiske trykk. En eller flere trykksensorer 175 kan for eksempel være orientert perpendikulært til strømlinjer i borefluidstrømmen. En eller flere trykksensorer 175 kan måle stagnasjonstrykk ved å orientere trykksensorer 175 til å vende mot, eller delvis vende mot borefluidstrømmen. I visse utførelser kan en eller flere trykksensorer 175 bruke et arrangement med for-lenget pitotrør eller en grunn rampeport for å orientere sensorene 175 til å vende mot, eller delvis vende mot bore-fluidstrømmen. Målenøyaktigheten av stagnasjonstrykket kan variere avhengig av graden av innvirkning fra grenseskikt.

En del av borerør 140 er skjematisk illustrert på figur 2. Den viste delen av borerør inkluderer grensesnittene 210 mellom leddene som utgjør borerør 140. Grensesnittene 210 kan inkludere gjengede mekaniske forbindelser som kan ha forskjellig inner- og ytterdiametre fra resten av borerø-ret. En eller flere av grensesnittene 210 kan inkludere kommunikasjonsgrensesnitt. Signaler fra trykksensorer 175 er koblet til kommunikasjonsmedium 205, som kan være plassert i borerøret 140 eller på utsiden av borerøret 140. Bo-rerør, slik som borerør 140, med kommunikasjonmedier 205, kan kollektivt kalles trådførende borerør.

I et eksempelsystem kan kommunikasjonsmedium 205 være plassert innenfor en indre annulus av borerøret 140. Kommunika-sjonmediet 205 kan omfatte en eller flere konsentriske lag av en leder og en isolator plassert inne i borestrengen. I et annet eksempelsystem kan borerøret 140 ha en dypboret kanal, i det minste i deler av sin lengde. I et slikt bore-rør 140 kan kommunikasjonsmediet 205 være plassert i den dypborede kanalen. I et annet eksempelsystem kan kommunikasjonsmediet 205 være helt eller delvis plassert inne i en beskyttelseskapsling, slik som et kapillærrør som løper i det minste en del av lengden av borerøret 140. Beskyttel- seskapslingen kan være festet eller skjøvet mot borerørets innerdiameter, eller stabilisert inne i hulrommet i borerø-ret .

Kommunikasjonsmediet 205 kan være en wire, en kabel, et fluid, en fiber eller hvilket som helst annet medium. I visse utførelser kan kommunikasjonsmediet tillate høye dataoverføringshastigheter. Kommunikasjonsmediet 205 kan inkludere en eller flere kommunikasjonsbaner. Eksempelvis kan en kommunikasjonsbane forbinde en eller flere trykksensorer 175, mens en annen kommunikasjonsbane kan forbinde noen andre en eller flere sensorer 175. Kommunikasjonsmediet 205 kan rekke fra borerøret 140 til sub-ene 155, vekt-rør 145, MWD/LWD-verktøy 150 og borkronen 160. Kommunikasjonsmediet 205 kan inkludere fysiske konnektorer eller pluggbare ledere for å danne overgang i kommunikasjonsmediet 205 over borerørledd og andre forbindelser.

Kommunikasjonsmediet 205 kan gå over fra en type til en annen langsetter borestrengen. Eksempelvis kan en eller flere deler av kommunikasjonsmediet 205 inkludere et LWD-system-kommunikasjonsbuss. Et annet eller deler av kommunikasjonsmediet 205 kan omfatte en «kortdistanse» elektromagnetisk link eller en akustisk telemetrilink. Den «kortdistanse» elektromagnetiske linken eller den akustiske telemetrilin-ken kan brukes til å forene grensesnitt mellom borerørledd, eller over borestrengkomponenter som er vanskelige å tråd-føre, slik som slammotorer.

En prosessor 180 kan brukes til å innsamle og analysere da-ta fra en eller flere trykksensorer 175. Denne prosessoren 180 kan prosessere trykkdataene og levere et utsignal som er en funksjon av de prosesserte eller uprosesserte trykkdataene. Dette utsignalet kan så nyttes i boreprosessen. Prosessoren kan inkludere en eller flere prosesseringsenheter som samvirker (f.eks. symmetrisk eller i parallell), eller en eller flere prosesseringsenheter som opererer hver for seg. Prosesseringsenhetene kan være på samme sted eller distribuert over flere steder. Prosessoren 180 kan alternativt være plassert under overflaten, for eksempel inne i borestrengen. Prosessoren 180 kan operere med en hastighet som er tilstrekkelig til å kunne brukes i boreprosessen. Prosessoren 180 kan inkludere eller ha grensesnitt mot en terminal 185. Terminalen 185 kan tillate en operatør å inn-virke på prosessoren 180.

Kommunikasjonsmediet 205 kan gå over til å forbinde borestrengen med prosessoren 180. Overgangen kan inkludere en mekanisk kontakt som kan inkludere en elektrisk forbindelse med roterende børster. Overgangen kan inkludere en kontakt-fri link som kan inkludere et induktivt par eller en kortdistanse elektromagnetisk link.

Trykksensorene 175 kan kommunisere med prosessoren 180 via kommunikasjonsmediet 205. Kommunikasjon over kommunikasjonsmediet 205 kan være i form av nettverkskommunikasjon ved bruk for eksempel av Ethernett. Hver av trykksensorene 175 kan være adresserbar, individuelt eller i en eller flere grupper.

Alternativt kan kommunikasjonen være punkt-til-punkt. Uansett hvilken form den tar, kan kommunikasjonsmediet 205 levere høyhastighets datakommunikasjon mellom sensorene i borehullet 165 og prosessoren 180. Hastighets- og båndbredde-karakteristikken av kommunikasjonsmediet 205 kan tillate prosessoren 180 å utføre innsamling og analyse av data fra trykksensorene 175 hurtig nok for bruk i boreprosessen.

Denne datainnsamlingen og analysen kan kalles «sanntids»-prosessering. Slik termen er brukt her, betyr «sanntids» en hastighet som kan brukes i boreprosessen.

En del av borerør 140, inkludert en sensormodul-utsparing 310 er illustrert på figur 3. Sensormodul-utsparingen 310 er definert ved en utsparing utenpå borerøret 140. Utsparingen kan være i yttersiden av et stuket borerørledd. Sen sormodul-utsparingen 310 kan ha hvilken som helst passende størrelse eller form for å romme en trykksensor 175. Sensormodul-utsparingen 310 kan også inkludere gjenger for å holde fast trykksensoren 175 i sensormodul-utsparingen 310. Borerøret 140 kan også inkludere en eller flere borerør-koblere, slik som borerørkobler 315, for å koble signalet fra sensoren i trykksensor 175 til kommunikasjonsmediet 205. Når sensormodul-utsparingen 310 er tom, kan det brukes et sensormodul-utsparingsdeksel 320 til å dekke sensormodul-utsparingen 310. Et eksempel på et sensormodul-utsparingsdeksel 320 kan ha en utside for innplugging i sensormodul-utsparingen 310. Et annet eksempel på trykksensor-utsparingsdeksel 320, for bruk med en sensormodul-utsparing 310 som er gjenget, er formet slik at den går i inngrep med gjengene når den plasseres på sensormodul-utsparingen 310.

En del av borerør 140, inkludert en trykksensor 175 i sensormodul-utsparing 310 er illustrert på figur 4. Trykksensor 175 kan være av hvilken som helst passende størrelse og form for innplugging i sensormodul-utsparingen 310. Dersom sensormodul-utsparingen 310 inkluderer gjenger, kan den yt-re trykksensoren 175 ha komplementære egenskaper, slik som gjenger, for å gå i inngrep med gjengene i sensormodul-utsparingen 310. Trykksensor 175 kan ha et beskyttende ytre for å isolere den fra omgivelsene utenfor borerøret 140 som kan inkludere slamstrømmen rundt borerør 140. Trykksensor 175 kan lett settes inn i og fjernes fra sensormodul-utsparingen 310 slik at det er mulig å skifte eller erstat-te trykksensorer 175, basert på type av data som skal inn-samles i den delen av borerøret 140 der trykksensor 175 vil bli plassert, eller for vedlikehold.

I tillegg til sensormodul-utsparinger 310, kan trykksensorer 175 også være montert på pakninger mellom borerørledd. To borerørledd 505 og 510 med en pakning 515 er vist skjematisk på figur 5. Hvert av borerørleddene 505 og 510 har en stiftende 520 og en boksende 525. Både stiftenden og boksenden kan inkludere gjenger og lastskuldre for å tillate at borerøret 140 formes etter leddene. En pakning 515 kan plasseres mellom lastskulderen på boksenden 520 av bo-rerørleddet 505 og lastskulderen på stiftenden 515 av bo-rerørleddet 510. Når de to leddene 505 og 510 blir sammen-føyd, er pakningen plassert i grensesnittet mellom leddene. En trykksensor 175 kan være inkorporert inne i pakning 515 eller kan være montert på utsiden av pakning 515. Utsignalet fra sensoren i trykksensoren 175 kan være koblet til kommunikasjonsmediet 205 ved hjelp av en eller flere av fremgangsmåtene som er beskrevet nedenfor med henvisning til figur 10. Dette arrangementet tillater montering av trykksensorer på borerør uten sensor-utsparinger i borerø-ret 140. Paknings-monterte trykksensorer kan brukes alene eller i forbindelse med trykksensorer montert som beskrevet med henvisning til figurene 2 og 3. I en annen utførelse kan en trykksensorutsparing 310 bli opprettet i utsiden av pakningen 515.

I tillegg til sensormodul-utsparinger 310 og pakninger 515, kan trykksensorer 175 også være montert i endene av bo-rerørledd. Et snitt av boksenden 605 av et borerørledd er vist på figur 6. Borerørleddet inkluderer en boksende 605 tilpasset til å holde en boksende-innsats 610. Boksenden 605 kan inkludere en avlang oppsatt del. Det indre av boksenden 605 av leddet kan være bakboret (bakenfor gjengene) for å tillate at boksendeinnsatsen 610 kan plasseres i det bakborede området. Boksendeinnsatsen 610 kan inkludere en eller flere trykksensorer 175. Trykksensorene 175 kan være portert for å måle en eller flere av boretrykk eller an-nulærtrykk på utsiden av borerørleddet. Eksempelvis kan en eller flere trykksensorer 175 montert i boksendeinnsatsen 610 være koblet med en kanal 615 til utsiden av borerørled-det. Kanalen 615 kan inkludere en eller flere borede hull, en eller flere kapillærrør, en eller flere pakninger eller andre midler for å portere det annulære trykket til en trykksensor plassert inne i borerørleddet. Generelt kan en eller flere trykksensorer 175 bli portert til å måle bore- rør- eller internt trykk. Boksendeinnsatsen 610 kan inkludere en eller flere kommunikasjonskoblere, slik som bo-rerørkobler 315. Boksendeinnsatsen 610 kan inkludere annet kommunikasjonsutstyr eller prosesseringsutstyr.

Et diagram av et snitt gjennom en eksempelsub 155 er vist på figur 7. Sub-en 155 vist på figur 7 kan inkludere gjeng-ing for feste mellom to borerørledd. En eller flere deler av sub 155 kan fjernes for å danne trykksensorutsparinger 310 for å inneholde trykksensorer 175. Sub-en 155 kan inkludere en kobler 315 for å koble trykksensoren 175 til kommunikasjonsmediet 205. Boksenden av sub 155 kan være bakboret for å inneholde en boksendeinnsats 610. Boksendeinnsatsen 610 kan inkludere en eller flere trykksensorer 175 portert til å måle annulært trykk. Boksendeinnsatsen 610 kan inkludere en eller flere trykksensorer 175 portert til å måle boretrykk. Boksendeinnsatsen kan inkludere en eller flere kommunikasjonskoblere, slik som borerørkobler 315. Kommunikasjonsmediet kan være plassert i sub 155. Som for-klart ovenfor kan sub 155 inkludere kommunikasjonsutstyr.

En eksempeltrykksensor 175, vist skjematisk på figur 8, inkluderer en sensorinnretning 805 for å levere et signal som indikerer trykket den er utsatt for. Sensorinnretningen 805 kan være plassert inne i trykksensor 175 slik at sensorinnretningen 805 er portert eller stikker ut fra trykksensor

175 og tillater sensorinnretningen 805 direkte å måle et fluidtrykk utenfor trykksensor 175. I hver av trykksensor-typene som er diskutert kan passende portering via borede hull, kapillærrør, tetninger eller andre midler nyttes til å portere fluidet på det ønskede stedet for trykkmåling (f.eks. inne i eller utenfor borestrengen), inn i trykksensoren .

Utsignalet fra sensorinnretningen 805 kan være digital eller analog. Avhengig av kommunikasjonsmodus som blir brukt over kommunikasjonsmediet 205 kan utsignalet fra sensoren kreve konvertering fra analog til digital med en analog- digitalomformer 810. Trykksensoren 175 kan også inkludere et antall analog-digitalomformere 810 for å ivareta multiple sensorer 805. Etter at sensorinnretningen 805 har frem-brakt et signal som indikerer den målte egenskapen, vil signalet være koblet til kommunikasjonsmediet 205 ved hjelp av en kommunikasjonskobler som kan inkludere en sensorkobler 815 inne i trykksensoren 175 og kan inkludere en bo-rerørkobler 315 (vist på figur 3). Sensorkobleren kan inkludere en konnektor 820 for få føre et signal til borerør-kobleren 315, vist på figur 9. Borerørkobleren kan inkludere en konnektor 905 for kobling til sensorkoblerkonnektoren 820. Konnektorer kan inkludere direkte elektrisk forbindelse, og eksempler på passende konnektors av denne typen omfatter slike fra Kemlon og Greene Tweed, begge i Houston, Texas.

Kommunikasjonskobleren, som er kombinasjonen av sensorkobler 815 og borerørkobler 315, utfører signaltransformasjo-ner som kreves for å koble sensorsignalet til kommunikasjonsmediet 205. Et eksempel på kommunikasjonskobler kan omkode signalet fra sensorinnretningen 805 eller analog-digitalomf ormeren, inkludere hode-informasjon, og sende signalet over kommunikasjonsmediet 205.

Et eksempel på et komplementært par av sensorkobler- og bo-rerørkobler-konnektorer 820 og 905 er vist skjematisk i snitt på figur 10. Borerørkobler-konnektor 820 inkludert to ledende plugger 1005 og 1010, som vil rage ut fra borerøret 140 ved basen av sensormodul-utsparingen 310. Den komplementære sensorkobler-konnektoren 905 inkluderer to ledende ringer 1015 og 1020. Dette arrangementet tillater konnektorene 820 og 905 å kobles sammen når, for eksempel trykksensoren 175 blir skrudd inn i sensormodul-utsparingen 310. I en slik konfigurasjon har borerørkobleren 315 og sensorkobleren 810 en direkte elektrisk forbindelse, og borerør-kobleren kan være i direkte elektrisk kontakt med kommunikasjonsmediet 205.

Et annet eksempel på komplementærpar av konnektorer 820 og 905 for sensorkobler og borerørkobler er vist på figur 11. Sensorkobler-konnektoren 820 inkluderer en antenne 1105, og borerørkobler-konnektorer inkluderer en antenne 1110. I en slik konfigurasjon sender sensorkobleren signalet som angir de en eller flere målte egenskapene til borerørkobleren ved hjelp av trådløs signalering. Eksempelvis kan sensor- og borerørkobler kommunisere ved hjelp av kortdistanse tele-metri eller en annen trådløst kommunikasjonsmåte. Hver av antennene 1105 og 1110 kan være hvilken som helst antenne eller annen transduser som kan skaffe kommunikasjon mellom sensorkobler 810 og borerørkobler 315.

I et annet eksempelsystem kan sensorkobler-konnektor 820 og borerørkobler-konnektor 905 inkludere induktorer eller spo-ler. Sensorkobler 815 kan føre strøm gjennom sin induktor for å danne et elektromagnetisk felt som angir sensorsignalet. Det elektromagnetiske feltet induserer i sin tur en strøm i borerørkoblerens induktor. I et annet eksempelsystem kan konnektorene 820 og 905 danne to plater av en kon-densator, slik at et signal kan bli kapasitivt indusert på den motstående platen. Trykksensoren 175 eller basen av sensormodul-utsparingen 310 kan inkludere et skikt eller innlegg som utgjøre et dielektrikum mellom konnektorene 820 og 905 for kapasitiv kobling.

Med henvisning igjen til figur 8 kan komponentene i trykksensoren 175 kreve kraft for å virke. I et eksempelsystem kan den nødvendige kraften leveres av kraftkilde 825, som kan være et batteri, slik som et lithiumbatteri. I et annet eksempelsystem kan nødvendig kraft kan bli tilført over kommunikasjonsmediet 205 ved bruk av for eksempel «Power Over Ethernet (POE)». I enda et annet eksempelsystem kan en separat kraftlinje bli ført gjennom borerøret 205, og uttak kan være innrettet for de tilkoblede trykksensorene 175. En eller flere trykksensorer 175 kan tilføres kraft fra en

sentral buss med kraft tilført fra overflaten eller fra en nedhulls sentral batterimodul. Kraften kan bli generert av

for eksempel en nedhulls generator drevet av slamstrømmen, eller av borerørrotasjon eller en annen kraftkilde.

Et eksempelsystem for detektering av nedhullstilstander basert på en eller flere trykk målinger fra en eller flere trykksensorer 175 er vist på figur 12. Prosessoren 180 bestemmer et sett av forventettrykk-verdier (blokk 1205). Prosessoren 180 mottar en eller flere trykkmålinger fra trykksensorene 175 (blokk 1210). Prosessoren 180 kan opprette et målttrykk-sett fra de mottatte trykkmålingene og kan bestemme en eller flere målttrykk-gradienter (blokkene 1215 og 1220). Prosessoren 180 kan sammenligne den målte trykkprofilen med den forventede trykkprofilen (blokk 1225) for å detektere en nedhullstilstand. Hvis prosessoren detekterer en nedhullstilstand (blokk 1230, som er vist mer detaljert på figur 16), kan den identifisere, lokalisere, og karakterisere nedhullstilstanden (blokk 1235, som er vist mer detaljert på figur 17). Prosessoren 180 kan utføre videre tiltak (blokk 1240). Uansett om prosessoren 180 detekterer en nedhullstilstand (blokk 1230), kan den modifisere forventettrykk-settet (blokk 1245) og kan gå tilbake til blokk 1210.

Oppretting av settet med forventettrykk-verdier (blokk 1205) kan inkludere mottaking av en eller flere forventettrykk-verdier fra en ekstern kilde (f.eks. en bruker, en database eller en annen prosessor). Opprettelse av forventettrykk-settet kan inkludere tilgang til simuleringsresul-tater slik som modelleringsresultater. Modellering for å opprette forventettrykk-verdier kan inkludere hydraulikk-modellering. Hydraulikk-modellering kan ta hensyn til ett eller flere av følgende: egenskaper ved borehullet og borestrengen, fluidegenskaper, tidligere trykkmålinger fra borehullet eller et annet borehull, eller andre målinger. I noen utførelser kan et forventettrykk-sett bli opprettet ved å kopiere en eller flere verdier fra et målttrykk-sett. I andre utførelser kan forventettrykk-sett bli opprettet ved å bruke verdier fra et målttrykk-sett og justere eller behandle verdiene i samsvar med en algoritme eller modell. Noen utførelser som nytter målttrykk-sett til å opprette forventettrykk-sett kan bruke målttrykk-sett fra et nylig tidsvindu, et tidligere vindu eller multiple tidsvinduer. Visse eksempler med forventettrykk-sett kan være avledet fra trendanalyse av målttrykk-sett, idet slike trender blir observert eller beregnet med henvisning til eksempel med-gått tid, sirkulasjonstid, boretime, dybde, en annen varia-bel eller kombinasjoner av variabler.

Settet av forventettrykk-verdier kan inkludere en eller flere trykkverdier på en eller flere dybder i borehullet 165. Dybdene kan være steder av interesse inne i borehullet 165. Et sett av forventetverdier kan være tilveiebragt eller bestemt som tilsvarer hele eller en del av fluidstrøm-ningsbanen inne i borehullet 165. Settet av forventettrykk-verdier kan representere en eller flere trykkprofiler. En trykkprofil kan inkludere et sett av to eller flere trykk og et sett av to eller flere dybder, eller dybdeområder, idet hvert trykk tilsvarer en dybde eller et dybdeområde. Trykkprofilene kan eksistere, kan være målbare og kan være modellerbare langsetter kontinuumstrømmen av fluid eller fluider i borehullet 165, langsetter en eller flere fluid-strømbaner inne i borehullet 165, og langsetter en eller flere hydraulbaner eller kretser i borestrenger/borehull 165.

Eksempel på trykkprofiler kan inkludere en eller flere hydrostatiske profiler. Andre eksempler på trykkprofiler inkluderer en eller flere statiske trykkprofiler som kan inkludere tap. Tap kan inkludere friksjonstap eller hovedtap. Andre eksempler på trykkprofiler kan inkludere stagnasjonstrykkprofiler. Stagnasjonstrykkprofiler kan være relatert til strømningshastighet. Eksempel på trykkprofiler kan inkludere aritmetiske eller andre kombinasjoner eller overlag-ringer av profiler.

Under boring av borehullet 165 kan prosessoren 180 endre forventettrykk-settet ut fra endringer i brønnen. Prosessoren 180 kan endre forventettrykk-settet ut fra borefrem-driften (f.eks. med økende dybde). Prosessoren 180 kan endre forventettrykk-settet for å hensynta en eller flere kjente eller ukjente boreprosess-hendelser eller tilstander. Endringer av trykkprofilen kan være i samsvar eller ikke med modellering, prognoser eller erfaring.

Prosessoren 180 kan modellere eller bli tilført hydrostatiske trykk, hydrostatiske profiler og endringer i hydrostatisk trykk inne i borestrengen eller borehullet 165. Prosessoren 180 kan modellere eller bli tilført friksjons-trykk, friksjonsprofiler, friksjonstap eller friksjonsend-ringer inne i borestrengen eller borehullet 165. Prosessoren 180 kan modellere eller bli tilført ett eller flere stagnasjonstrykk, stagnasjonstrykkprofiler, stagnasjons-trykktap eller stagnasjonstrykkendringer inne i borestrengen eller borehullet 165. Prosessoren 180 kan ta i betraktning en eller flere faktorer som har innflytelse på trykk, inkludert dimensjonene til borestrengen (f.eks. inner- og ytterdiameter av ledd joints eller andre deler av borerøret og andre borestrengelementer) og dimensjoner av borehullet 165.

Prosessoren 180 kan også ta i betraktning en eller flere dybder tilsvarende en eller flere målte trykk inne i borehullet 165. Prosessoren 180 kan ta i betraktning boreflui-degenskaper (f.eks. strømningshastigheter, tettheter), en eller flere hovedtapskilder (f.eks. borkronedyser eller slammotorer), og hvorvidt en eller flere deler av borehullet 165 er foret eller åpenthulls.

Prosessoren 180 kan få tilført eller beregne en eller flere dybder når den beregner forventettrykk-sett. Dybdene kan inkludere en eller flere av følgende: sann vertikaldybde (True Vertical Depth - TVD) (dvs. kun vertikalkomponenten av dybden), målt dybde (MD) (dvs. retningsfri avstand fra starten av borehullet eller andre valgte referansepunkter slik som bakkenivå, havnivå eller riggnivå, til bunnen av borehullet eller andre punkter av interesse langsetter borehullet) , og omløpsdybden (Round Trip Depth - RTD). Generelt er RTD den retningsfrie avstanden som borefluidet gjennomløper. RTD kan måles fra slampumpene eller starten av borehullet 165 (eller et annet startreferansepunkt) til enden av borestrengen (f.eks. borkronen 160) og tilbake til returreferansepunkt. Returreferansepunktet kan være starten av borehullet 165, punktet der fluid i returlinjen når at-mosfæretrykk, eller et annet punkt. Enden av borestrengen kan eventuelt tilsvare bunnen av borehullet 165. Prosessoren 180 kan få tilført eller bestemme TVD av borehullet 165 for å bestemme de hydrostatiske trykkendringene. Prosessoren 180 kan bli tilført eller beregne målt dybde (MD) av borehullet 165 for å bestemme friksjonelle og andre trykkendringer.

Et eksempel på borehull 1300 som kan modelleres av prosessoren 180 er vist skjematisk på figur 13. Borehullet 1300 inkluderer et vertikalsegment 1305, et «tangentseksjon»-segment 1310 plassert i vertikaldelen 1305 i vinkelen 1315, og et horisontalsegment 1320. Et borehull 1300 med et foret vertikalsegment 1305 på 3000 eng.fot, et uforet segment 1310 på 3000 eng.fot, en vinkel 1315 på 60 grader samt et uforet horisontalsegment 1320 på 2000 eng.fot vil tjene som basis for de kommende eksemplene. Dette eksempelborehullet er enkelt beskrevet, men tilstrekkelig for å gjennomgå eksempler på systemet. Virkelige borehull kan inkludere andre geometriske egenskaper inkludert kurvede seksjoner.

Kurveseksjonene kan danne overganger mellom rette segmenter, eller kurveseksjonene kan komme i stedet for en eller flere rette segmenter. Andre eksempelborehuller kan inkludere komplekse brønnbaner. Andre borehullegenskaper kan komme i betraktning ved modellering av borehullet 165. Slike egenskaper kan inkludere inner- og ytterdiameter for rø-ret, hulldiametre, formasjonstyper og borkronegeometri.

Et eksempel på forventettrykk-sett basert på borehull 1300 med dimensjoner som beskrevet ovenfor, er vist på figur 14. Strekene som er vist på figur 5 kan representere underlig-gende datapunkter (f.eks. trykk-versus-dybde). Dette eksempelet på forventettrykk-sett går ut fra en konstant strøm-ningshastighet og konstant borefluid-tetthet over hele om-løpsdistansen, selv om slik konstanthet ikke alltid er tilfelle i praksis og ikke utgjør noen begrensning. Forventettrykk-settet viser statisk trykk, inkludert hydrostatisk trykk versus prosentvis omløpsdistanse. Slamrørtrykket 1400 er trykket inne i borestrengen på null dybde. Trykksegment 1405 representerer trykket i borestrengen gjennom det ver-tikale borehullsegmentet 1305. Trykksegment 1410 representerer trykk inne i borestrengen gjennom det 60-graders borehullsegmentet 1310. Trykksegment 1415 representerer trykk inne i borestrengen gjennom det horisontale borehullsegmentet 1320. Trykksegment 1420 representerer trykk gjennom BHA-elementer. I dette eksempelet inkluderer BHA-elementene MWD/LWD-verktøy 150, et styrbart rotasjonsverktøy og borkronen 160. Trykksegment 1425 representerer annulærtrykket (dvs. trykket utenfor borestrengen) gjennom det horisontale borehullsegmentet 1320. Trykksegment 1430 representerer annulærtrykket gjennom borehullsegment 1310. Trykksegment 1435 representerer annulærtrykket gjennom borehullsegmentet 1305 .

Hvert av trykksegmentene i et forventettrykk-sett kan end-res basert på konfigureringen av borestrengen. Borestrengen kan for eksempel inkludere en eller flere sub-er 155 eller MWD/LWD-verktøy 150 som kan forårsake intern strømningsbe-grensning relativt til borerøret 140. I en slik situasjon kan forventettrykk-profilen ta i betraktning sub-ene 155 og MWD/LWD-verktøyet 150 og deres plassering langsetter borestrengen (f.eks. inne i ulike borehullsegmenter) når forventettrykk-settet skal bestemmes. Prosessoren 180 kan endre forventettrykk-settet for å ta hensyn til trykkendringer forårsaket av sub-er 155 eller MWD/LWD-verktøyet 150 i trykksegmentet der sub-ene 155 eller MWD/LWD-verktøyet 150 er plassert. Forventettrykk-profilen kan også medta re-sulterende trykkendringer for segmentene som ligger opp-strøms for sub-ene 155 og MWD/LWD-verktøyet 150. Forventettrykk-settet kan gjenspeile gradient- og trykktapforhold.

Et annet eksempel på forventettrykk-sett basert på borehull 1300 med dimensjoner beskrevet ovenfor, er vist på figur 15. Dette eksempelet på forventettrykk-sett antar også en konstant strømningshastighet og konstant borefluidtetthet over hele omløpsdybden. Forventettrykk-settet viser statisk trykk, ekskluderer hydrostatisk trykk, som kan modelleres og subtraheres ut, versus prosentvis omløpsdistanse. Slam-rørtrykk 1500 representerer trykket på null dybde. Trykksegment 1505 representerer trykket inne i borestrengen gjennom borehullsegmentene 1305, 1310 og 1320. Trykksegment 1510 representerer trykk gjennom MWD/LWD-verktøy 150, et styrbart rotasjonsverktøy, og borkrone 160. Trykksegment 1515 representerer annulært trykk gjennom borehullsegmenter 1305, 1310 og 1320.

Igjen med henvisning til figur 12 og med henvisning til systemelementer vist på figur 1, vil så snart borestrengen har entret borehullet 165, prosessoren 180 motta trykkmålinger fra en eller flere trykksensorer 175 (blokk 1210). Prosessoren 180 oppretter et målttrykk-sett (blokk 1215). Prosessoren 180 kan bestemme en eller flere målttrykk-gradienter (dvs. endringen i målt trykk versus dybde). Visse eksempelutførelser inkluderer minst tre trykksensorer 175 for å gi minst to trykkgradienter. Visse eksempelutfø-relser inkluderer minst én trykkgradient tilsvarende hver av minst to seksjoner av strømningsbanen eller borehullet, idet slike seksjoner tilsvarer for eksempel: (a) områder av hullvinkel (f.eks. vertikalt, kurve-tangent, horisontalseksjoner), (b) lengder av felles midlere strømningstverrsnitt (f.eks. over krager, over tungvektsrør, over borerør, i ulike foringsdiametre eller hulldiametre), (c) lengder av borehull-eksponering til en eller flere spesielle formasjonstyper, eller

(d) foret versus åpent hull.

I visse eksempelutførelser kan prosessoren ikke bestemme de en eller flere gradientene (blokk 1220). Hvis prosessoren 180 for eksempel detekterer minst én nedhullstilstand som kan bli detektert ved å observere absolutte differanser mellom ett eller flere målte trykk, eller mellom ett eller flere målte trykk og ett eller flere forventede trykk, kan den ikke bestemme de en eller flere gradientene.

Antallet og plasseringen av trykksensorene 175 kan påvirke antallet av trykk-versus-dybde-datapunkter som er tilgjeng-elig i målttrykk-settet. I tillegg kan enhver trykksensor 175 som er flyttet fra et sted til et annet (f.eks. under boring eller utkjøring) gi multiple datapunkter i et målttrykk-sett .

Minst to trykk-versus-dybde -datapunkter kan brukes til å bestemme et målttrykk-gradient. Når virkelige trykk-versus-dybde-datapunkter ikke er tilgjengelige, kan prosessoren 180 estimere en eller flere trykk-versus-dybde-datapukter. Prosessoren 180 kan estimere trykk-versus-dybde-datapunkter ved å interpolere mellom datapunkter, ekstrapolere gradienter eller bestemme overganger mellom gradienter.

I visse eksempelsystemer, kan måltverdi-settet av trykk, forventetverdi-settet av trykk eller begge deler bli vist til operatøren på terminalen 185. For eksempel kan måltverdi-settet av trykk bli jukstaponert på forventetverdi-settet av trykk ved hjelp av terminalen 185 og tillate brukeren manuelt å detektere, identifisere, karakterisere el ler lokalisere en nedhullstilstand. Måltverdi-settet og forventetverdi-settet kan vises for brukeren i et grafisk format (f.eks. et diagram, logg, kurve eller en rekke kurver) eller i et tekstformat (f.eks. en verditabell). Visse eksempelsystemer kan inkludere presentasjon av utviklingen av ett eller flere av måltverdi-settene av trykk og forventetverdi-settene av trykk for brukeren. For eksempel kan systemet vise en rekke kurver til brukeren for å demonstre-re utviklingen av en eller flere av måltverdi-settene for trykk og forventetverdi-settene for trykk. Systemet kan vi-se en utvikling av både måltverdi-settet av trykk og forventetverdi-settet av trykk. Visse utviklinger kan være utviklinger over tid, dybde eller andre variabler eller kombinasjoner av variabler.

Individuelle målte trykk i målttrykk-settet kan bli målt i et kort tidsvindu (f.eks. sekunder) for minimalisert for-sinkelse ved detektering av tilstander. I mange utførelser kan individuelt målte trykk i målttrykk-settet bli målt noenlunde samtidig. Slik det er brukt her betyr uttrykket «noenlunde samtidig» bare at målingene blir tatt i samme tidsperiode, der tilstandene ikke ventes å endre seg betydelig, sett i sammenheng med vedkommende driftsprosess. Under boring eller in-slips for eksempel, og under perioder med konstant strøm (dvs. enten når pumpene er på og steady eller når de er av), kan et målttrykk-sett inkludere rele-vante trykkarakteristikker mellom de enkelte dybdene, selv om det enkelte trykket blir registrert med titalls sekun-ders eller til og med minutters mellomrom. Mange nedhullstilstander (f.eks. borekraksopphoping) kan detekteres ved hjelp av målttrykk-sett, der verdiene blir oppnådd i et tidsvindu på minutter. Under transiente driftsprosesser slik som utkjøring eller forandring i strømningshastighet, og for detektering av hendelser eller tilstander som har en kortere tidskonstant (f.eks. gassinnstrømming), kan et kortere tidsvindu for innsamling og analyse av et målttrykk-sett bli foretrukket.

Individuelle målte trykk i målttrykk-settet kan bli målt sekvensielt. I noen eksempelutførelser kan rekkefølgen som trykkene blir målt i være styrbar, for eksempel fra prosessoren 180. Rekkefølgen trykkene blir målt i kan for eksempel være bestemt av en algoritme basert på boretilstander eller andre faktorer.

Eksempelsystemer kan levere målt versus forventet trykk, profiler eller gradienter i ulike driftsprosesser ved brønnkonstruksjon, inkludert for eksempel og uten begrensning: på-bunnen rotasjonsboring, sleiding, utkjøring, over-bunnen-sirkulasjon for hullrensing, sirkulering for et brønnspark, sirkuleringspiller eller overgang mellom slam-typer, samt avlekkingstesting.

Et eksempelsystem for å bestemme hvorvidt det foreligger en nedhullstilstand (blokk 1230) er vist på figur 16. I almin-nelighet kan en nedhullstilstand inkludere hvilken som helst regulær eller irregulær, statisk eller dynamisk, tilstand eller hendelse langsetter en omløpsfluidbane. Eksempler på nedhullstilstander kan inkludere, men er ikke begrense til, en eller flere av følgende: en strømrestrik-sjon, en borekraksopphoping, en utvasking eller en inn-strømming. Prosessoren 180 kan bestemme om det målte slam-rørtrykket er utenfor området (blokk 1605), om en eller flere målttrykk-gradienter utenfor området (blokk 1615), om et annet målt trykk er utenfor området (blokk 1620), om et målt bunnhulls ekvivalente sirkulerende tetthet (Equivalent Circulating Density - ECD) er utenfor området (blokk 1625), eller om andre målinger er utenfor området (blokk 1630). Hvis noen av disse størrelsene er utenfor området, vil prosessoren melde "N" (blokk 1635), ellers melder den "Y"

(blokk 1610).

Prosessoren 180 kan bestemme hvorvidt noen av størrelsene er utenfor området (blokkene 1605-1630) ved å bestemme om differansen mellom den målte egenskapen (f.eks. målt statisk trykk eller statisk trykkgradient) og den forventede egenskapen (f.eks. forventet statisk trykk eller statisk trykkgradient) er større enn en maksimum-delta for vedkommende egenskap.

I visse utførelser kan maksimum delta kan bli bestemt auto-matisk av prosessoren 180. I andre utførelser kan maksimum delta bli lagt inn av en operatør. I andre utførelser kan maksimum delta bli oppnådd fra en separat prosessor eller modell. I visse utførelser kan maksimum delta kan bli bestemt av en operatør eller en uavhengig modell basert på en eller flere målte trykk.

Bestemmelsen av maksimum delta kan være basert på en abso-lutt differanse versus en forventet verdi, eller den kan være basert på et prosentvis avvik fra forventet verdi. Maksimum delta kan være basert på en funksjon. Eksempelvis kan maksimum delta øke eller minske med dybde. Maksimum delta kan variere over et dybdeområde eller over en drifts-fase. Eksempelvis kan maksimum delta bli justert for et visst dybdeintervall på grunn av smalt vindu for poretrykk-frakturgradient. Bestemmelsen av maksimum delta kan også være avhengig av tid. I visse utførelser kan en differanse mellom et målt trykk og et forventet trykk som overstiger maksimum delta unngå å bli reagert på med mindre det vedva-rer minst et visst tidsrom.

Tilbake til figur 12: dersom prosessoren 180 bestemmer at det ikke foreligger en nedhullstilstand (blokk 1230), kan den modifisere forventettrykk-settet (blokk 1245) og gå tilbake til blokk 1205. I visse utførelser kan prosessoren ikke utføre blokk 1245 uten operatørinput (f. eks. revisjon, godkjenning, input eller intervensjon). I andre utførelser kan blokk 1245 bli utført uten operatørinngrep. I et eksempelsystem modifiserer prosessoren 180 forventettrykk-settet basert på flere parametre eller flere parametersett (f.eks. virkelige trykkgradienter) observert eller målt nedhulls. En slik oppdatering kan sørge for at nye eller oppdaterte fluid- eller strømbaneomstendigheter blir medregnet i det nye forventettrykk-settet (f.eks. økt hulldybde, endret fluidtetthet, endret penetreringshastighet og/eller bore-kraksfjerning) som ikke bedømmes å være nedhullstilstander (blokk 1230).

Dersom prosessoren 180 bestemmer at det foreligger en nedhullstilstand (blokk 1230), kan den identifisere tilstanden (f.eks. bestemme typen av tilstand som er detektert), den kan karakterisere nedhullstilstanden (f.eks. bestemme stør-relsen eller andre egenskaper ved nedhullstilstanden), og den kan lokalisere posisjonen til nedhullstilstanden (f.eks. bestemme dybden eller dybdeintervallet for den detekterte tilstanden) (blokk 1235), og den kan foreta ytterligere tiltak (blokk 1240).

Et eksempelsystem for identifisering, lokalisering, og karakterisering av minst én nedhullstilstand (blokk 1235) er vist på figur 17. Prosessoren 180 kan bestemme om det målte slamrørtrykket, målte bunnhull-annulærtrykket (noen ganger uttrykt som ekvivalent sirkulerende tetthet (Equivalent Circulating Density - ECD), eller andre målte borerør- eller annulustrykk er økt eller redusert relativt til de forventede verdiene (blokk 1705). Hvis målte trykk er redusert i forhold til forventede verdier, kan prosessoren 180 identifisere og lokalisere en eller flere av følgende nedhullstilstander: en rørutvasking (blokk 1710) eller en tapt sir-kulasjonssone (blokk 1715). Dersom imidlertid de målte trykkene er økt i forhold til forventede verdier, kan prosessoren 180 identifisere og lokalisere en eller flere av følgende nedhullstilstander: en annulustilstopping (f.eks. borekraksopphoping) (blokk 1720), væskeinnstrømming (blokk 1725), eller for mye avskjær opphengt i annulus (blokk 1730). I visse eksempelsystemer kan prosessoren 180 utføre en eller flere av identifisering, lokalisering eller karakterisering av minst én nedhullstilstand. Prosessoren 180 kan identifisere og lokalisere en eller flere andre nedhullstilstander (blokk 1735) . Prosessoren 180 kan karakterisere den minst ene nedhullstilstanden (blokk 840). Disse nedhullstilstandene kan karakteriseres ved økende eller minskede eller andre karakteristika som systemet kan identifisere, karakterisere eller lokalisere. Prosessoren kan returnere en eller flere av identifikasjon, lokalisering og karakteristika av detekterte nedhullstilstander (blokk 1745) .

Et eksempelsystem for identifisering av og lokalisering av en rørutvasking (blokk 1710) er vist på figur 18. I en ut-vaskings tilstand kan den fulle strømningshastigheten opp-strøms av utvasking bli delt på utvaskingsstedet, med en del som fortsetter langsetter den tiltenkte borestrengbanen til borkronen 160 og tilbake til overflaten gjennom annulus, mens et del av fluidet tar en snarvei direkte til annulus og tilbake til overflaten. Trykk og trykkgradienter kan endre seg tilsvarende fra de forventede (f.eks. ikke-utvaskings-) verdier. Eksempelvis kan en friksjonstap-trykkgradient inne i borestrengen bli redusert nedstrøms av utvasking location. Prosessoren 180 kan bestemme om det foreligger en reduksjon i trykkgradient (f.eks. er målttrykk-gradient mindre enn forventettrykk-gradient) i et dybdeintervall (blokk 1805) og i motsatt fall kan den returnere intet (blokk 1810) . Ellers kan prosessoren 180 bestemme om det foreligger et trykktap (f.eks. målt trykk er mindre enn forventet trykk) i et intervall og, om ikke, kan returnere intet (blokk 1810) . Ellers kan prosessoren 180 kan returnere «RØRUTVASKING» som en identifikasjon av den sannsynlige nedhullstilstanden (blokkl820). Prosessoren 180 kan returnere den sannsynlige posisjonen for nedhullstilstanden som oppstrøms for den første målttrykk-gradient-reduksjonen relativt til forventettrykk-gradienten (blokk 1825). De øvri-ge tiltakene som respons på utvasking tilstanden (figur 12, blokk 1240) kan inkludere rask kjøring av røret ut av hullet til posisjonen for den sannsynlige utvasking tilstanden, uten et krav om å inspisere enhver forbindelse under inn/utkjøringsprosessen for mulig utvasking.

Et eksempel på måltverdi-sett (1910) og forventetverdi-sett

(1905) som demonstrerer en mulig rørutvaskingstilstand, er vist på figurene 19-21. Figur 19 viser gjengivelser av trykk (inkludert hydrostatisk trykk) versus omløpsdistanse for settet. Forventetverdi-settet på figurene 20-21 er vist ved kurve 2005, mens måltverdi-settet er representert ved kurve 2010. Figurene 20-21 viser gjengivelser av trykk (ekskludert hydrostatisk trykk) versus omløpsdistanse for settet. Figur 21 er skalert til det området som er av interesse. Infleksjonspunktet 2105 representerer posisjonen til rørutvasking.

Ved å bruke dataene som er vist på figurene 19-21, kan prosessoren 180 observere reduksjonen i målttrykk-gradienten sammenlignet med forventettrykk-gradienten, hvilket er sær-lig tydelig på figurene 20 og 21 (blokk 1805) . Prosessoren 180 kan også observere fallet i målt trykk over et intervall, hvilket fremgår av alle tre figurene (blokk 1810) . Basert på disse observasjonene kan prosessoren identifisere tilstanden som en rørutvasking. Prosessoren 180 kan også observere hvor målttrykk-gradienten begynner å synke, for å bestemme at posisjonen til tilstanden er oppstrøms for, eller på samme dybde som, infleksjonspunktet 2105 på figur 21. Figur 21 inkluderer en stiplet strek for å vise endringen i målttrykk-gradienten i infleksjonspunktet 2105. Prosessoren 180 kan lokalisere rørutvasking til posisjonen oppstrøms for eller på samme dybde som infleksjonspunktet 2105 (blokk 1825) .

Et eksempelsystem for identifisering av og lokalisering av tapt sirkulasjon (f.eks. fluid som unnslipper inn i formasjonen) (blokk 1715) er vist på figur 22. I en tilstand med tapt sirkulasjon kan en total strømningshastighet fra opp-strøms for stedet for den tapte sirkulasjonen eller sonen langsetter annulus-returbanen bli delt, med hele eller en del av sirkulasjonen tapt til formasjonen og resten som fortsetter nedstrøms langsetter den tiltenkte returbanen til overflaten. Trykk og trykkgradienter kan endre seg til svarende fra forventet (f.eks. ikke-tapt-sirkulasjonstilstanden). Eksempelvis kan en trykkgradient etter friksjonstap bli redusert nedstrøms av en sone med tapt sirkulasjon. Prosessoren 180 kan bestemme hvorvidt det er en målttrykk-gradient i annulus som er redusert fra et punkt og til overflaten (blokk 2205), og i såfall kan prosessoren 180 returnere «TAPT SIRKULASJON » som en sannsynlig identifikasjon på nedhullstilstanden (blokk 2215) og kan returnere en posisjon for eller oppstrøms for den førs-te målte gradientreduksjonen som posisjonen for tilstanden (blokk 2220). I motsatt fall kan prosessoren 180 returnere intet (blokk 2210) .

Et eksempel på måltverdi-sett (2305) og forventetverdi-sett

(2310) som demonstrerer en sannsynlig tilstand med tapt sirkulasjon er vist på figurene 23 og 24. Figurene 23 og 24 viser representasjoner av trykk (inkludert hydrostatisk trykk) versus omløpsdistanse for settet. Figur 24 er skalert til å vise posisjonen til infleksjonspunktet i målttrykk-gradienten .

Ved å bruke dataene som er vist på figur 23 og 24, kan prosessoren 180 observere en reduksjon i målttrykk-gradient i infleksjonspunktet 2405 på figur 24 (blokk 2205). På figur 24, er endringen i gradient fremhevet ved den stiplede streken. Basert på denne observasjonen kan prosessoren 180 identifisere tilstanden som en tapt sirkulasjonsone (blokk 2215) og lokalisere tilstanden til eller oppstrøms for infleksjonspunktet 2405 (blokk 2220) .

Et eksempelsystem for identifisering av og lokalisering av en sannsynlig annulustilstopping (blokk 1720) er vist på figur 25. En annulustilstoppingstilstand kan skyldes borekraksopphoping, svellende skiferolje eller andre tilstander som begrenser strømning over et intervall. Prosessoren 180 kan bestemme om det foreligger en økning i målttrykk-gradient over et intervall (blokk 2505) og om det foreligger et økt målt trykk oppstrøms for gradientøkningen (blokk 2515). Dersom ett av disse ikke er tilfelle, kan prosessoren 180 returnere intet (blokk 2510). I motsatt fall kan prosessoren 180 returnere «ANNULUSTILSTOPPING » som en sannsynlig beskrivelse av nedhullstilstanden (blokk 2520), og kan returnere dybdeområdet som svarer til området for økt målttrykk-gradient som den sannsynlige posisjonen til tilstanden (blokk 2525).

Et eksempel på måltverdi-sett (2605) og forventetverdi-sett

(2610) som demonstrerer en annulustilstoppingstilstand er vist på figur 26. Figur 26 viser en representasjon av trykk (inkludert hydrostatisk trykk) versus omløpsdistanse for settene.

Ved å bruke dataene som er vist på figur 26 kan prosessoren 180 observere en økning i målttrykk-gradienten over et intervall 2615 (blokk 2505) og økt målt trykk oppstrøms for intervallet 2615 (blokk 2515). Forventettrykk-gradienten er vist ved en stiplet strek på figuren. Basert på disse observasjonene kan prosessoren 180 identifisere vedkommende tilstand som en annulustilstopping (blokk 2520) og kan lokalisere tilstanden til området med økte målttrykk-gradienter (blokk 2525).

Et eksempelsystem for identifisering av og lokalisering av innstrømming av et fluid inn i borestrengen (blokk 1725) er vist på figur 27. Merk at når det gjelder nærværende bes-rkivelse betyr «fluidinnstrømming» en flytende fluidinn-strømming slik som vann eller olje, mens gassinnstrømmings-tilstander kan være et spesialtilfelle som behandles separat og identifiseres som sådant. En fluidinnstrømmingstil-stand kan karakteriseres ved en samlet strømningshastighet fra oppstrøms for innstrømmingsstedet eller sonen langsetter annulus-returbanen, supplert av tilleggsstrøm som kommer inn i borehullet 165 fra formasjonen. Fluidinnstrøm-mingstilstanden kan videre karakteriseres av en økt strøm-ningshastighet og derfor fortsetter den nedstrøms langsetter den tiltenkte returbanen til overflaten. Trykk og trykkgradienter kan endre seg tilsvarende fra det som er forventet (f.eks. ikke-innstrømmingstilstand). Eksempelvis kan en friksjonstap-trykkgradient øke nedstrøms for inn-strømmingssonen. Prosessoren 180 kan bestemme om det foreligger en økt målttrykk-gradient i annulus fra et punkt nedstrøms til overflaten (blokk 2705) . I såfall kan prosessoren 18 0 returnere «FLUIDINNSTRØMMING» som en sannsynlig identifikasjon på nedhullstilstanden (blokk 2715), og kan returnere en posisjon ved eller oppstrøms for den første (dvs. lengst oppstrøms) økningen i målttrykk-gradienten som den sannsynlige posisjonen for nedhullstilstanden (blokk 2720).

Et eksempel på måltverdi-sett (2805) og forventetverdi-sett

(8210) som viser en fluidinnstrømmingstilstand er vist på figurene 28 og 29. Figurene 28 og 29 viser representasjoner av trykk (inkludert hydrostatisk trykk) versus omløpsdis-tanse for settet. Figur 29 er skalert for å vise posisjonen til infleksjonspunktet i målttrykk-gradienten.

Ved å bruke dataene som er vist på figurene 28 og 29 kan prosessoren 180 observere en økt målttrykk-gradient i annulus som starter fra infleksjonspunktet 2905 (figur 29) og løper nedstrøms til overflaten. Basert på denne observasjonen kan prosessoren 180 identifisere denne tilstanden som en fluidinnstrømming inn i borestrengen (blokk 2715) og kan lokalisere tilstanden til eller oppstrøms for økningen i den første målttrykk-gradienten (blokk 2720).

Et eksempelsystem for identifisering av og lokalisering av en avskjæropphoping (blokk 1730) er vist på figur 30. En borekraks-opphoping kan identifiseres som en annulustilstopping over et intervall. Nærmere analyse kan mer spe-sifikt indikere at tilstoppingen sannsynligvis kan være en borekraksopphoping. Prosessoren 180 kan bestemme hvorvidt det foreligger en økt trykk gradient over et intervall (blokk 3005). I såfall, og hvis intervallet er i en bestemt borehullseksjon som vites å være sårbar for borekraksoppho ping, slik som «kneseksjonen» i annulus (dvs. der den horisontale seksjonen går over til 60-graders-seksjon) (blokk 3010), kan prosessoren 180 returnere «AVSKJÆROPPHOPING» som den sannsynlige identifiseringen av nedhullstilstanden (blokk 3015) og kan returnere et sannsynlig område for den økte målte gradienten som tilstandens posisjon (blokk 3020). I motsatt fall kan prosessoren 180 returnere intet (blokk 3025).

Et eksempel på måltverdi-sett (3105) og forventetverdi-sett

(3110) som demonstrerer avskjæropphopingstilstanden er vist på figurene 31 og 32. Figurene 31 og 32 viser representasjoner av trykk (inkludert hydrostatisk trykk) versus om-løpsdistanse for settet. Figur 32 er skalert til å vise posisjonen til området med økte målttrykk-gradienter.

Ved å bruke dataene som er vist på figurene 31 og 32 kan prosessoren 180 observere økte trykkgradienter over et intervall 3205 (figur 32) (blokk 3005) og bestemme at intervallet finnes i kneet mellom borehullseksjonene 1310 og 1320 (blokk 3010). Basert på disse observasjonene kan prosessoren 180 identifisere tilstanden som en sannsynlig avskjæropphoping i annulus (blokk 3020) og lokalisere tilstanden til området med økte målttrykk-gradienter (blokk 3025).

I visse utførelser kan en eller flere trykksensorer 175 måle statisk trykk i annulus, og basert på disse trykkmålingene kan prosessoren 180 bestemme at den økte trykkgra-dienten i intervallet 3205 reflekterer økte friksjonstap over intervallet, hvilket kan reflektere den økte annu-lærstrømhastigheten og sannsynlige borekraksopphoping. I andre utførelser, som ikke er representert på figurene 22 og 23, kan en eller flere trykksensorer 175 direkte måle stagnasjonstrykk. I slike utførelser kan prosessoren 180 bestemme strømningshastigheter ut fra stagnasjonstrykkmå-linger. Prosessoren 180 kan bestemme strømningshastighetene ved å relatere stagnasjonstrykket til kvadratet av fluid-hastigheten .

Tilbake til figur 17: prosessoren 180 kan identifisere en eller flere andre nedhullstilstander (blokk 1735). Et eksempelsystem for å bestemme en eller flere andre nedhullstilstander er vist på figur 33. Prosessoren 180 kan identifisere og kan lokalisere dybden der borefluid endrer fase (f.eks. væske til gass), eller inverterer fra en væskefase til gasskontinuerlig fase (blokk 3305) . Et slikt eksempelsystem kan være nyttig for underbalanserte boresystemer. Prosessoren 180 kan også detektere og kan lokalisere en gas som strømmer inn i annulus (blokk 3310). En gassinnstrøm-ming kan resultere i trykk- og gradientendringer langsetter annulus versus forventettrykk-settet som selv om den er mer kompleks enn når det gjelder en væske innstrømming, likevel lar seg modellere ved kjente fremgangsmåter. Prosessoren

180 kan også detektere og kan lokalisere andre tilstander som har virkning på nedhullstrykk (blokk 3315).

Selv om identifisering og lokalisering av nedhullstilstander er blitt diskutert når det gjelder normal strømning, kan systemet også identifisere nedhullstilstander når det kjører med reversert strømning (f.eks. borefluid blir pum-pet ned gjennom annulus og flyter opp gjennom borestrengen) . Prosessoren 180 kan detektere samtidige nedhullstilstander. Prosessoren 180 kan separere trykk indikasjoner på antallet av nedhullstilstander ved bruk av analytiske fremgangsmåter. Prosessoren 180 kan motta målinger fra andre kilder enn trykksensorer montert på borestrengen for å detektere minst én nedhullstilstand. For eksempel kan prosessoren 180 overvåke drifts data slik som slamrørtrykket, gjennomtrengingshastighet, rotasjons-RPM, «in-slips»-sensorer, kroklast samt strømningshastighet og andre parametre ved borefluidet, både innkommende og utgående.

Nedhullstilstandene kan også karakteriseres av prosessoren 180 (blokk 1740). Slik karakterisering kan inkludere be stemmelse av et sannsynlig størrelsesområde for tilstanden. Størrelsene av målt- og forventettrykk-verdier og målt- og forventettrykk-gradienter kan være indikative (analytisk ved kjente hydraulikkforhold og/eller empirisk) for karakteristika hos tilstanden. Eksempelvis kan vedkommende endringer i trykk eller gradienter brukes til å estimere aktuell prosentvis strøm som går utenom i en utvasking, aktuell strømningshastighet i en fluidinnstrømming, aktuell tapt-strømningshastighet i en sone med tapt sirkulasjon, eller aktuell prosentvis tverrsnitt av en tilstopping eller et intervall med lag av borekraks.

Prosessoren 180 kan utføre ytterligere tiltak etter detektering av en nedhullstilstand (blokk 1240). Som vist på figur 34 kan de ekstra tiltakene inkludere en eller flere av følgende: sending av en alarm (blokk 3405), gi råd om tiltak til operatøren (f.eks. stenge borehullet, endre fluidtetthet, endre strømningshastighet, endre rotasjonshastighet, utføre en kort utkjøring f.eks. for rensing av hullet)

(blokk 3410), eller sending av et styresignal til riggut-styr eller verktøy som kan respondere på tilstanden, på overflaten eller nedhulls (blokk 3415). Som vist på figur 35 kan styresignalet for eksempel få overflate- eller ned-hullsriggutstyret til å kjøre til stedet for et problemledd (blokk 3505). Styresignalet kan i tillegg eller alternativt forårsake andre automatiserte tiltak. Disse tiltakene kan for eksempel omfatte: avstenging av borehullet, endring av fluidtetthet, endring av strømningshastighet, endring av rotasjonshastighet eller utføre en kort utkjøring.

Prosessoren 180 kan også modifisere forventettrykk-settet (blokk 1245), som vist på figur 36. Prosessoren 180 kan modifisere forventettrykk-settet for å ta hensyn til en detektert nedhullstilstand (blokk 3605). Prosessoren 180 kan modifisere forventettrykk-settet for å ta hensyn til andre faktorer, slik som dem som er diskutert når det gjelder bestemmelse av forventettrykk-settet (blokk 1205). Nærværende oppfinnelse er derfor vel tilpasset til å utføre objektene og oppnå målene som er nevnt, også slike som er iboende i den. Mens oppfinnelsen er blitt illustrert, beskrevet og er definert ved henvisning til eksempler på oppfinnelsen, skal slik henvisning ikke innebære en begrensning av oppfinnelsen, og ingen slik begrensning skal forut-settes. Oppfinnelsen er i stand til betydelig modifisering, endring og ekvivalenter i form og funksjon, som det vil være åpenbart for personer som er normalt kjent innen faget og ved hjelp av denne beskrivelsen. De viste og beskrevne eksemplene er ikke-uttømmende for oppfinnelsen. Følgelig er oppfinnelsen ment å være begrenset bare ved ånd og omfang av de vedlagte patentkravene, med full anerkjennelse av ekvivalenter i alle henseender.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for modellering av et borehull, idet en borestreng er minst delvis plassert i borehullet og idet fremgangsmåten omfatter: bruk av målte trykk tilsvarende et antall steder langsetter borestrengen, der borestrengen omfatter et borerør og der minst ett trykk tilsvarer et sted langsetter borerøret, generering av et måltverdi-sett som omfatter minst ett par av et målt trykk og en tilhørende dybde, generering av minst to forventede trykk som hvert hører et sted langsetter borestrengen, opprettelse av et forventetverdi-sett av forventet trykk versus dybde, bestemmelse av minst én trykkdifferanse mellom et forventet trykk på en dybde og et målt trykk på om lag samme dybde, samt justering av en eller flere verdier i forventetverdi-settet basert, i det minste delvis, på minst én trykkdifferanse.

2. Fremgangsmåte for detektering en nedhullstilstand i et borehull, idet en borestreng er minst delvis plassert i borehullet, der borestrengen omfatter et borerør og et antall trykksensorer, idet minst én av trykksensorene er plassert langsetter borerøret og der fremgangsmåten omfatter: måling av trykk noenlunde samtidig på et antall steder langsetter borestrengen, idet antallet av steder inkluderer minst ett sted langsetter borerøret, bestemmelse av en målttrykk-gradient, bestemmelse av en forventettrykk-gradient, bestemmelse av minst én gradientdifferanse mellom målttrykk-gradienten og forventettrykk-gradienten og detektering av nedhullstilstanden basert, i det minste delvis, på minst én gradientdifferanse.

3. Fremgangsmåte for lokalisering av en nedhullstilstand i et borehull, idet en borestreng er minst delvis plassert i borehullet, og der borestrengen omfatter et borerør og minst tre trykksensorer, idet minst én av trykksensorene er plassert langsetter borerøret, der fremgangsmåten omfatter: måling av trykk noenlunde samtidig på tre eller flere steder langsetter borestrengen, idet de minst tre stedene inkluderer minst ett sted langsetter borerøret, bestemmelse av minst to målttrykk-gradienter over et dybdeområde, bestemmelse av minst én forventettrykk-gradient over et dybdeområde som i det minste delvis overlapper et dybdeområde med minst én av målttrykk-gradientene, bestemmelse av minst én gradientdifferanse mellom minst én av målttrykk-gradientene og en av forventettrykk-gradientene, samt lokalisering av et dybdeområde for nedhullstilstanden basert, i det minste delvis, på minst én gradientdifferanse.

4. Dataprogram, lagret på et konkret lagringsmedium, for modellering av et borehull, idet en borestreng er i det minste delvis plassert i borehullet, der datapro-grammet omfatter utførbare instruksjoner som får en datamaskin til å: avlese målte trykk tilhørende et antall steder langsetter borestrengen, idet borestrengen omfatter et borerør, og der minst ett målt trykk tilsvarer et sted langsetter borerøret; generere et måltverdi-sett som omfatter minst ett par av et målt trykk og en tilhørende dybde, generere minst to forventede trykk, der hvert forventet trykk tilhører en dybde, generere et forventetverdi-sett av par av forventede trykk og tilhørende dybder, bestemme minst én trykkdifferanse mellom et forventet trykk på en dybde og et målt trykk på om lag samme dybde, og justere en eller flere verdier i forventetverdi-settet basert, i det minste delvis, på en eller flere trykkdifferanser.