NO313715B1 - Loggeanordning samt fremgangsmåte for å gjennomföre logging i borehull - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår elektriske loggeinstru-menter benyttet for å evaluere borehull som er tildannet gjennom undergrunnsformasjoner. Oppfinnelsen angår særlig instrumenter benyttet for å bestemme mengdene og typene av fluider som strømmer gjennom borehullene.

Borehull som bores i petroleum-reservoarer i under-grunnsf ormas joner for uthenting av olje og gass, produserer typisk olje og gass fra ett eller flere diskrete hydrauliske lag som gjennomløpes av borehullet. Når et borehull er komplettert, blir de produktive soner hydraulisk forbundet med borehullet. Olje og gass kan deretter trenge inn i borehullet, hvoretter de kan transporteres til jordoverflaten enten drevet utelukkende av energi lagret i selve reservoaret, eller i kombinasjon med ulike pumpemetoder.

Hydrauliske soner som gjennomtrenges av borehull kan strekke seg over en betydelig lengde. I andre borehull kan

flere soner samtidig bli hydraulisk forbundet med borehullet. I slike tilfeller vil det være nyttig for borehull-operatøren å bestemme hastighetene ved hvilke olje, gass og andre fluider slik som vann entrer borehullet ved et hvilket som helst spesielt punkt langs en hvilken som helst spesiell hydraulisk sone, for derved å kunne maksimere effektiviteten hvorved olje og gass ekstraheres fra reservoaret.

Det er tidligere kjent flere ulike instrumenter som kan benyttes for å bestemme hastighetene som fluidene entrer borehullet med fra et hvilket som helst spesielt punkt innenfor en hvilken som helst hydraulisk sone. Disse tidligere kjente instrumenter for bestemmelse av hastighetene som fluidet trenger seg inn i borehullet med, kalles verktøy for logging av produksjonen eller produksjonsloggeverktøy.

Produksjonsloggeverktøy blir typisk senket ned i borehullet ved én ende av en armert elektrisk kabel. Verktøyet kan omfatte sensorer som reagerer på blant annet volumfrak-sjoner av vann som fyller borehullet, tettheten av fluidet inne i borehullet og strømningshastigheten til fluidet i borehullet. Det gjøres typisk en opptegning av slike målte verdier som en funksjon av dybden inne i borehullet, hvilke målinger foretas av forskjellige sensorer for at kalkuler-inger deretter kan foretas for å finne volumene til fluider som entrer borehullet fra en vilkårlig dybde inne i borehullet .

US-patent nr. 5.251.479 omhandler et brønnverktøy omfattende utspennbare armer med blant annet temperatur- og strømningssensorer. Brønnverktøyet benyttes til å måle strømningsparametre for fluider i brønner.

US-patent nr. 4.974.446 omhandler et apparat, samt en fremgangsmåte for måling av strømningsforhold i brønner. Det brukes utfoldbare armer med strømningsmålesensorer for å utføre målinger ved en avstand fra apparatets langstrakte stamme.

Tidligere kjente fremgangsmåter for å kalkulere de relative volumer av fluider som entrer borehullet idet man går ut fra målinger foretatt av produksjonsloggeverktøy, krever generelt bruk av laboratoriefremstilte modeller av responser som de ulike produksjonsloggesensorer gir over en skala av volumetriske strømningshastigheter for de forskjellige fluid-faser som foreligger i borehullet. Alle sensor-responsmodeller som er kjent innenfor dette tekniske området, er basert på et antatt "strømningsregime" for fluidene som entrer borehullet. Strømningsregimet er et beskrivende navn for den måte hvorpå en vilkårlig eller alle de individuelle fluid-faser i borehullet beveger seg langs borehullet på, og hvor disse faser typisk kan omfatte flytende olje, gass og vann. En diskusjon av slike strømningsregimer kan f.eks. finnes i "A Comprehensive Mechanistic Model for Upward Two-Phase Flow in Wellbores", Ansari m.fl., Society of Petroleum Engineers, artikkel nr. 20630.

En ulempe med fremgangsmåter som er kjent innenfor dette tekniske området hvor det tas sikte på å kalkulere de relative flu.Ld-volumer som entrer borehullet, er at fremgangsmåten som er kjent innenfor dette tekniske området, ikke tar hensyn til det faktum at det aktuelle strømningsregimet i borehullet kan avvike fra det spesielle strømningsregimet som forutsettes i sensorens responsmodell. Kalkulasjonene av relative volumer basert på et antatt strømningsregime, kan derfor være feilaktig.

Det er kjent innenfor dette tekniske området å bestemme strømningsregimet ved bruk av iterativ kalkulasjonsteknikk for tilpasning av de aktuelle produksjonsloggeverktøyers målinger i henhold til et spesielt strømningsregime, og deretter kalkulere fluid-volumene etter å ha bestemt strøm-ningsregimet. Iterative kalkulasjonsteknikker kan være tid-krevende og vanskelige å gjennomføre, og fastlegger til syvende og sist ikke strømningsregimet med noen høy grad av sikkerhet.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en anordning og en fremgangsmåte for kartlegging av fordelingen av termiske egenskaper for fluidene inne i borehullet, slik at fordelingen av forskjellige fluid-typer og følgelig strømningsregimet i et borehull, kan bestemmes med en stor grad av sikkerhet.

Dette oppnås ved å benytte en anordning og/eller en fremgangsmåte i henhold til de nedenfor fremsatte patentkrav.

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for å bestemme fordelingen av termiske egenskaper for fluider inne i et borehull. Anordningen omfatter et stavformet verktøy innrettet til å føres gjennom borehullet, flere temperatursensorer anbragt i avstand fra hverandre langs armer som kan spennes ut og er festet til en langstrakt stamme, samt anordninger for å måle temperaturen som avføles ved hver av disse sensorer.

Ved en foretrukken utførelse av oppfinnelsen omfatter verktøyet en anordning for å påtrykke en strømpuls til hver av temperatursensorene for derved øyeblikkelig å øke deres temperaturer slik at den termiske transient-respons i fluidet som står i kontakt med hver sensor, kan bestemmes.

Foreliggende oppfinnelse angår også en fremgangsmåte for bestemmelse av strømningsregimet i et borehull som gjennomtrenger en undergrunnsformasjon. Fremgangsmåten innbefatter trinnene med å måle temperaturen til fluidet i borehullet ved steder som befinner seg i avstand fra hverandre innenfor tverrsnittet av borehullet ved anvendelse av et verktøy som omfatter flere temperatursensorer, og bestemmelse av strøm-ningsregimet ved å generere et temperaturkart over borehullet og sammenligne kartet med kart over kjente strømningsregimer.

En foretrukken utførelse av fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter trinnene med å tilføre

strømningspulser til temperatursensorene som inngår i verk-tøyet og bestemme den termiske transient-respons for fluidene som står i kontakt med hver sensor. Det genereres et kart over de termiske transient-responser og dette transient-kart sammenlignes med kart for transient-responser i kjente strøm-ningsregimer .

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse vises til nedenstående beskrivelse, samt til de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et verktøy i henhold til foreliggende oppfinnelse anbragt i et borehull,

fig. 2 viser verktøyet i henhold til foreliggende oppfinnelse mer detaljert,

fig. 3 viser verktøyet i henhold til fig. 2 sett fra

enden,

fig. 4 viser isotermiske konturer opptegnet fra temperaturmålinger foretatt ved hjelp av foreliggende

oppfinnelse, og

fig. 5 viser et diagram av transient-responsen for ulike fluider i borehullet.

Fig. 1 viser et loggeverktøy 10 i henhold til foreliggende oppfinnelse idet det senkes ned i et borehull 12 som er boret gjennom en undergrunnsformasjon 24. Verktøyet 10 er koblet til én ende av en armert, elektrisk kabel 26. Kabelen 26 kan senkes ned i borehullet 12 ved hjelp av en vinsj (ikke vist separat) som utgjør endel av en logge-enhet 28 som er

kjent av fagfolk på dette området. Den andre enden av kabelen 26 er elektrisk forbundet med elektronikk-kretser 30 på overflaten, og disse utgjør også endel av logge-enheten 28. Over-flatekretsene 3 0 kan omfatte en databehandlingsmaskin (ikke

vist separat) for gjennomføring av kalkulasjoner på målinger som er foretatt av verktøyet 10, som forklart nærmere nedenfor. Verktøyet 10 frembringer signaler til kabelen 26 i henhold til målinger utført av temperatursensorer (ikke vist i fig. 1 for å unngå overlessing av denne) i verktøyet 10, som forklart nærmere nedenfor. Signalene som overføres til kabelen 26 mottas og fortolkes av elektronikk-kretsene 30 på overflaten, og derav kan de ulike temperatur-relaterte målinger som gjennomføres av verktøyet 10, utledes, noe som også vil bli nærmere forklart nedenfor.

Borehullet 12 er vist idet det trenger gjennom en første sone 20 og en andre sone 22, som begge kan utgjøre endel av undergrunnsformasjonen 24. Borehullet 12 er dessuten vist komplettert, idet det er forsynt med et foringsrør 14 av stål koaksialt nedsatt i borehullet 12. Foringsrøret 14 er hydraulisk forseglet ved hjelp av sement 16 som fyller et ringformet rom mellom foringsrøret 14 og borehullet, på en måte som vil forstås av fagfolk på området. Den første sonen 20 og den andre sonen 22 er typisk hydraulisk forbundet med borehullet 12 ved hjelp av perforeringer 18 som er utført gjennom foringsrøret 14 og gjennom sementfyllingen 16, noe som også vil være kjent for fagfolk på området.

Den første sonen 20 kan være adskilt fra den andre sonen 22 av en betydelig vertikal avstand, og kan derfor ha et merkbart avvikende fluid-trykk i sine porerom når det sammenlignes med trykket i den andre sonen 22. Trykkforskjellen forårsakes hovedsakelig av jordens gravitasjonsfelt, noe som er velkjent for fagfolk. Den første sonen 20 kan også ha en annerledes; sammensetning av bergarter og kan inneholde andre relative volumer med olje, gass og vann i sine porerom enn det som gjelder for den andre sone 22. Av de ovennevnte grunner og også på grunn av andre forhold som er kjent for fagfolk, kan fluid som kommer fra den første sone 20, vist på figuren som 2OA, trenge inn i borehullet 12 med forskjellige hastigheter og fluidet 2OA kan ha andre andeler når det gjelder volumer av olje, gass og vann enn det som gjelder for fluid som entrer inn i borehullet fra den andre sonen 22, på figuren vist som 22A. Den måten hvorpå fluidet flyter inn i borehull 12, som i denne forbindelse er kalt "strømnings-regimet", kan være svært annerledes omkring den andre sonen 22 enn det som gjelder i omgivelsene rundt den første sonen 20, og strømningsregimet ved et hvilket som helst av disse steder i borehullet 12 kan avvike sterkt fra strømnings-regimet for den totale mengde av produsert fluid, vist ved 34, som beveger seg mot jordoverflaten.

Den totale mengde fluid 34 som produseres, blir eventuelt ført til utstyr (ikke vist) ved jordoverflaten ved hjelp av en gjennomstrømningslinje '32 forbundet med borehullet 12, hvor volumene av hver av de tre faser omfattende fluid, olje, gass og vann, kan måles.

Verktøyet 10 i henhold til foreliggende oppfinnelse kan forstås bedre ved henvisning til fig. 2. En langstrakt, hovedsakelig sylindrisk sonde eller stamme 36 kan festes til enden av kabelen 26. Stammen 36 omfatter et innvendig kammer 36B som er forseglet slik at det hindrer inntrengning av fluid som forefinnes i borehullet 12. Kammeret 3 6B utgjør en innkapsling for flere elektroniske seksjoner som vil bli nærmere forklart nedenfor.

En nedre ende 36A av stammen 36, kan være fremstilt av et termisk sett svært godt ledende materiale slik som alumi-nium eller messing, som nærmere omtalt nedenfor. Den nedre enden 3 6A er formet slik at den kan oppta i seg flere sensor-armer, vist generelt ved henvisningstall 38. Armene 38 kan på hengslet måte være festet til stammen 36 i en posisjon hvori den nedre ende 36A ligger inn i godset til selve stammen 36. Det hengslede eller svingbare feste av armene 38 gjør det mulig for dem å passe i alt vesentlig inn i de opptagende hulrom innrettet i den nedre ende 36A når armene 38 er fullstendig trukket inn i retning mot stammen 36, og mulig-gjør dessuten en utspenning av armene 38 slik at enden av hver arm, slik som den som er vist generelt ved henvisningstall 43, kan slutte kontakt med veggen til foringsrøret 14. Enden 43 av hver arm 38 kan være tildannet av et abrasjonsresistent materiale slik som wolframkarbid for å redusere slitasje. Armene 38 er fortrinnsvis konstruert av et materiale med svært lav termisk ledningsevne slik at tempera-turforskjellene innenfor tverrsnittet av borehullet 12 ikke blir svekket ved varmeledning gjennom armene 38. Et materiale som kan være egnet for armene 38, kan være plast forsterket av grafittfibre.

Armene 3 8 kan tvinges til kontakt med den innvendige vegg til foringsrør 14 av fjærer, slik som vist generelt ved henvisningstall 40. Hver arm kan omfatte en anordning for å indikere graden av vinkelutbøyning (ikke vist separat på figuren for ikke å overlesse denne) fra sin lukkede posisjon. Svingbare festeanordninger, hjelpemidler for å presse armene ut samt anordninger for å indikere vinkelstillingen (og dermed utspenningsgraden) for armene 38 er tidligere kjent innenfor dette tekniske området og kan omfatte slike anordninger som f.eks. er vist i US-patent nr. 4.121.345 (Roesner). Armene 38 kan dessuten omfatte en mekanisme (heller ikke vist separat) for på selektiv måte å spenne armene ut når verktøyet er innsatt i foringsrøret 14 til en dybde som er av interesse. Mekanismer for selektiv utspenning og inntrekking av armene 38 er også tidligere kjent innenfor dette tekniske området, og kan omfatte en mekanisme slik som vist i US-patent 4.121.345 nevnt ovenfor. Løsningene for svingbar innfesting, anordninger for selektiv inntrekking og utspenning av armene, og anordninger for indikering av vinkelstillingen som er vist i dette US-patent 4.121.345, er imidlertid bare ment som eksempler på slike anordninger. Som det vil forstås av fagfolk innenfor området, kan disse anordningene varieres og modifiseres på mange måter så lenge funksjonene blir ivaretatt på tilfredsstillende måte.

Anordningene for indikering av vinkelstillingen (ikke vist) av armene 38 kan være elektrisk forbundet med én av de elektroniske seksjoner, vist ved 44 på figuren, som genererer signaler som representerer vinkelstillingen til hver av armene 38. Ved den foreliggende utførelse av oppfinnelsen blir åtte slike armer 38, på dreibar måte festet til stammen 36 ved posisjoner som er vinkelforskjøvet 45° mellom to nærliggende armer 38. Det er tenkt at et annet antall radielt fordelte armer 38 kan gjennomføre målingene i henhold til foreliggende oppfinnelse, og antall armer 3 8 og vinkel-spredningen mellom dem må derfor ikke oppfattes som noen begrensning av foreliggende oppfinnelse.

Verktøyet 10 senkes på typisk måte ned i borehullet 12 med armene 33 fullstendig inntrukket for å muliggjøre en

relativt enkel innføring i borehullet 12. Når en dybde under sonene (vist som 20 og 22 i fig. 1) nås i borehullet 12, kan systemets operatør gi en kommando via de elektroniske kretser (30 i fig. 1) ved overflaten om at armene 38 skal spennes ut, og verktøyet 10 kan langsomt trekkes ut av borehullet 12 mens opptegning foregår i avhengighet av dybden mens målingene

utføres av verktøyet 10.

Hver arm 3 8 omfatter flere temperatursensorer, slik som dem som er vist ved 42A, 42B, 42C og 42D, anbragt i avstand fra hverandre langs hver arm. Temperatursensorene kan være av en type som er kjent innenfor dette fagområdet, slik som termistorer. Sensorene 42A-42D blir hver forbundet med en temperaturmålekrets, vist på figuren som 4 6, og denne genererer et signal som tilsvarer termistorens motstand og dermed temperaturen for hver sensor 42A-42D.

Når armene 38 er fullstendig trukket inn, blir temperatursensorene 42A-42D plassert i kontakt med en vegg i den nedre ende 3 6A. Fordi den nedre ende 3 6A er fremstilt av et termisk ledende materiale, vil forskjellene i temperatur over borehullet fordele seg over den nedre ende 3 6A mens temperatursensorene 42A-42D hver vil oppnå praktisk talt samme temperatur. Målingene som utføres av de individuelle temperatursensorer 42A-42D, kan deretter normaliseres for små variasjoner i responsen slik at små ulikheter i temperatur innenfor fluidet i borehullet 12, kan måles mer nøyaktig.

Verktøyet 10 omfatter en elektronisk del vist ved 48, som periodisk på elektrisk måte kobler temperatursensorene 42A-42D bort fra temperaturmålekretsen 46 og overfører en strømpuls til hver sensor 42A-42D. Etter at strømpulsen er tilført sensorene 42A-42D, blir sensorene 42A-42D elektrisk på ny forbundet til temperaturmålekretsen 46. Hensikten med disse strømpulser vil bli nærmere forklart nedenfor.

Vinkelstillingskretsen 44 og temperaturmålekretsen 4 6 er koblet til en data-sender/mottaker 50. Sender/mottakeren 50 overfører signaler til kabelen 26 i overensstemmelse med målesignaler avledet fra vinkelstillingskretsen 44 og temperaturkretsen 46. Signalene fra sender/mottakeren 50 føres til de elektroniske kretser (30 i fig. 1) ved overflaten og her kan signalene dekodes og omformes til temperaturmåledata for hver sensor og vinkelstillingsmålinger for hver arm 38.

Som vist i fig. 2 kan hver av armene 38 når de er utspent mot foringsrøret 14, strekke seg over endel av tverrsnittsarealet til foringsrøret 14, nemlig den delen som befinner seg mellom stammen 36 og den del av veggen til foringsrør 14 som står i kontakt med armen 38. Da vinkel-innstillingen til hver arm 38 kan fastlegges fra målingene som utføres ved hjelp av anordningene for å fastlegge vinkelstillingen (ikke vist), og den aksielle posisjon for hver sensor 42A--42D på hver arm 38 er kjent, vil posisjonen i forhold til tverrsnittet av foringsrøret 14 for hver enkelt temperatursensor 42A-42D kunne bestemmes.

Betydningen av å bestemme posisjonen for hver sensor 42A-42D innenfor tverrsnittsarealet til foringsrør 14 vil forstås bedre ved henvisning til fig. 3 som viser et oppriss av verktøyet 10. Stammen 36 kan her sees i en posisjon som i alt vesentlig er ved sentrum av foringsrør 14. Armene 38 er vist slik de strekker seg fra stammen 36 utover mot veggen til foringsrør 14. Som det fremgår av fig. 3 er temperatursensorene 42A-42D posisjonert ved flere ulike posisjoner innenfor tverrsnittsarealet til foringsrør 14. De forskjellige posisjoner i forhold til tverrsnittsarealet til forings-rør 14 kan bestemmes, fordi den aksielle posisjon for hver sensor 42A-42D er kjent og vinkelstillingen til hver arm 3 8 kan fastlejgges.

Som forklart ovenfor sender temperaturmålekretsen 4 6 signaler til elektronikk-kretsene ved overflaten (vist som 3 0 i fig. 1) i avhengighet av temperaturen som foreligger ved hver av temperatursensorene 42A-42D. Når verktøyet 10 forflyttes gjennom borehullet 12, kan temperaturmålinger for hver sensor 42A-42D i overensstemmelse med gjeldende dybde i borehullet bli opptegnet. Da posisjonen til hver sensor 42A-42D inne i tverrsnittsarealet til foringsrør 14 kan bestemmes som forklart ovenfor, blir det mulig å konstruere en grafisk fremstilling eller et "kart" over temperaturen inne i foringsrør 14 for hver dybde i borehull 12. Fig. 4 kan f.eks. vise et såkalt "konturkart" for temperaturen i borehull 12. Kartet i fig. 4 kan innbefatte en indikasjon av dybden som vist generelt ved henvisningstall 52, som angir den dybden som dette spesielle kart representerer. Isotermiske kurver ti, t2, t3 og t4, indikerer steder innenfor foringsrøret hvor temperaturen i alt vesentlig er lik, og disse konturlinjer eller isotermiske linjer kan genereres fra temperaturmålinger som tilsvarer hver sensor 42A-42D. Konturlinjene ti, t2, t3 og t4 kan genereres ved hjelp av et dataprogram av en type som er kjent innenfor dette fagområdet, og finnes resident i databehandlingsmaskinen (ikke vist) som kan være anbragt sammen med elektronikk-kretsene ved overflaten (vist som 30 i fig. 1) . Formen på konturlinjene ti, t2, t3 og t4 kan indikere dybden og måten hvorpå fluidet trenger inn i foringsrøret (indikert ved 14m) som en grafisk fremstilling av konturdiagrammet i fig. 4. Flere kart i likhet med det som er vist på fig. 4 kan genereres for flere forskjellige dybdenivåer inne i borehullet 12 for å bestemme hvordan fluidet strømmer i borehullet 12.

Temperaturkart, slik som det som er vist i fig. 4, kan dessuten benyttes til å bestemme hvorvidt enkelte av perforeringene (vist generelt som 18 i fig. 1) på aktiv måte fører fluid inn i borehullet 12. Det er f.eks. kjent innenfor fagområdet at inntrengning av gass i borehullet 12 typisk ledsages av en reduksjon i temperatur som skyldes ekspansjon av gassen. Et temperaturkart i likhet med det som er vist i fig. 4 vil derfor frembringe indikasjoner på et temperatur-fall nær perforeringene 18 gjennom hvilke gass flyter, men liten eller ingen slik temperaturreduksjon nær ikke-aktive perforeringer 18. Tvetydighet i fortolkning av et spesielt kart om hvorvidt enkelte perforeringer er aktive, kan løses ved å gjenta prosessen med å gjennomføre temperaturmålinger og kartlegging av temperaturen også når brønnen hindres i å produsere fluid ved en hydraulisk gjenlukking av gjennom-strømningslinjen (vist i fig. 1 som 32), en aksjon som av fagfolk på området betegnes som stenging (shutting-in) av borehullet 2.

Det er også mulig å posisjonere enkelte av sensorene (slik som 42D i fig. 2) ved endene 43 av armene 38 slik at de står i forbindelse med foringsrøret 14, noe som vil gjøre det mulig å bestemme hvorvidt hydrauliske kommunikasjonsveier, kalt kanaler, foreligger inne i det ringformede rom mellom borehullet 12 og foringsrøret, hvilket ringformet rom typisk er fylt av sement 16 som forklart tidligere. Temperatur-differanser mellom de individuelle sensorene 42D ved endene 43 til hvilke som helst av armene 38, kan være en indikasjon på bevegelse av fluid inne i det ringformede rom, noe som dermed indikerer forekomsten av en kanal.

Som omtalt tidligere er den elektroniske del som er vist ved 48 i fig. 2 og kan benevnes en pulskrets, innrettet slik at den temporært kobler sensorene 42A-42D bort fra temperaturmålekretsen 4 6 og tilfører en kortvarig strømpuls til hver sensor. Pulsen kan ha forskjellig varighet avhengig av blant annet typen av sensor som benyttes. Ved foreliggende utførelse av oppfinnelsen foretrekkes at strømpulsen har en varighet på 1 sekund, men denne varigheten må ikke betraktes som en begrensning av oppfinnelsen. Etter at strømpulsen avbrytes, vil pulskretsen 4 8 på ny etablere forbindelse mellom hver sensor 42A-42D og temperaturmålekretsene 46. Målingen av temperaturen til hver sensor 42A-42D gjenopptas dermed. Strømpulsen vil imidlertid i noen grad ha hevet temperaturen for hver sensor 42A-42D i en grad som avhenger av blant annet den termiske ledningsevne og varmekapasiteten til fluidet som sensoren 42A-42D står i forbindelse med. Temperaturen til hver sensor 42A-42D vil deretter gradvis returnere til temperaturen for fluidet som hver sensor 42A-42D står i forbindelse med. Hastigheten ved hvilken temperaturdifferansen reduseres, avhenger først og fremst av den termiske ledningsevne og varmekapasiteten til fluidet som den individuelle sensor 42A-42D omgis av.

Fig. !3 viser et eksempel på en grafisk fremstilling av sensortemperaturen som funksjon av tiden for en sensor omgitt av gass, som vist i 60, i olje som vist ved kurven 62 og i vann som vist ved kurven 64. Gass har typisk den laveste termiske ledningsevne og varmekapasitet av disse tre fluider, og gir dermed den største temperaturøkning i sensoren 42A-42D som følge av strømpulsen, og gir dessuten den langsomste retur av fluid-temperaturen mot normalverdi. Olje og vann har henholdsvis høyere varmekapasitet og termisk konduktivitet, og gir derved både en trinnvis mindre initiell temperatur-økning og hurtigere tilbakevending til omgivende fluid-temperatur. Hver sensor 42A-42D vil derfor oppvise en måling som tilsvarer karakteristiske varmeutjevningsegenskaper for fluidet som står i kontakt med den aktuelle sensoren 42A-42D.

Varmefordelingsegenskapene av fluidet i kontakt med sensoren kan karakteriseres ved økningen av sensortemperatur som følge av strømpulsen og er også avhengig av hastigheten på temperaturfallet eller utjevningsfallet i temperatur som følger strømpulsen. Et program som bygger på dette systemet og ligger lagret i databehandlingsmaskinen (ikke vist) i elektronikk-kretsene ved overflaten (30 i fig. 1), kan innbefatte en rutine for å måle temperaturen ved hver sensor umiddelbart før og umiddelbart etter tilførsel av strømpulsen til hver sensor. Programmet kan kalkulere forskjellen mellom de to temperaturmålinger. Driftsprogrammet kan også skanne målingene av sensortemperaturen ved flere adskilte tidsintervaller etter strømpulsen, og disse tidsintervaller kan fortrinnsvis ha en tidsavstand på omkring 0,05 sekunder. Programmet kan deretter bestemme en temperaturgradient basert på flere adskilte temperaturmålinger. Denne reduksjons-hastigheten og temperaturøkningen som bestemmes for hver sensor, kan sammenlignes med laboratoriemålinger for temperaturøkning og reduksjonshastighet utført på sampler av olje, gass og vann. Reduksjonshastighetene og temperaturøkningene som bestemmes i borehullet, kan deretter sammenlignes, ved hjelp av computeren (ikke vist), med laboratoriemålingene for å bestemme fasesammensetningen av fluidet som står i kontakt med hver sensor.

Det er mulig å konstruere et kart (ikke vist) som har et lignende format av konturopptegningen i fig. 4, men som oppviser linjer mellom posisjoner i foringsrøret 14 med samme varmeoverføringsegenskaper. Et kart (ikke vist) av slike varmeoverføringsegenskaper kan benyttes til å bestemme fordelingen av forskjellige fluider inne i tverrsnittet til foringsrøret 14.

Det skal presiseres av konturdiagrammet vist i fig. 4 bare er én spesiell versjon av et "kart" som viser fordeling av spesielle termiske egenskaper i borehullet 12 og som kan genereres ved å benytte målinger fra verktøyet 10. Mange andre kartkonfigurasjoner er også mulig. F.eks. kan de isotermiske konturene t1# t2/ t3 og t4 i fig. 4, erstattes av ulike farger eller gråskala-avskygninger av en type som er kjent for fagfolk på dette området, for å generere et termisk bilde av borehullet 12.

Som tidligere angitt er det mulig å bestemme den fysi-kalske fordeling av, eller å kartlegge, varmefordelingsegenskapene for fluidene i borehullet 12 ved å benytte verktøyet 10 i henhold til foreliggende oppfinnelse. Ved å kartlegge varmefordelingsegenskapene blir det mulig å bestemme fordelingen av fluider i borehullet. Fordelingen av fluider i borehullet kan benyttes til å bestemme strømningsregimet, eller strømningsmåten for fluidene i borehullet ved å sammenligne varmeifordelingskartene for borehullet med kart over varmefordelingsegenskaper for kjente strømningsregimer. Kjente strømningsregimer kan kartlegges ved innsetting av verktøyet 10 i henhold til foreliggende oppfinnelse i en laboratorieoppkobling som i fagmiljøet betegnes som en strøm-sløyfe (ikke vist) og kartlegge varmefordelingsegenskapene for fluidene under kjente strømningstilstander.

For fagfolk vil det være mulig å konstruere forbedringer og modifikasjoner av foreliggende oppfinnelse uten å gå uten-for rammen av oppfinnelsen. Oppfinnelsen vil således bare være begrenset av de nedenfor fremsatte patentkrav.

Claims (12)

1. Måleanordning (10) for å bestemme fordelingen av termiske egenskaper for fluider (2OA, 22A, 34) inne i et fluidkommuniserende borehull (12), hvilken anordning omfatter: en sone-stamme (36) innrettet til å gjennomløpe borehullet (12), radielt adskilte armer (38) festet til stammen (36), hvilke armer (38) er innrettet til på selektiv måte å spennes ut fra stammen (36) til de oppnår kontakt med en vegg (14) i borehullet (12), hvilke armer (38) omfatter vinkel-måleanordninger for måling av graden av utspenning av hver enkelt arm bort fra stammen (36), hvilke måleanordninger omfatter elementer for generering av et signal som tilsvarer graden av utspenning av hver enkelt av armene (38),karakterisert ved at flere temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D) er anbragt ved flere adskilte steder langs armene (38), en temperaturfølekrets (4 6) er forbundet med hver temperatursensor (42A, 42B, 42C, 42D) for generering av et signal som tilsvarer temperaturen for hver av de mange temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D), og at anordningen (10) dessuten omfatter kretser (48) innrettet for tilførsel av en strømpuls til hver av de mange temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D) for kortsiktig å heve temperaturen til sensorene (42A, 42B, 42C, 42D) , slik at posisjonen og temperaturen for hver av de mange temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D) innenfor borehullet (12) og dessuten den termiske transient-respons for fluidet som står i kontakt med hver av de mange temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D), kan bestemmes.

2. Måleanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at temperatursensorene (42A, 42B, 42C, 42D) omfatter termistorer.

3. Måleanordning ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at stammen (3 6) omfatter en nedre ende (36A) som er innrettet til å oppta armene (38) på en omsluttende måte idet den nedre ende (36A) omfatter materiale med høy termisk konduktivitet slik at når armene (38) selektivt blir trukket inn, vil temperatursensorene (42A, 42B, 42C, 42D) danne kontakt med den nedre ende (3 6A) og dermed muliggjøre en normalisering av responsvariasjonene for temperatursensorene (42A, 42B, 42C, 42D).

4. Fremgangsmåte for å bestemme strømforhold eller et såkalt strømningsregime, eller andre aktivitetsforhold for minst ett fluid som strømmer gjennom et fluidkommuniserende borehull (12), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: måling av temperaturen til fluidene ved kjente og adskilte steder over et tverrsnitt av borehullet (12) under bruk av en måleanordning eller et verktøy med flere temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D) og med lokaliseringsinnretninger (38) for å bestemme posisjonen til hver enkelt av disse sensorer (42A, 42B, 42C, 42D) i borehullet (12), generering av et temperaturkart for borehullet (12), og sammenligning av kartet med kart over tidligere kjente strømningsregimer, for derved å bestemme det aktuelle strømningsregime.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den dessuten omfatter følgende trinn: tilførsel av strømpulser til temperatursensorene (42A, 42B, 42C, 42D) for kortvarig å heve temperaturen til sensorene (42A, 42B, 42C, 42D), måling av den termiske transient-respons ved hver enkelt sensor (42A, 42B, 42C, 42D), idet det derved fastlegges varmeoverføringsegenskaper for det fluid som hver enkelt temperatursensor (42A, 42B, 42C, 42D) står i kontakt med, generering av et kart over varmeoverføringsegenskapene med henblikk på sensorens (42A, 42B, 42C, 42D) aktuelle posisjon i borehullet (12), og sammenligning av det genererte kart med kart over varmeoverføringsegenskaper for fluid som strømmer i kjente strømningsregimer, for derved å bestemme det aktuelle strøm-ningsregime i nevnte borehull (12).

6. Fremgangsmåte for bestemmelse av et strømningsregime for fluider i et borehull ifølge et av kravene 4-5, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: måling av temperaturen til fluidene i borehullet (12) ved kjente, adskilte steder i borehullet (12) ved bruk av et verktøy forsynt med flere temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D) samt anordninger for å bestemme en posisjon for hver av sensorene (42A, 42B, 42C, 42D) i borehullet (12), generering av et kart over temperaturen inne i borehullet (12), tilførsel av strømpulser til temperatursensorene for kortvarig å øke temperaturen til sensorene (42A, 42B, 42C, 42D) , bestemmelse av den termiske transient-respons ved hver sensor for derved å bestemme varmeoverføringsegenskapene for fluid som hver av temperatursensorene (42A, 42B, 42C, 42D) omgis av, generering av et kart over varmeoverføringsegenskapene i borehullet, og sammenligning av det termiske transiente kart og tempe-raturkartet med lignende kart over kjente strømningsregimer for fluider, for derved å bestemme strømningsregimet i det aktuelle borehull.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 4-6 for å bestemme aktivitetsnivået for perforeringer i et foringsrør (14) i et borehull (12) som gjennomtrenger en grunnformasjon (24), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: måling av temperaturen i borehullet (12) ved forutbestemte, adskilte steder i borehullet (12) ved anvendelse av et verktøy som har flere temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D) og lokaliseringsinnretninger (38) for å bestemme posisjonen til hver av disse sensorer (42A, 42B, 42C, 42D) i borehullet (12), hvilke målinger gjennomføres mens fluid (20A, 22A) strømmer inn i fra grunnformasjonen (24) , generering av et første temperaturkart over foringsrøret fra målinger av temperaturen som en funksjon av posisjonen i foringsrøret (14), utført under måleprosessen, gjentagelse av måleprosessen mens brønnen er avstengt, generering av et andre temperaturkart fra målinger utført mens brønnen er avstengt, og sammenligning av det første temperaturkart med det andre temperaturkart for derved å bestemme aktive og ikke-aktive perforeringer.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 4-7, for å bestemme fordelingen av flere fluider som strømmer gjennom et borehull (12) , karakt, erisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: måling av temperaturen til fluidene i borehullet (12) ved forutbestemte, adskilte steder i borehullet (12) ved bruk av et verktøy med flere temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D) og måleutstyr for fastleggelse av posisjonen til hver av disse sensorer (42A, 42B, 42C, 42D) innenfor borehullet (12), generering av et temperaturkart over borehullet (12), og sammenligning av kartet med kart over kjente fordelinger av fluider for på denne måten å bestemme distribusjon av fluidene.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 4-8 for å bestemme fluidfordelingen i et borehull (12) som har form av en rørledning, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: måling av temperaturen av fluidene i borehullet (12) ved forutbestemte, adskilte steder inne i borehullet (12) ved bruk av et verktøy som har flere temperatursensorer (42A, 42B, 42C, 42D) og utstyr for å bestemme posisjonen til hver av sensorene (42A, 42B, 42C, 42D) innenfor borehullet (12), generering av et temperaturkart innenfor borehullet (12) , tilførsel av strømpulser til temperatursensorene (42A, 42B, 42C, 42D) for midlertidig å heve temperaturen til sensorene (42A, 42B, 42C, 42D), bestemmelse av de termiske transient-responser ved hver sensor for derved å bestemme varmeoverføringsegenskapene til fluidet som hver av temperatursensorene (42A, 42B, 42C, 42D) er omgitt av, generering av et kart over varmeoverføringsegenskapene i borehullet (12), og bestemmelse av fluid-distribusjonen i rørledningen ved sammenligning av det termiske transientkartet og temperatur-kartet med lignende kart over kjente strømningsfordelinger.

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 4-9, karakterisert ved at trinnet med å generere et temperaturkart omfatter generering av et isotermisk konturdiagram.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 4-10, karakterisert ved at trinnet med å generere et temperaturkart omfatter generering av et isotermisk fargekart.

12. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 4-11, karakterisert ved at kartene over kjente strømningsregimer genereres fra laboratorie-eksperimenter som utføres i en strømsløyfe.