NO319017B1 - Fremgangsmate og apparat for bestemmelse av dynamiske stromningskarakteristikker ved bruk av sporstoffteknikker - Google Patents
Fremgangsmate og apparat for bestemmelse av dynamiske stromningskarakteristikker ved bruk av sporstoffteknikker Download PDFInfo
- Publication number
- NO319017B1 NO319017B1 NO19952540A NO952540A NO319017B1 NO 319017 B1 NO319017 B1 NO 319017B1 NO 19952540 A NO19952540 A NO 19952540A NO 952540 A NO952540 A NO 952540A NO 319017 B1 NO319017 B1 NO 319017B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- phase
- tracer
- radiation
- measurement
- time
- Prior art date
Links
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 title claims description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 60
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 42
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 30
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 30
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 16
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 16
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- PNDPGZBMCMUPRI-HVTJNCQCSA-N 10043-66-0 Chemical compound [131I][131I] PNDPGZBMCMUPRI-HVTJNCQCSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical group CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical group 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- MEANOSLIBWSCIT-UHFFFAOYSA-K gadolinium trichloride Chemical compound Cl[Gd](Cl)Cl MEANOSLIBWSCIT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements
- E21B47/11—Locating fluid leaks, intrusions or movements using tracers; using radioactivity
- E21B47/111—Locating fluid leaks, intrusions or movements using tracers; using radioactivity using radioactivity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
- G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements
- E21B47/11—Locating fluid leaks, intrusions or movements using tracers; using radioactivity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for bestemmelse av dynamisk strømningskarakteristikker av strømmende flerfasefluid innbefattende en vandig fase og en hydrokarbonfase, hvor én er kontinuerlig og den andre er dispergert, i en hydrokarbonundergrunnsbrønn. Oppfinnelsen angår også et apparat til anvendelse derav.
Fluidene produsert av en hydrokarbonbrønn innbefatter typisk en
hydrokarbon (olje) fase og en vandig (vann) fase og noen ganger en gassfase.
En av disse fasene, oftest den vandige fasen, er kontinuerlig og den andre
fasen er dispergert i denne. Kunnskap om proporsjonene av disse fasene og deres strømningshastigheter er nødvendig for å bestemme strømnings- • hastighetene fra brønnen av de forskjellige fasene. En rekke fremgangsmåter*
er blitt foreslått for bestemmelse av strømningshastigheter i enkeltfase- eller . flerfasestrømmer. For noen av disse er det nødvendig å ha tilgang til ytter-
siden av strømledningen, noe som ikke er mulig i en undergrunnsbrønn og således ikke er anvendelig for måling av strømmer i brønner som er
nødvendig for produksjons-loggeformål. En særskilt måte for måling av strømmer i brønner er å innføre sporstoffer i strømmen og å måle passeringen
av disse sporstoffene forbi en målestasjon for å måle strømmen. Et eksempel
på en sporstoffteknikk er innføringen av en saltoppløsning i strømmen og målingen av forandringen i elektrisk ledningsevne når sporstoffet passerer målestasjonen. Problemer kan imidlertid oppstå på grunn av vann-
formasjonens naturlige saltholdighet, og en slik teknikk måler bare den vandige fasen og kan således ikke brukes alene for å tilveiebringe alle de nødvendige målingene i en hydrokarbonbrønn. Som et alternativ til salt-oppløsninger har radioaktive sporstoffer blitt brukt for å måle enkeltfase- og flerfasestrømmer. Disse sporstoffene kan enten gjøres oljéoppløselige eller vannoppløselige, og således kan teknikken brukes for å måle begge faser i en hydrokarbonbrønn. Et eksempel på bruken av radioaktive sporstoffer for å bestemme vannstrømmen bak foringsrør (utenfor brønnen) er beskrevet i US 3,784,828. Et eksempel på et instrument for å gjøre sliké strømmålinger i hydrokarbonbrønner er Schlumbergers "Sporstoff Ejeksjon Instrument" som er beskrevet i US 4,166,215 og US 4,166,216. Mindre mengder av egnede radioaktive sporstoffer slik som jod 131 føres periodisk inn i kontinuerlig-
fase brønnfluidet ved en forutbestemt dybde i brønnen. Ved deretter samtidig,
å måle nivået på radioaktiviteten over og under dette stedet oppnås målinger som er representative for en eller flere dynamiske strømningskarakteristikker
for den kontinuerlige fasen. Disse målingene er basert på sporstoffets gangtid
fra stedet hvor det innføres i strømmen til målestasjonene. Siden ejeksjonen .
av radioaktive materialer inn i fluidene, som senere blir produsert fra brønnen, ofte betraktes å være mindre heldig, har alternative fremgangsmåter som bruker nukleære strålingsteknikker blitt foreslått. Disse alternative teknikkene produserer aktiveringskomponenter med kort levetid i strømmen for å tilveiebringe det radioaktive materialet som detekteres, men som ikke lenger er radioaktivt ved den tiden fluidene produseres fra brønnen. Et eksempel på dette er beskrevet i US 4,233,508 hvor fluidet som blir overvåket bestråles med nøytroner, slik at oksygenatomer transformeres til radioaktive nitrogenatomer som dekomponerer ved utsendelse av y-stråling som
detekteres ved målestasjonen. Denne fremgangsmåten for aktivering av en komponent av strømmen måler bare den vandige fasen siden.oljefasen ikke omfatter noen oksygenatomer som blir aktivert ved nøytronstråling.
Ytterligere eksempler på bruken av sporstoffejeksjon- eller aktiverings-
teknikker for måling av strømmer i brønner beskrives i US 5,047,632 og US 5,306,911.
Det er en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte ved
bruk av nukleære strålingsmålinger for å oppnå dynamiske strømnings-karakteristikker som har fordelen av å bruke sporstoffer for måling av vann-,
olje- eller gassfaser mens den unngår nødvendigheten av å .ejisere radioaktive sporstoffmaterialer i brønnen.
Det er en ytterligere hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangs-
måte for måling av fasestrørhningshastighet i en brønn ved bruk av et ikke-radioaktivt sporstoff.
Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for bestemmelse av dynamisk strømningskarakteristikker av strømmende flerfasefluid innbefattende en vandig fase og en hydrokarbonfase, hvor én er kontinuerlig og den andre er dispergert, i en hydrokarbonundergrunnsbrønn, som er kjennetegnet ved at den innbefatter trinnene:
a. danne et strålingsmiljø rundt et målingssted i det strømmende fierfase-
fluidet hvorved stråling detekteres;
b. ejisere et sporstoff inn i én fase av det strømmende flerfase-fluidet
oppstrøms for målingsstedet som innvirker på strålingsdeteksjonen ved målingsstedet når det passerer; I c. foreta en tidsbasert måling av strålingen ved målingsstedet for å inkludere passeringen av sporstoffet i den ene fasen for å bestemme innvirkningen av sporstoffet på strålingsdeteksjonen; d. bestemme strørnningshastigheten til den ene fasen fra den tidsbaserte målingen; og
e. bruke strømningshastigheten til.den ene fasen for å bestemme den dynamiske stemningskarakteristikken.
Denne fremgangsmåten har fordelene ved at sporstoffet er ikke-radioaktivt og gjør håndtering lettere, og at ingen radioaktivitet oppnådd fra målingen produseres fra brønnen.
I sin mest generelle form angår oppfinnelsen en måling av en dynamisk karakteristikk av en strøm slik som material (fase) strømningshastighet, basert på tiden T som er nødvendig for materialet (fasen) å føre et sporstoff en distanse L fra et ejeksjonspunkt til et punkt hvor sporstoffet detekteres. Strømningshastigheten er forholdet L/T. Det strømmende materiale kan være ,et faststoff (f.eks. kornete partikler), væske eller gass og kan innbefatte alle de strømmende materialene (enkelfase) eller bare en del derav (flerfase, enten som en kontinuerlig eller dispergert fase). Sporstoffmaterialet kan være faststoff, væske eller gass i overensstemmelse med materialstrømmens karakter som skal måles, og det eneste kravet er at sporstoffet føres med hovedsakelig den.samme hastigheten som materialet i strømmen. Målings-konseptet omfatter en bestrålings-/deteksjonsprosess hvor bestrålingen .
stimulerer noe fysikalsk adferd som er annerledes i sporstoffet enn i det strømmende materialet, og en detektor som registrerer forskjellen i den fysikalske atferden mellom det strømmende fluidet og sporstoffet som stimuleres av bestrålingen. Eksempler på bestrålings-/deteksjonsprosesser er tetthet og/eller fotoelektrisk måling (bestrålt av en y-strålekilde og detekterbar av en scintillasjonsdetektor), og for det foretrukne tilfellet som er termisk nøytroninnfangningstverrsnittsmåling (aktiviserbar av en nøytrongenerator og detekterbar av enten termiske nøytrondetektorer eller y-stråledetektorer som detekterer innfangnings-y-stråler). Andre elektroniske strålekilder, slik som røntgenstrålerør, kan også bli brukt med egnede detektorer.
Den foretrukne utførelsen av denne oppfinnelsen er rettet mot målingen av hastighet i olje-, vann- og gassfaser i oljebrønner, og spesifikt velges innfangningstverrsnittet av termiske nøytroner produsert ved moderasjon i formasjonen og borehullet av 14 MeV nøytroner produsert av en DT nøytron-generator som den sporstoff-fysikalske-egenskapen som undersøkes. Detektoren er fortrinnsvis en scintillasjonsdetektor som reagerer på innfangnings-y-stråler. Andre nøytrongeneratorer og detektorer er mulige, f.eks. spektroskopiske y-stråledetektorer eller y-tellehastighetsdetektorer. De ovennevnte valgene egner seg fordi de allerede eksisterer i former som kan plasseres i et borehull. Som nevnt må sporstoffet ha et innfangningstverrsnitt som er forskjellig fra det strømmende materialet, som kan være en
i kombinasjon av vann, olje og gass. Typiske komponenter for borehullolje, -vann og -gass har innfangningstverrsnitter på mindre enn 10 b, med unntaket av klor;- som har et innfangningstverrsnitt på 33 b. Et foretrukket sporstoff for olje og vann inneholder Gd, som har et innfangningstverrsnitt på 49.000 b, i sin isotopiske naturlige form. Et sporstoff for gass er BF3, hvor B'en, som har et innfangningstverrsnitt på 760 b i sin isotopiske naturlige form, gir sporstoffets høye nøytroninnfangningstverrsnitt.
Der hvor fremgangsmåten angår det å gjøre målinger i brønner (eller borehull) kan trinnet med å danne et radioaktivt miljø innbefatte bestråling av undergrunnsformasjoner som omgir brønnen med nøytroner for å danne en høy nøytronpopulasjon i brønnen som detekteres, f.eks. ved bruk a<y>en termisk nøytrondetektor, på målingsstedet. I dette tilfellet kan bestråling oppnås ved bruk av en pulset akseleratornøytronkilde, slik som f.eks. en 14 MeV D-T akselerator. Andre elektroniske strålekilder, slik som røntgen-strålerør, kan også bli brukt hvor dette er hensiktsmessig. I en spesielt foretrukket utførelsesform detekteres y-stråler, som oppnås når sporstoffet vekselvirker med nøytronene, på målingsstedet.
Sporstoffet behøver ikke å være radioaktivt, og i et foretrukket tilfelle er det - ikke-radioaktivt. I en særskilt foretrukket utførelsesform innbefatter sporstoffet en forbindelse som har et høyt nøytroninnfangningstverrsnitt, slik som en gadoliniuminneholdende forbindelse.
Oppfinnelsen tilveiebringer også et apparat for bestemmelse av dynamisk strømningskarakteristikker av strømmende flerfasefluid innbefattende en vandig fase og en hydrokarbonfase, hvor én er kontinuerlig og den andre er dispergert, i en hydrokarbonundergrunnsbrønn, som er kjennetegnet ved at den innbefatter:
a. et instrument som er plassert i det strømmende flerfasefluidet og som omfatter en målestasjon som har en strålingsdetektor; b. organer for dannelse av et strålingsmiljø i det strømmende flerfase-fluidet rundt målestasjonen; c. en sporstoff-ejektor i instrumentet for ejisering av et sporstoff inn i én fase av det strømmende flerfasefluidet oppstrøms for målestasjonen som innvirker på strålingsdeteksjonen ved målestasjonen når det passerer; d. organer for å foreta en tidsbasert måling av strålingen ved målestasjonen for å inkludere passering av sporstoffet i én fase for å bestemme innvirkningen av sporstoffet på strålingsdeteksjonen;
e. organer for å bestemme strømningshastigheten til den ene fasen fra den
tidsbaserte målingen; og
f. organer for å bruke strømningshastigheten til den ene fasen for å
bestemme den dynamiske strømningskarakteristikken.
Et egnet sporstoff for bruk i bestemmelse av strømningskarakteristikker av et fluid innbefatter en forbindelse som er blandbar med fluidet og som omfatter et ikke-radioaktivt materiale med en fysikalsk karakteristikk i et strålingsmiljø som i alt vesentlig er forskjellige fra det for fluidet, slik som et høyt nøytroninnfangningstverrsnitt, en høyere tetthet eller en høy Z (effektivt atomtall).
Der fluidet ved undersøkelse innbefatter en fase av en flerfasestrøm er forbindelsen blandbar med den fasen, oppløselig i fasen eller i stand til å strømme med den fasen. Sporstoffers tetthet skal også velges slik at det ikke påvirker strømmen av fasen som undersøkes. Det er ønskelig å bruke et sporstoff som øker tettheten av fasen som undersøkes, og dette kan bli målt for å detektere passeringen av sporstoffet.
Oppfinnelsen vil nå beskrives med henvisning til de medfølgende figurer, hvor: Figur 1 viser et skjematisk snitt av et instrument ifølge en utførelse av oppfinnelsen; og Figur 2 viser et tidsbasert plott av tilsynelatende-borehull-termisk-nøytrontverrsnitt ved bruk av instrumentet ifølge figur 1 for å måle strømningshastighet.
Med henvisning til figur 1 innbefatter utførelsen av oppfinnelsen et wire-instrument 10 som er suspendert innenfor en murt brønn 12 ved bruk av en
wirekabel 14. Brønnen fylles med fluid 16 innbefattende en blanding av formasjonsvann (saltvann) og olje som strømmer i pilens retning. I noen
tilfeller kan fluidet også omfatte gass. Instrumentet 10 omfatter en sporstoff-ejeksjonsseksjon 18 på dets nedstrømsende, et avstandsstykke 20 (valgfritt),
en akseleratorkontrollseksjon 22, en pulset DT akseleratornøytronkilde 24,
slik som beskrevet i US 4,721,853 og y-stråledetektorer 26 av den typen generelt brukt for borehullinstrumenter. Kilden 24 brukes for å bestråle formasjonen som omgir brønnen med 14 MeV nøytroner som er dempet ved vekselvirkning med det omsluttede materialet ned til termiske energier. Dempingen og innfangingen av nøytronet produserer y-stråler som detekteres på detektorene 26. Ejektorseksjonen 18 er hovedsakelig den samme som ejektorseksjonen beskrevet i US 4,166,215 og 4,166,216 og sørger for å
ejisere en mengde av sporstoffet inn i strømmen. Konsentrasjonen av sporstoffet og mengden ejisert kan velges slik åt den kan lett gi detekterbare resultater som vil forklares senere. Sporstoffet kan enten være en vannopp-løselig forbindelse, f.eks. en vandig oppløsning av gadoliniumklorid (GdC^), eller en oljeoppløselig forbindelse. Egnede oljeblandbare preparater omfatter saltvann i oljeemulsj oner og Gd-merkede organiske forbindelser som også
kan være oljeoppløselige. Saltvann i olj eemulsj oner kan bli fremstilt ved bruk av mineralolje, GdCb-saltvann, og et overflateaktivt middel slik som EMUL-HT. Et egnet oljeoppløselig sporstoff har den generelle formelen Gd(RCOO)3hvor R typisk er CH3(CH2)4. En alternativ versjon av sporstoffet omfatter seks ytterligere CH2-grupper. Det generelle fremstillingsskjema er som følger:
X er klorid eller acetat.
Vannet og syren fremstilt i reaksjonen ved azeotroping med toluen, og toluenet sørger for å oppløse sporstofforbindelsen og gjør den oljeblandbar. Reaksjonen utføres fortrinnsvis ved ikke mer enn 116°C med et overskudd av organisk reagens på ca 10%. Den oppnådde forbindelsen etter fjerning av vann og syre, oppløses i toluen for å gi et Gd-innhold på ca. 15%. Dette kan så ytterligere fortynnes med heptan for bruk i foreliggende fremgangsmåte.
I
For å kunne brukes i oppfinnelsen må sporstoffet føres av sted ved den samme hastigheten som den fasen som er av interesse, og som betyr at sporstoffet fortrinnsvis må blandes med fasen som er av interesse. For gasser er ikke dette noe problem og spesielt i lagdelte strømmer i horisontale brønner, siden ejisert gass, slik som BF3, vil stige til toppen av væsken og blandes med den strømmende gassen. For olje og vann må Gd bli fremstilt i henholdsvis olje- eller vannblandbar form. I en horisontal brønn skal det vannblandbare Gd-preparatet være av en større tetthet enn oljefasen, og det oljeblandbare Gd-preparatet skal være av mindre tetthet enn vannfasen. Dette . vil sikre at, uavhengig av fasen hvori sporstoffet faktisk er injisert (dvs. omgi ejektorseksjonen 18 for injeksjonstiden), den vil bevege seg under oppdrift til den korrekte fasen.
Utførselen fra detektorene styres etter tiden som sporstoffet ejiseres. Når sporstoffet går inn i området for kilden 24 og detektoren 26, som er høy i termiske nøytroner, vil y-stråletelling på detektorene 26 påvirkes. På grunn av det høye innfangningstverrsnittet av gadoliniumet vil dekomposisjonshastigheten av termiske nøytroner økes mens sporstoffet er i området for kilden. Denne dekomposisjonshastigheten er detekterbar ved bruk av teknikkene benyttet i termisk dekomposisjons-nøytron-logging av undergrunnsformasjoner med pulsede nøytronkilder. Ved å kjenne sporstoffets ejeksjonstid og forekomsttiden for toppen i nøytrondekomposisjons-
hastigheten, kan sporstoffets gangtid bestemmes og således hastigheten for den respektive strømmen. Dette gjøres fortrinnsvis slik som det beskrives i US 4,166,215 og 4,166,216, dvs. på samme måte som brukt for å bestemme strømningshastigheten ved bruk av radioaktive sporstoffer. Figur 2 viser et tidsbasert plott av nøytrondekomposisjon (tilsynelatende-borehull-termisk--nøytrontverrsnitt) etter ejisering av Gd-sporstoffet (også vist på plottet). Med en sporstoffejeksjon på ca. 5 sekunder på skalaen, og et toppmidtpunkt på ca.
55 sekunder på den samme skalaen og en ejektor-til-detektor avstand i
området 3-6 m, er strømningshastigheten 0,06-0,12 m/s. For en slik måling er nøytronkilden fortrinnsvis drevet for å tilveiebringe en serie av nøytronstøt på
ca. 20 jis separert ved sprang på ca 80 u.s. Detektorene kan bli bestrålt over 100 jas perioden for å skille mellom de forskjellige y-stråleopprinnelsene detektert (uelastisk spredning, innfangning etc).
Et alternativ for måling av den termiske nøytrondekomposisjonshastigheten er den spektroskopiske deteksjonen og målingen av de karakteristiske y-strålene avgitt på grunn av nøytroninnfanging i Gd. Tellehastigheten av Gd-nøytron-innfangings-y-stråler vil øke når sporstoffet passerer målingsstedet.
Claims (16)
1. Fremgangsmåte for bestemmelse av dynamisk strømningskarakteristikker av strømmende flerfasefluid innbefattende en vandig fase og en hydrokarbonfase, hvor én er kontinuerlig og den andre er dispergert, i en hydrokarbon-undergrunnsbrønn,
karakterisert vedat den innbefatter trinnene: a. danne et strålingsmiljø rundt, et målingssted i det strømmende flerfase-fluidet hvorved stråling detekteres; b. ejisere et sporstoff inn i én fase av det strømmende flerfase-fluidet oppstrøms for målingsstedet som innvirker på strålingsdeteksjonen ved målingsstedet når det passerer; c. foreta en tidsbasert måling av strålingen ved målingsstedet for å inkludere passeringen av sporstoffet i den ene fasen for å bestemme innvirkningen av sporstoffet på strålingsdeteksjonen; d. bestemmé strømningshastigheten til den ene fasen fra den tidsbaserte målingen; og e. bruke strømningshastigheten til den ene fasen for å bestemme den dynamiske strørrmin<g>skarakteristikken.
2.. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert vedat trinnet for å foreta en tidsbasert måling innbefatter måling av tiden nødvendig for det strømmende fluidet til å føre med seg sporstoffet fra et ejeksjonspunkt til et målingssted hvor sporstoffet detekteres.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat den ene fasen innbefatter den kontinuerlige . fasen.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat trinnet for å danne et strålingsmiljø innbefatter bestråling med en nøytronkilde.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,
karakterisert vedat trinnet for å foreta en tidsbasert måling innbefatter måling av hastigheten av termisk nøytrondekomposisjon.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 4,
karakterisert ved. at trinnet for å foreta en tidsbasert måling innbefatter måling av tellehastigheten av y-stråler som fremkommer fra termisk nøytroninnfangning.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert vedat den ene fasen er en dispergert fase.
8. Apparat for bestemmelse av dynamisk strømningskarakteristikker av strømmende flerfasefluid innbefattende en vandig fase og eh hydrokarbonfase, hvor én er kontinuerlig og den andre er dispergert, i en hydrokarbon-undergrunnsbrønn,
karakterisert vedat den innbefatter: a. et instrument som er plassert i dét strømmende flerfasefluidet og som omfatter en målestasjon som har en strålingsdetektor; b. , organer for dannelse av et strålingsmiljø.i det strømmende flerfase-fluidet rundt målestasjonen; c. en sporstoff-ejektor i instrumentet for ejisering av et sporstoff inn i én fase av det strømmende flerfasefluidet oppstrøms for målestasjonen som innvirker på strålingsdeteksjonen ved målestasjonen når det passerer; d. organer for å foreta en tidsbasert måling av strålingen ved målestasjonen for å inkludere passering av sporstoffet i én fase for å bestemme innvirkningen av sporstoffet på strålingsdeteksjonen; e. organer for å bestemme strømningshastigheten til den ene fasen fra den tidsbaserte målingen; og f. organer for å bruke strømningshastigheten til den ene fasen for å bestemme den dynamiske strømningskarakteristikken.
9. Apparat ifølge krav 8,karakterisert vedat organene for dannelse av et strålingsmiljø . rundt målingsstedet innbefatter organer for bestråling med nøytroner.
10. Apparat ifølge krav 9,
karakterisert vedat organene for bestråling med nøytroner innbefatter en akseleratornøytronkilde.
11. Apparat ifølge krav 10,
karakterisert vedat det ytterligere innbefatter organer for måling av termisk nøytroninnfangningstverrsnitt.
12. Apparat ifølge krav 9,
karakterisert vedat organene for å foreta en tidsbasert måling av strålingen omfatter en termisk nøytrondetektor.
13. Apparat ifølge krav 9,
karakterisert vedat organene for å foreta en tidsbasert måling av strålingen omfatter en y-stråledetektor.
14. Apparat ifølge krav 8,
karakterisert vedat det innbefatter et loggeinstrument som kan være plassert i et undergrunnsborehull.
15. Apparat ifølge krav 8,
karakterisert vedat sporstoff-ejektoren innbefatter organer for ejisering av et sporstoff inn i en vandig fase av det strømmende flerfase-fluidet.
16. Apparat ifølge krav 8,
karakterisert vedat sporstoff-ejektoren innbefatter organer for ejisering av et sporstoff inn i en hydrokarbonfase av det strømmende flerfase- . fluidet.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/266,077 US5543617A (en) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | Method of measuring flow velocities using tracer techniques |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO952540D0 NO952540D0 (no) | 1995-06-23 |
| NO952540L NO952540L (no) | 1995-12-28 |
| NO319017B1 true NO319017B1 (no) | 2005-06-06 |
Family
ID=23013075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO19952540A NO319017B1 (no) | 1994-06-27 | 1995-06-23 | Fremgangsmate og apparat for bestemmelse av dynamiske stromningskarakteristikker ved bruk av sporstoffteknikker |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5543617A (no) |
| CA (1) | CA2152254C (no) |
| GB (1) | GB2291187A (no) |
| NO (1) | NO319017B1 (no) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103195408A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-10 | 中国石油大学(北京) | 油气井流动成像测量方法 |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5711900A (en) * | 1995-11-29 | 1998-01-27 | Schlumberger Technology Corporation | Gadolinium compounds for use as oil-soluble tracers |
| GB9610574D0 (en) * | 1996-05-20 | 1996-07-31 | Schlumberger Ltd | Downhole tool |
| US6011263A (en) * | 1997-09-11 | 2000-01-04 | Bielski; Roman | Method and apparatus for measuring multi-phase flow |
| US5880375A (en) * | 1997-09-11 | 1999-03-09 | Bielski; Roman | Apparatus and method for measuring multi-phase flow |
| DE19829940A1 (de) * | 1998-07-04 | 2000-01-05 | Martin Naegele | Methode und Anordnung zur Messung der räumlichen und zeitlichen Entwicklung einer laserinduzierten Anregung in Flüssigkeiten/Gasen |
| GB2399111B (en) * | 2003-03-07 | 2005-10-05 | Schlumberger Holdings | Methods for detecting while drilling underbalanced the presence and depth of water produced from the formation and for measuring parameters related thereto |
| WO2006119080A2 (en) * | 2005-04-29 | 2006-11-09 | Larsen Lewis G | Apparatus and method for generation of ultra low momentum neutrons |
| US7654318B2 (en) | 2006-06-19 | 2010-02-02 | Schlumberger Technology Corporation | Fluid diversion measurement methods and systems |
| US10061055B2 (en) | 2008-06-25 | 2018-08-28 | Schlumberger Technology Corporation | Absolute elemental concentrations from nuclear spectroscopy |
| US8969793B2 (en) * | 2008-07-02 | 2015-03-03 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole neutron activation measurement |
| US9175559B2 (en) * | 2008-10-03 | 2015-11-03 | Schlumberger Technology Corporation | Identification of casing collars while drilling and post drilling using LWD and wireline measurements |
| US20150315896A1 (en) * | 2013-01-02 | 2015-11-05 | Scale Protection As | Scale Indication Device and Method |
| CN103343684B (zh) * | 2013-06-18 | 2016-03-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油田高温高矿化度区块井间监测用络合物示踪剂及其应用 |
| CN103321636A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-09-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 基于脉冲中子技术的非放射性示踪流量测井方法及流程 |
| WO2016154334A1 (en) | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Weatherford Technology Holdings, LLC. | Apparatus for carrying chemical tracers on downhole tubulars, wellscreens, and the like |
| US10677626B2 (en) * | 2016-03-01 | 2020-06-09 | Besst, Inc. | Flowmeter profiling system for use in groundwater production wells and boreholes |
| GB201604246D0 (en) * | 2016-03-11 | 2016-04-27 | Univ Hull | Radioactivity detection |
| US10209109B2 (en) | 2016-12-05 | 2019-02-19 | Juan Bautista Emanuel GIMENEZ | Nuclear flowmeter for measurements in multiphase flows |
| US10655445B2 (en) * | 2017-12-04 | 2020-05-19 | Carbo Ceramics Inc. | Non-radioactive tracers to evaluate fracturing procedures |
| CN108194076B (zh) * | 2017-12-27 | 2021-03-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 双向脉冲中子氧活化测井仪标定解释方法、装置和图版 |
| US11384636B2 (en) | 2018-10-18 | 2022-07-12 | Reservoir Metrics Ip Holdings, Llc | Method to determine tracer response from non-ideal chemical tracers |
| US11326440B2 (en) | 2019-09-18 | 2022-05-10 | Exxonmobil Upstream Research Company | Instrumented couplings |
| CN113092812A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种流速测量装置和测量方法及其在并联多通道中的应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4166216A (en) * | 1977-09-23 | 1979-08-28 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for determining dynamic flow characteristics of production fluids in a well bore |
| US4825072A (en) * | 1986-09-26 | 1989-04-25 | Western Atlas International, Inc. | Method and apparatus for determining well fluid flow velocity using a nonradioactive tracer |
| JPH06138135A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Osaka Gas Co Ltd | 濃度および流速の測定方法ならびに装置 |
-
1994
- 1994-06-27 US US08/266,077 patent/US5543617A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-20 CA CA002152254A patent/CA2152254C/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-23 NO NO19952540A patent/NO319017B1/no not_active IP Right Cessation
- 1995-06-27 GB GB9513077A patent/GB2291187A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103195408A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-10 | 中国石油大学(北京) | 油气井流动成像测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5543617A (en) | 1996-08-06 |
| GB2291187A (en) | 1996-01-17 |
| NO952540L (no) | 1995-12-28 |
| CA2152254C (en) | 2005-07-26 |
| CA2152254A1 (en) | 1995-12-28 |
| GB9513077D0 (en) | 1995-08-30 |
| NO952540D0 (no) | 1995-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO319017B1 (no) | Fremgangsmate og apparat for bestemmelse av dynamiske stromningskarakteristikker ved bruk av sporstoffteknikker | |
| US7294829B2 (en) | Method and apparatus for an improved formation density indicator using pulsed neutron instruments | |
| CA1261485A (en) | Method of logging a well using a non-radioactive material irradiated into an isotope exhibiting a detectable characteristic | |
| CA2689463C (en) | Use of elemental pulse neutron spectroscopy measurements for indexing bitumen viscosity in the well | |
| US3562523A (en) | Method for determining residual oil content of a formation using thermal neutron decay measurements | |
| US4169979A (en) | Method and apparatus for measuring azimuth and speed of horizontal fluid flow by a borehole | |
| US4051368A (en) | Method of measuring horizontal flow speed of fluids in earth formations penetrated by a wellborehole | |
| NO147008B (no) | Fremgangsmaate for bestemmelse av stroemningshastigheter og -vinkel for uoensket vann paa utsiden av en foret broenn | |
| US11624855B2 (en) | Holdup algorithm using assisted-physics neural networks | |
| GB1598898A (en) | Method of measuring horizontal fluid flow behind a well casing | |
| CA1115428A (en) | Water injection profiling by nuclear logging | |
| CA1150856A (en) | Measurement of flowing water salinity within or behind wellbore casing | |
| Lyakhova et al. | Tritium as an indicator of venues for nuclear tests | |
| RU2082185C1 (ru) | Способ нейтронного активационного каротажа на хлор | |
| US2910587A (en) | Well logging process | |
| Tanaka et al. | In-situ tracer experiment at underground research laboratory in Japan | |
| Dommersnes | Potential Utilization of Neutron Logging for Casing Cement Evaluation | |
| USRE27579E (en) | Method of core analysis using thermal neutron capture cross section | |
| Il’inskii et al. | Instrumentation and methodological oxygen-activation logging system for oil and gas wells | |
| Johnson | Radioactive xenon and argon production and transport in the environment | |
| Gabnasyrov et al. | Improved approaches to determination of the current oil saturation of reservoir rocks according to geophysical data in the fields of LUKOIL-PERM LLC | |
| O'Brien et al. | Comprehensive analysis of the carbon/oxygen log | |
| Hussein et al. | Gauging | |
| Burnett et al. | Drill collar effects on MWD epithermal, thermal and capture gamma ray neutron porosity measurements | |
| Burkhart | Neutron Generators and Well Logging. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |