NO320180B1 - Fremgangsmate og anordning for a detektere innstromning av fluid fra en formasjon i en bronn under boring, ved maling av varmestrom gjennom rorvegg - Google Patents
Fremgangsmate og anordning for a detektere innstromning av fluid fra en formasjon i en bronn under boring, ved maling av varmestrom gjennom rorvegg Download PDFInfo
- Publication number
- NO320180B1 NO320180B1 NO20013116A NO20013116A NO320180B1 NO 320180 B1 NO320180 B1 NO 320180B1 NO 20013116 A NO20013116 A NO 20013116A NO 20013116 A NO20013116 A NO 20013116A NO 320180 B1 NO320180 B1 NO 320180B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- fluid
- inflow
- heat flow
- formation
- mud
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 71
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims description 66
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 230000004941 influx Effects 0.000 title description 4
- 238000010422 painting Methods 0.000 title 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 33
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 39
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 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
- E21B47/103—Locating fluid leaks, intrusions or movements using thermal measurements
Landscapes
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
Teknisk område.
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for detektering av innstrømning av fluider fra en formasjon i en brønn under boring, og en anordning for utførelse av fremgangsmåten.
Den kan anvendes for installasjoner for boring av brønner, særlig petroleumsbrønner til lands og til sjøs.
Kjent teknikk.
Innstrømning av fluider fra en formasjon, og særlig gassformede hydrokarboner, i en brønn, som skjer under boring eller operasjoner er fenomener som må detekteres så tidlig som mulig for å forenkle kontrollen og minske følgene, slik som ukontrollerte utbrudd som kan medføre brann, forurensning, ustabilitet eller tap av brønnen.
Behovet for tidlig detektering av innstrømning har øket med utviklingen av brønnboring under stadig vanskeligere tilstander, slik som de som oppstår ved boring av brønner ved høyt trykk og høy temperatur, og ved boring av undervanns brønner på meget store dyp.
Konvensjonelt omfatter en boreinstallasjon en rekke sylindriske, hule rør anordnet inne i en foring og utstyrt med et boreverktøy på den nedre enden og koblet med det øvre partiet til en anordning for å drives i rotasjon.
For boring til sjøs omfatter installasjonen dessuten et forlengelsesrør som forbinder det øvre partiet av foringen med utstyr på overflaten.
Under boringen injiseres slam som lagres i tanker i borestrengen av en slampumpe.
Etter passering gjennom boreverktøyet tilføres slammet som er injisert i borestrengen borkaks som dannes ved virkningen av boreverktøyet mot formasjonen, og stiger i ringrom met som avgrenses av rørstrengen på den ene side og foringen som er forlenget med forlengelsesrøret og veggen i borehullet under boringen på den annen side, og føres tilbake til lagringstankene etter fjernelse av borkakset.
En kjent fremgangsmåte for detektering av innstrømning av fluider i brønnen under boring består i å måle forskjellen mellom strømmen av slam som injiseres og strømmen av slam som stiger, og å sammenligne denne forskjellen med en forutbestemt verdi. Overskridelse av denne verdien betyr innstrømning av fluid.
Denne strømningsforskjellen bestemmes generelt indirekte ut fra målingen av nivået av slammet i lagringstankene, korrigert for kjente tilsetninger av fluider i slammet, slik som kjemiske produkter, og variasjoner i slamvolumet i brønnen som skyldes manøvrering av utstyret.
Denne bestemmelsen påvirkes også av tapet av slam i et parti av formasjonen, og dette kan skjule eller forsinke variasjonen i forskjellen mellom strømningen av det nye slammet og strømningen av det fylte slammet som skyldes innstrømningen av fluider i brønnen, idet denne forskjellen er grunnlaget for detekteringen.
Nøyaktigheten ved en slik bestemmelse er således ganske dårlig og utilstrekkelig til effektiv og tidlig detektering av innstrømning av fluid i brønnen.
I tilfellet med boring på meget store dybder i vann er nøyaktigheten enda dårligere, på grunn av bevegelser av den flytende plattformen som bærer boreutstyret og på grunn av sykliske variasjoner av volumet til forlengelsesrøret som skyldes bevegelse av plattformen. Denne lave nøyaktigheten er enda mere alvorlig i det tilfellet at bruddtrykket i formasjonene i det svake punktet i brønnen minsker det maksimale volumet av innstrømmende fluid som kan tillates uten fare for tap av brønnen.
US 4 802 143 omhandler et alarmsystem til bruk ved måling under boring, hvor en varmestrøm-sensor benyttes for å detektere fluidfase tilstede i en gassfanger i borehullet.
En annen fremgangsmåte for detektering av innstrømmende fluid fra formasjonen er beskrevet i US 4 733 232. Den består av å modulere strømmen av boreslam nær bunnen av brønnen og å sammenligne trykkimpulsene som samtidig reflekteres i rørstrengen og i ringrommet. Forholdet med de reflekterte impulser modifiseres av en innstrømning av gass som endrer densiteten til slammet som stiger i ringrommet, og denne modifiseringen detekteres av en computer og benyttes som et alarmsignal.
En annen fremgangsmåte for detektering av innstrømmende fluid fra formasjonen er beskrevet i EP 621 397. Den består i å analysere vibrasjoner som oppstår i slammet ved innløpet til borestrengen og vibrasjoner som avføles i det øvre partiet av ringrommet. De sistnevnte vibrasjoner skyldes utbredelsen inne i rørstrengen og i ringrommet, av de utsendte vibrasjoner, og påvirkes av endringer i slammets egenskaper, som endres med innstrømning av fluider fra formasjonen i brønnen. Sammenligning ved hjelp av en vibrasjonsanalysator av de utsendte vibrasjoner og de avfølte vibrasjoner muliggjør detektering av innstrømmende fluid fra formasjonen.
Disse to sistnevnte fremgangsmåter er følsomme for borkaks som inneholdes i slammet som stiger i ringrommet, og kan i noen tilfeller svikte på grunn av den betydelige reflek-sjonen av vibrasjonene fra stenpartikler som danner borkakset.
Dessuten krever anvendelsen bruk av kostbart utstyr.
Forklaring av oppfinnelsen.
Foreliggende oppfinnelse har til formål å unngå disse ulemper og nærmere bestemt å komme frem til en fremgangmåte og en anordning for tidlig detektering av innstrømning av fluid fra en formasjon i et borehull under boring.
Fremgangsmåten og anordningen kan anvendes for å detektere innstrømning av fluider i form av flytende eller gassformede hydrokarboner, eller vann, under boring til lands eller til sjøs, og detekteringen muliggjør at det kan iverksettes tiltak for å stanse utviklingen av slik innstrømning eller å minske virkningen av denne.
For dette formål foreslår den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for detektering av innstrømning av fluid fra en formasjon i en brønn under boring, idet boringen består i å danne et hull i en formasjon, ved hjelp av en installasjon som omfatter en sylindrisk, hul rørstreng anordnet inne i en foring, og i hvilken det injiseres boreslam, og rørstrengen, foringen og veggen i hullet som dannes avgrenser et ringrom som det fylte slammet stiger i,
og fremgangsmåten kjennetegnes ved at den omfatter:
- kontinuerlig måling av varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen i rørstrengen, i en bestemt dybde, - kontinuerlig beregning av varmestrømmens tidsderiverte som en indikator for en termisk likevekt som dannes i fravær av innstrømning av fluid fra formasjonen, mellom det nye slammet som strømmer inne i rørstrengen og det fylte slammet som stiger i ringrommet, og - detektering av variasjoner i nevnte indikator som er større enn en grenseverdi, idet disse variasjoner fører til en avbrytelse av den termiske likevekt som følge av innstrømning av fluid fra formasjonen og inn i brønnen.
I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen er det representative kjennetegn for den termiske likevekten hastigheten for variasjon av varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til borestrengen, på en bestemt dybde.
I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen er det representative kjennetegnet for termisk likevekt forskjellen mellom den momentane verdi og en tidsmessig midlere verdi for varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til rørstrengen, på en bestemt dybde.
Boreinnstailasjonen styres ved hjelp av et styresystem, og i henhold til et annet trekk ved den foreliggende oppfinnelse foreslås en fremgangsmåte som dessuten omfatter, for å detektere en variasjon av kjennetegnet som er større enn en grenseverdi, at det over-føres til systemet et signal som indikerer detekteringen, slik at det dannes en alarm.
Den foreliggende oppfinnelse angår også en anordning for detektering av innstrømning av fluid fra en formasjon i en brønn under boring, idet boringen består i å danne et hull i en formasjon ved hjelp av en installasjon som omfatter en sylindrisk, hul rørstreng anordnet inne i en foring, og i hvilken det injiseres nytt boreslam, idet rørstrengen, foringen og veggen i hullet som dannes avgrenser et ringrom som det fylte slammet stiger i, og anordningen kjennetegnes ved at den omfatter - i det minste en måleføler for varmestrøm mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til rørstrengen, på en bestemt dybde, idet føleren avgir et
målesignal for varmestrømmen i en utgang,
- midler for beregning koblet til utgangen fra føleren, for kontinuerlig beregning av varmestrømmens tidsderiverte som en indikator for en termisk likevekt som dannes i fravær av innstrømning av fluid fra formasjonen, mellom det nye slammet som
strømmer inne i rørstrengen og det fylte slammet som stiger i ringrommet, og
- midler for behandling, koblet til en utgang i midlene for beregning, for
• å detektere variasjoner av nevnte indikator som er større enn en grenseverdi, idet disse variasjoner bevirker en avbrytelse av den termiske likevekt som følge av innstrømning av fluid fra formasjonen inn i brønnen, og
• å avgi i en utgang et signal som indikerer innstrømning av fluid.
I henhold til et annet trekk ved anordningen i henhold til oppfinnelsen er det representative kjennetegnet for termisk likevekt hastigheten for variasjon av varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til rørstrengen, på en bestemt dybde.
I henhold til et annet trekk ved anordningen i henhold til oppfinnelsen er det representative kjennetegnet for termisk likevekt forskjellen mellom den momentane verdi og en tidsmessig midlere verdi for varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til rørstrengen, på en bestemt dybde.
I henhold til et annet trekk ved anordningen i henhold til oppfinnelsen styres installasjonen for boring av et styresystem, idet anordningen omfatter midler for overføring, koblet til utgangen til midlene for behandling, for å overføre til systemet signalet som indikerer en innstrømning av fluid, for at systemet skal utløse en alarm.
Den foreliggende oppfinnelse angår også en andre fremgangsmåte for detektering av innstrømning av fluid fra en formasjon inn i en undervanns brønn under boring, idet boringen utføres ved hjelp av en installasjon som omfatter en sylindrisk, hul rørstreng anordnet inne i en foring som er forlenget med et forlengelsesrør som forløper i vannet mellom sjøbunnen og overflaten, idet nytt boreslam injiseres i rørstrengen, som sammen med foringen og forlengelsesrøret danner et ringrom som det fylte slammet stiger i, og fremgangsmåten kjennetegnes ved at den omfatter: - kontinuerlig måling av varmestrømmen mellom det fylte slammet og sjøvannet gjennom veggen til forlengelsesrøret på en bestemt dybde, - kontinuerlig beregning av varmestrømmens tidsderiverte som en indikator for en termisk likevekt som dannes i fravær av innstrømning av fluid fra formasjonen, mellom sjøvannet og det fylte slammet som stiger i ringrommet, og - detektering av variasjoner som er større enn en grenseverdi, for verdien til det nevnte kjennetegn, idet disse variasjoner medfører avbrytelse av den termiske likevekt som følge av innstrømning av fluid fra formasjonen inn i brønnen. 1 henhold til et annet trekk ved den andre fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er det representative kjennetegnet for termisk likevekt hastigheten for variasjon av varme-strømmen mellom det fylte slammet og sjøvannet gjennom veggen til forlengelsesrøret, på en bestemt dybde.
I henhold til et annet trekk ved den andre fremgangsmåten i henhold tii oppfinnelsen er det representative kjennetegnet for termisk likevekt forskjellen mellom den momentane verdi og en tidsmessig midlere verdi for varmestrømmen mellom det fylte slammet og sjøvannet gjennom veggen til forlengelsesrøret, på en bestemt dybde.
Oppfinnelsen angår også en andre anordning for detektering av en innstrømning av fluid fra en formasjon inn i en undervanns brønn under boring, idet boringen utføres ved hjelp av en installasjon som omfatter en sylindrisk, hul rørstreng anordnet inne i en fåring som er forlenget med et forlengelsesrør som forløper i vannet mellom bunnen og sjøoverflaten, idet nytt boreslam injiseres i rørstrengen, som sammen med foringen og forlengelsesrøret danner et ringrom som det fylte slammet stiger i, og anordningen kjennetegnes ved at den omfatter: - i det minste en føler for måling av en fysisk størrelse som er representativ for operasjonen i brønnen og som i en utgang danner et signal fra målingen av den
fysiske størrelsen,
- midler for beregning koblet til utgangen fra føleren, for beregning av varmestrømmens tidsderiverte som en indikator for en termisk likevekt som dannes i fravær av innstrømning av fluid fra formasjonen, mellom det fylte slammet som stiger i ringrommet og sjøvannet, gjennom veggen til forlengelsesrøret, på en bestemt dybde,
og
- midler for behandling, koblet til en utgang i midlene for beregning, for
• å detektere variasjoner i nevnte indikator som er større enn en grenseverdi, idet disse variasjoner bevirker en avbrytelse av den termiske likevekt som følge av innstrømning av fluid fra formasjonen inn i brønnen, og
• å avgi i en utgang et signal som indikerer innstrømning av fluid.
I henhold til et annet trekk ved den andre anordningen i henhold til oppfinnelsen er det representative kjennetegnet for termisk likevekt hastigheten for variasjon av den målte varmestrømmen.
I henhold til et annet trekk ved den andre anordningen i henhold til oppfinnelsen er det representative kjennetegnet for termisk likevekt forskjellen mellom den momentane verdi og den midlere verdi av den målte varmestrømmen.
I henhold til et annet trekk ved den andre anordningen i henhold til oppfinnelsen styres installasjonen for boring av et styresystem, og den omfatter midler for overføring forbundet med utgangen til midlene for behandling, for å overføre til systemet signalet som indikerer en innstrømning av fluid, for at systemet skal utløse en alarm.
Kortfattet forklaring av tegninger.
Oppfinnelsen vil bedre forstås ved hjelp av den følgende beskrivelse av en utførelsesform, i form av et eksempel, med henvisning til de vedføyde tegninger. - Fig. 1 viser skjematisk en installasjon for boring av en oljebrønn på dypt vann, utstyrt med en anordning for detektering av innstrømning av fluid fra en formasjon, i henhold til beskrivelsen av oppfinnelsen. - Fig. 2 er et tidsskjema for vesentlige signaler som oppstår i anordningen i fig.1.
Detaljert forklaring av oppfinnelsen.
Fig. 1 viser en undervanns oljebrønn 1 under boring, som utføres ved hjelp av en installasjon som omfatter en flytende plattform 2 som bærer en rørstreng 3 dannet av sylindriske rør som er skrudd sammen ende mot ende og som på den nedre enden er utstyrt med et boreverktøy 4 og på det øvre partiet har et innsprøytningshode 13. Rørstrengen 3 drives i rotasjon av midler som ikke er vist i fig. 1, montert på plattformen 2.
En slampumpe 10 suger nytt slam som er lagret i en tank 8 gjennom et sugerør 11 og avgir dette slammet i innsprøytningshodet 13.
Brønnen som bores omfatter en foring 5 som i det øvre partiet er forlenget med et forlengelsesrør 6 og i det nedre partiet med veggen i hullet 5a som dannes. Den forlengede foringen 5 omgir rørstrengen 3 for å danne et ringrom 7 som i det øvre partiet er forbundet med tanken 8 via et rør 9.
Det nye slammet som drives av pumpen 10 inn i innsprøytningshodet 13 injiseres i det indre av rørstrengen 3, der det strømmer ovenfra og nedover og gjennom boreverktøyet 4 og fylles med borkaks, og stiger deretter i ringrommet 7 og kommer via røret 9 inn i lagringsbeholderen 8.
Anordningen for detektering av en innstrømning av fluid fra formasjonen inn i brønnen 1, i henhold til en foretrukket utførelse av oppfinnelsen vist i fig. 1, omfatter en føler 14 for måling av varmestrøm, montert mot den ytre veggen til rørstrengen 3 i det nedre partiet av ringrommet 7, 10 meter over boreverktøyet 4.
Føleren 14 avgir i en utgang 15 et signal som representerer varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom den indre og ytre veggen til borestrengen, i monteringspunktet. Varmestrømmen som måles av føleren 14 er den varmemengden som utveksles mellom det fylte slammet som strømmer i ringrommet 7 og det nye slammet som injiseres i det indre av rørstrengen 3, gjennom rørstrengen, pr. tidsenhet og pr. flateenhet av ytterveggen til rørstrengen 3, og uttrykkes for eksempel i W/cm<2>.
Det fylte slammet som stiger i ringrommet 7 og som har vært i kontakt med formasjonen som bores har en temperatur som er forskjellig fra det nye slammet som strømmer nedover i det indre av rørstrengen 3.
På grunn av denne temperaturforskjellen går en varmestrøm mellom de to slammene, radialt gjennom rørstrengen.
Når boretilstandene, særlig strømmen, sammensetningen, temperaturen i det injiserte slammet, og trykktapene ved strømning av slammet ikke varierer, dannes en termisk
likevekt ved fravær av innstrømning av fluid i brønnen. Denne termiske likevekten fører særlig til en hovedsakelig konstant forskjell mellom temperaturen i det nye slammet som strømmer inne i rørstrengen og temperaturen i det fylte slammet. Varmestrømmen som måles og skyldes denne temperaturforskjellen er således også hovedsakelig konstant.
Innstrømning av fluid fra formasjonen medfører følgende virkninger:
- en betydelig variasjon av varmeledningsevne til slammet som stiger i ringrommet, fordi slammet og fluidet fra formasjonen har forskjellige varmeledningsevner, særlig i det tilfellet at det strømmer inn gass, - en variasjon av tilstandene for strømning av det fylte slammet, fordi slammet og fluidet fra formasjonen har forskjellige viskositeter og densiteter og, i tilfellet med innstrømning av gass, på grunn av en mulig ekspansjon av gassen, - en variasjon av temperaturen til slammet som stiger i ringrommet, fordi fluidet fra formasjonen som blandes med slammet har en temperatur som er forskjellig fra slammet.
Disse variasjoner medfører en hurtig endring av tilstandene for varmeveksling mellom slammet som strømmer inne i rørstrengen og slammet som stiger i ringrommet, hvilket fører til en avbrytelse av den termiske likevekten som er dannet før innstrømningen av fluid fra formasjonen.
Denne avbrytelsen bevirker en variasjon av varmestrømmen som måles ved hjelp av føleren 14.
Utgangen 15 til føleren 14 er forbundet med en inngang i midlene 16 for beregning av hastigheten for variasjon av varmestrømmen som måles med føleren 14, som avgir til en utgang 17 et signal som representerer den deriverte med hensyn til tiden for varme-strømmen som måles.
Utgangen 17 er forbundet med en inngang i midlene 18 for behandling og som utfører følgende operasjoner: - sammenligner, etter filtrering av signalet som avgis av midlene 16 for beregning og som representerer den deriverte med hensyn til tiden av varmestrømmen som måles, ved en forutbestemt, negativ grenseverdi, og
- avgir et signal til en utgang 19 ved overskridelse av grenseverdien.
Som det er antydet ovenfor er ved fravær av innstrømning av fluid fra formasjonen varmestrømmen som måles av føleren 14 hovedsakelig konstant, og den deriverte med hensyn til tiden er følgelig meget liten.
Når det skjer en innstrømning av fluid fra formasjonen i brønnen varierer varme-strømmen som måles av føleren 14, og den deriverte med hensyn til tiden blir sterkt negativ og overskrider den forutbestemte grenseverdien.
Filtrering av signalet som avgis av midlene 16 før sammenligningen er en konvensjonell operasjon som har til hensikt å eliminere variasjonene for innstrømning av fluid som ikke er signifikante.
Tilsvarende tas det ikke hensyn til kortvarige overskridelser av grenseverdier for innstrømning av fluid fra formasjonen som ikke er signifikante.
Grenseverdien bestemmes på stedet som en funksjon av tilstandene under utførelse av boringen, stik som temperaturgradienten, typen av fluider, dybden, borediameteren og strømningsmengden av fluid for boring.
Signalet som avgis til utgangen 19 av midlene 18 for behandling indikerer således innstrømning av fluid fra formasjonen i brønnen.
Utgangen 19 i midlene for behandling er forbundet med en inngang r midlene for overføring, som omfatter en sendermodul 20 anbrakt nær føleren 14 og en mottaker-modul 21 anbrakt i det øvre partiet av ringrommet 7.
Modulen 21 avgir til en utgang 22 et reprodusert signal av signalet som avgis til utgangen 19 av midlene 18 for behandling.
Et styresystem 23 for installasjonen for boring, forbundet med utgangen 22 til mottakermodulen 21, danner en alarm i form av en melding som fremvises på en styrekonsoll, for å varsle om innstrømning av fluid i brønnen for en operatør av installasjonen for boring, og som aktiverer sikkerhetsmidler som ikke er vist i fig. 1.
Styresystemet 23 kan også påvirke installasjonen for eksempel ved å aktivere anordningene for nødstans, for å begrense virkningene av innstrømningen av fluid som er detektert.
En variant av oppfinnelsen består i å overføre signalet som avgis av føleren 14 ved hjelp av midlene for overføring til midler for beregning og midler for behandling montert på plattformen.
Føleren 14, midlene for beregning, midlene for behandling og midlene for overføring kan fordelaktig være montert på en muffe som innsettes mellom to rør i rørstrengen.
Denne muffen kan samtidig holde et vanlig system for måling av andre parametere under boringen, slik som trykket, helningen til brønnen og vekten på verktøyet.
En variant av utførelsesformen av oppfinnelsen beskrevet ovenfor består i å montere to anordninger for detektering av innstrømning av fluider fra en formasjon på den ytre veggen av rørstrengen i forskjellige høyder og å måle tidsintervallet mellom detekteringen av en innstrømning av fluid for hver av de to anordninger.
Intervallet som således måles gir en indikasjon på typen av innstrømning. En inn-strømning av gass brer seg hurtigere enn en innstrømning av væske, og tidsintervallet som måles i det første tilfellet vil være kortere enn det som måles i det andre.
Fig. 2 viser et tidsskjema for de viktigste signaler som inntreffer i anordningen i henhold til oppfinnelsen vist i fig. 1.
F representerer endringen av varmestrøm som måles ved hjelp av føleren 14 som funksjon av tiden, idet en innstrømning av fluid i brønnen skjer på tidspunktet t0.
dF/dT representerer hastigheten for variasjon av varmestrømmen som måles som funksjon av tiden, S er den bestemte grenseverdien som ved overskridelse muliggjør detektering av innstrømning av fluid.
Sg representerer signalet som avgis av midlene for behandling og indikerer en innstrømning av fluid i brønnen.
Med oppfinnelsen er det mulig å detektere tidlig en innstrømning av fluid fra en formasjon i en brønn under boring, i form av gassformede og/eller væskeformede hydrokarboner, og/eller vann, uten fare for forsinkelse eller at denne skjules ved tap av boreslam i formasjonen, og til lavere omkostninger.
Når det gjelder boring av en undervannsbrønn er dessuten fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen ufølsomme overfor bevegelser av plattformen og variasjoner av volumet til forlengelsesrøret, og i alle tilfeller overfor nærværet av borkaks i det fylte slammet.
Claims (16)
1. Fremgangsmåte for detektering av innstrømning av fluid fra en formasjon i en brønn (1) under boring, idet boringen består i å danne et hull (5) i en formasjon, ved hjelp av en installasjon som omfatter en sylindrisk, hul rørstreng (3) anordnet inne i en ffiring (5), og i hvilken det injiseres boreslam, og rørstrengen (3), foringen (5) og veggen i hullet (5a) som dannes avgrenser et ringrom (7) som det fylte slammet stiger i, karakterisert ved at den omfatter: - kontinuerlig måling av varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen i rørstrengen (3), i en bestemt dybde, - kontinuerlig beregning av varmestrømmens tidsderiverte som en indikator for en termisk likevekt som dannes i fravær av innstrømning av fluid fra formasjonen, mellom det nye slammet som strømmer inne i rørstrengen (3) og det fylte slammet som stiger i ringrommet (7), og - detektering av variasjoner i nevnte indikator som er større enn en grenseverdi, idet disse variasjoner fører til en avbrytelse av den termiske likevekt som følge av innstrømning av fluid fra formasjonen og inn i brønnen (1).
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, ved hvilken nevnte indikator for termisk likevekt er hastigheten for variasjon av varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til rørstrengen (3), på en bestemt dybde.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, ved hvilken nevnte indikator for termisk likevekt er forskjellen mellom den momentane verdi og en tidsmessig midlere verdi for varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til rørstrengen (3), på en bestemt dybde.
4. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1 - 3, ved hvilken boreinnstallasjonen styres ved hjelp av et styresystem, og som dessuten omfatter, for å detektere en variasjon av nevnte indikator for termisk likevekt som er større enn en grenseverdi, at det overføres til systemet et signal som er representativt for detekteringen, slik at det dannes en alarm.
5. Anordning for detektering av innstrømning av fluid fra en formasjon i en brønn (1) under boring, idet boringen består i å danne et hull (5a) i en formasjon ved hjelp av en installasjon som omfatter en sylindrisk, hul rørstreng (3) anordnet inne i en foring (5), og i hvilken det injiseres nytt boreslam, idet rørstrengen (3), fdringen (5) og veggen i hullet (5a) som dannes avgrenser et ringrom (7) som det fylte slammet stiger i, karakterisert ved at den omfatter: - i det minste en måleføler for varmestrøm mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til rørstrengen (3), på en bestemt dybde, idet føleren i en utgang avgir et målesignal for varmestrømmen, - midler for beregning koblet til utgangen fra føleren, for kontinuerlig beregning av varmestrømmens tidsderiverte som en indikator for en termisk likevekt som dannes i fravær av innstrømning av fluid fra formasjonen, mellom det nye slammet som strømmer inne i rørstrengen (3) og det fylte slammet som stiger i ringrommet (7), og - midler for behandling, koblet til en utgang i midlene for beregning, for • å detektere variasjoner av nevnte indikator som er større enn en grenseverdi, idet disse variasjoner bevirker en avbrytelse av den termiske likevekt som følge av innstrømning av fluid fra formasjonen inn i brønnen (1), og
* å avgi i en utgang et signal som indikerer innstrømning av fluid.;
6. Anordning som angitt i krav 5, ved hvilken nevnte indikator for termisk likevekt er hastigheten for variasjon av varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til rørstrengen, på en bestemt dybde.;
7. Anordning som angitt i krav 5, ved hvilken nevnte indikator for termisk likevekt er forskjellen mellom den momentane verdi og en tidsmessig midlere verdi for varmestrømmen mellom det nye slammet og det fylte slammet gjennom veggen til rørstrengen, på en bestemt dybde.;
8. Anordning som angitt i et av kravene 5-7, ved hvilken installasjonen for boring styres av et styresystem, og omfatter midler for overføring, koblet til utgangen til midlene for behandling, for å overføre til systemet signalet som indikerer en innstrømning av fluid, for at systemet skal utløse en alarm.;
9. Fremgangsmåte for detektering av innstrømning av fluid fra en formasjon inn i en undervanns brønn (1) under boring, idet boringen utføres ved hjelp av en installasjon som omfatter en sylindrisk, hul rørstreng (3) anordnet inne i en foring (5) som er forlenget med et forlengelsesrør som forløper i vannet mellom sjøbunnen og overflaten, idet nytt boreslam injiseres i rørstrengen (3), som sammen med foringen (5) og forlengelsesrøret danner et ringrom (7) som det fylte slammet stiger i, karakterisert ved at den omfatter: * kontinuerlig måling av varmestrømmen mellom det fylte slammet og sjøvannet gjennom veggen til forlengelsesrøret, på en bestemt dybde, - kontinuerlig beregning av varmestrømmens tidsderiverte som en indikator for en termisk likevekt som dannes i fravær av innstrømning av fluid fra formasjonen, mellom sjøvannet og det fylte slammet som stiger i ringrommet (7), og - detektering av variasjoner i nevnte indikator som er større enn en grenseverdi, idet disse variasjoner medfører avbrytelse av den termiske likevekt som følge av innstrømning av fluid fra formasjonen inn i brønnen (1).
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, ved hvilken nevnte indikator for termisk likevekt er hastigheten for variasjon av varmestrømmen mellom det fylte slammet og sjøvannet gjennom veggen til forlengelsesrøret, på en bestemt dybde.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, ved hvilken nevnte indikator for termisk likevekt er forskjellen mellom den momentane verdi og en tidsmessig midlere verdi for varmestrømmen mellom det fylte slammet og sjøvannet gjennom veggen til forlengelsesrøret, på en bestemt dybde.
12. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 9-11, ved hvilken installasjonen for boring styres av et styresystem, omfattende, for detektering av en variasjon i nevnte indikator for termisk likevekt som er større enn en grenseverdi, at det overføres til systemet et signal som er representativt for detekteringen, for at det skal utløse en alarm.
13. Anordning for detektering av en innstrømning av fluid fra en formasjon inn i en undervanns brønn (1) under boring, idet boringen utføres ved hjelp av en installasjon som omfatter en sylindrisk, hul rørstreng (3) anordnet inne i en foring (5) som er forlenget med et forlengelsesrør som forløper i vannet mellom bunnen og sjøoverflaten, idet det nye boreslammet injiseres i rørstrengen (3), som sammen med foringen (5) og forlengelsesrøret danner et ringrom (7) som det fylte slammet stiger i, karakterisert ved at den omfatter: - i det minste en føler for måling av varmestrøm mellom det fylte slammet og sjøvannet gjennom veggen til forlengelsesrøret, på en bestemt dybde, idet føleren i en utgang avgir et målesignal for varmestrømmen, - midler for beregning koblet til utgangen fra føleren, for beregning av varmestrømmens tidsderiverte som en indikator for en termisk likevekt som dannes i fravær av innstrømning av fluid fra formasjonen, mellom det fylte slammet som stiger i ringrommet (7) og sjøvannet, gjennom veggen til forlengelsesrøret, på en bestemt dybde, og - midler for behandling, koblet til en utgang i midlene for beregning, for • å detektere variasjoner i nevnte indikator som er større enn en grenseverdi, idet disse variasjoner bevirker en avbrytelse av den termiske likevekt som følge av innstrømning av fluid fra formasjonen inn i brønnen (1), og • å avgi i en utgang et signal som indikerer innstrømning av fluid.
14. Anordning som angitt i krav 13, ved hvilken nevnte indikator for termisk likevekt er hastigheten for variasjon av den målte varmestrømmen.
15. Anordning som angitt i krav 13, ved hvilken nevnte indikator for termisk likevekt er forskjellen mellom den momentane verdi og den midlere verdi av den målte varmestrømmen.
16. Anordning som angitt i et av kravene 13 - 15, ved hvilken installasjonen for boring styres av et styresystem, og den omfatter midler for overføring forbundet med utgangen til midlene for behandling, for å overføre tii systemet signalet som indikerer en innstrømning av fluid, for at systemet skal utløse en alarm.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9816363 | 1998-12-23 | ||
| PCT/FR1999/003267 WO2000039433A1 (fr) | 1998-12-23 | 1999-12-23 | Procede de detection d'une venue de fluide de formation dans un puits en cours de forage et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20013116D0 NO20013116D0 (no) | 2001-06-21 |
| NO20013116L NO20013116L (no) | 2001-08-23 |
| NO320180B1 true NO320180B1 (no) | 2005-11-07 |
Family
ID=9534432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20013116A NO320180B1 (no) | 1998-12-23 | 2001-06-21 | Fremgangsmate og anordning for a detektere innstromning av fluid fra en formasjon i en bronn under boring, ved maling av varmestrom gjennom rorvegg |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6540021B1 (no) |
| EP (1) | EP1144804B1 (no) |
| AT (1) | ATE247222T1 (no) |
| DE (1) | DE69910438D1 (no) |
| NO (1) | NO320180B1 (no) |
| WO (1) | WO2000039433A1 (no) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040252748A1 (en) * | 2003-06-13 | 2004-12-16 | Gleitman Daniel D. | Fiber optic sensing systems and methods |
| WO2005038409A2 (en) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Invensys Systems, Inc. | Flow assurance monitoring |
| DK1792048T3 (en) * | 2004-09-21 | 2018-03-12 | Benthic Geotech Pty Ltd | REMOTE GAS MONITORING REMOTE CONTROL DEVICE |
| ATE390244T1 (de) * | 2005-02-08 | 2008-04-15 | Mikron Agie Charmilles Ag | Kontrollverfahren für eine werkzeugmaschine |
| US8256565B2 (en) * | 2005-05-10 | 2012-09-04 | Schlumberger Technology Corporation | Enclosures for containing transducers and electronics on a downhole tool |
| US7913806B2 (en) * | 2005-05-10 | 2011-03-29 | Schlumberger Technology Corporation | Enclosures for containing transducers and electronics on a downhole tool |
| WO2010118342A1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for detection of fluid invasion in an annular space of flexible pipe |
| EP2341214A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-06 | Welltec A/S | Thermography logging tool |
| CN109164205B (zh) * | 2018-07-06 | 2024-06-14 | 覃楚倩 | 一种基于海底基盘的钻探钻井气体监测系统及其监测方法 |
| CN115653573B (zh) * | 2022-12-13 | 2023-04-07 | 中国石油大学(华东) | 一种基于弹性波信号的套管内外双向井下监测装置与方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3304766A (en) * | 1964-01-17 | 1967-02-21 | Texaco Inc | Method for measuring two-phase fluid flow |
| US3776032A (en) * | 1972-07-03 | 1973-12-04 | Shell Oil Co | Method and apparatus for detecting an inflow of fluid into a well |
| US4171642A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-23 | Taylor Julian S | Fluid producing formation tester |
| US4733233A (en) * | 1983-06-23 | 1988-03-22 | Teleco Oilfield Services Inc. | Method and apparatus for borehole fluid influx detection |
| US4802143A (en) * | 1986-04-16 | 1989-01-31 | Smith Robert D | Alarm system for measurement while drilling oil wells |
| US5661236A (en) * | 1996-05-24 | 1997-08-26 | Mobil Oil Corporation | Pad production log tool |
-
1999
- 1999-12-23 AT AT99961157T patent/ATE247222T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-12-23 DE DE69910438T patent/DE69910438D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-23 US US09/869,034 patent/US6540021B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-23 EP EP99961157A patent/EP1144804B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-23 WO PCT/FR1999/003267 patent/WO2000039433A1/fr active IP Right Grant
-
2001
- 2001-06-21 NO NO20013116A patent/NO320180B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1144804A1 (fr) | 2001-10-17 |
| NO20013116L (no) | 2001-08-23 |
| US6540021B1 (en) | 2003-04-01 |
| ATE247222T1 (de) | 2003-08-15 |
| NO20013116D0 (no) | 2001-06-21 |
| DE69910438D1 (de) | 2003-09-18 |
| WO2000039433A1 (fr) | 2000-07-06 |
| EP1144804B1 (fr) | 2003-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6257354B1 (en) | Drilling fluid flow monitoring system | |
| US5006845A (en) | Gas kick detector | |
| NO306270B1 (no) | FremgangsmÕte og apparat for Õ detektere innströmning i en brönn under boring | |
| US6234250B1 (en) | Real time wellbore pit volume monitoring system and method | |
| CA1296707C (en) | Method of controlling fluid influxes in hydrocarbon wells | |
| US3955411A (en) | Method for measuring the vertical height and/or density of drilling fluid columns | |
| NO880563L (no) | Fremgangsmaate og apparat for maaling av vaeskestroemning i en boreriggs returledning. | |
| US10138693B2 (en) | Method of drilling a subterranean borehole | |
| NO178082B (no) | Fremgangsmåte for analyse og styring av væskeinnströmning under boring | |
| US5163029A (en) | Method for detection of influx gas into a marine riser of an oil or gas rig | |
| MXPA04008063A (es) | Aparato y metodo de control de presion dinamica anular. | |
| MX2012002169A (es) | Metodo para determinar eventos de control de fluido de formacion en un orificio usando un sistema de control de presion anular dinamico. | |
| CN103184841A (zh) | 用于使用定性指示确定井孔涌入状态的设备和方法 | |
| EP3685003B1 (en) | Method for detecting fluid influx or fluid loss in a well and detecting changes in fluid pump efficiency | |
| US20140209384A1 (en) | Method and system for detecting changes in drilling fluid flow during drilling operations | |
| US9938820B2 (en) | Detecting gas in a wellbore fluid | |
| NO324306B1 (no) | System og fremgangsmate for a bestemme borehull-renseeffektivitet ved hjelp av fluidtetthetsmaling | |
| NO172907B (no) | Fremgangsmaate for analyse av fluidums-innstroemning i oljebroenner | |
| NO320180B1 (no) | Fremgangsmate og anordning for a detektere innstromning av fluid fra en formasjon i en bronn under boring, ved maling av varmestrom gjennom rorvegg | |
| US20170145763A1 (en) | Drilling Rig and Method of Operating It | |
| US3827295A (en) | Bell nipple monitor | |
| NO793038L (no) | Apparat og fremgangsmaate for aa detektere unormale boreforhold | |
| CN105804724A (zh) | 一种石油钻井超声波液位监控装置 | |
| NO162881B (no) | Fremgangsmaate og apparat for detektering av fluiduminnstroemninger i borehull. | |
| CN216894369U (zh) | 深水气侵模拟实验装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |