NO342835B1 - Ekstrahering av nedihulls strømningsprofiler fra tracer-tilbakestrømningstransienter - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen er en fremgangsmåte for estimering av et innstrømningsprofil (qi) for i det minste en av brønnfluidene (olje, gass eller vann) til en produserende petroleumsbrønn (1) med to eller flere innstrømningssoner eller innstrømningssteder (3, 31, 32, 33) til en produksjonsstrøm (F), omfattende følgende trinn: a) anbringelse av eller valg av tracerkilder (4, 41, 42, 43) med distinkte tracermaterialer (4m, 41 m, 42m, 43m) i kjente nivåer av brønnen som korresponderer med to eller flere av innstrømningssonene (3, 31, 32, 33), - hvor hver av tracerkildene (4, 41, 42, 43) har jevn utstrømningsrate (qt41, qt42, qt43, ...) (diffusjon) til brønnfluidet under væting, b) innsamling av prøver (cl, c2, c3, ...)fra produksjonsstrømmen (F) nedstrøms for innstrømningsstedet (3, 31, 32, 33) ved kjente innsamlingstidspunkt (t1, t2, t3,...), c) analysering av prøvene (c1, c2, c3.....cN+1) med hensyn til konsentrasjon (4c, 41c, 42c, 43c) og type av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) [fra de mulige kildene (4, 41, 42, 43)], indusering av en transient i produksjonsraten (q) for hele produksjonsstrømmen (30) eller for i det minste for en av innstrømningssonene (3, 31, 32, 33), e) innsamling av ytterligere prøver (cN, cN+1, ...) nedstrøms ved kjente samplingtidspunkt (tN, tN+1, ...), f) analyse av de videre prøvene (cN, cN+1, ...) med hensyn til konsentrasjon (4c, 41 c, 42c, 43c) og type av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) fra de mulige kildene (4, 41, 42, 43), g) beregning av innstrømningsprofiler (qi) basert på en respons i konsentrasjonene (4c, 41 c, 42c, 43c) og typen av tracermaterialene i prøvene som en funksjon av samplings-tidspunktene.

Description

Ekstrahering av nedihulls strømningsprofiler fra tracertilbakestrømningstransienter.

Oppfinnelsen er på fagområdet reservoar-overvåkning ved estimering av nedihulls innstrømningsprofiler ved å utnytte tracer-tilbakestrømnings-transienter i olje- og gassbrønner. Informasjonen kan ekstraheres fra begynnelsen av tracertransienter (noen få prøver) eller fra en full overgang fra ett til et neste tracernivå (mange prøver over lenger tidsperiode).

Mer spesifikt gjelder oppfinnelsen enten den ene eller andre av to situasjoner:

1: Tracer-konsentrasjonstransienter under brønnproduksjonsrate-forandringer når der er en konstant nedihulls tracerfrigjøringsrate. Enhver strømningsrateforandring i en slik situasjon i en brønn vil danne forandringer i den nedihulls konsentrasjonen av tracere og markører som frigjøres ved konstante rater over tid, eller ved konstante frigjøringsrater over lenger tidsperioder enn den karakteristiske tidskonstanten for en forandring. Eksempler på denne er tracere/markør-kilder som frigjør tracere ved diffusjon fra et faststoff eller andre objekter som frigjør gjennom åpninger. Søkerens diffusjons-tracerfrigjørings-bærere har denne egenskapen, at etter en mulig innledende utbrudd av tracere vil disse mer eller mindre ha en lang periode med tilnærmet konstant tracerfrigjøring. Andre tracerkilder, som pakninger, tetninger, sement, osv. kan ikke frigjøre unike tracere og deres posisjon i brønnen kan være usikker, som for eksempel sement som er fordelt utover.

2: Enhver nedihulls tracerfrigjøringsrate-forandring mens brønnstrømningen er konstant over tid. Mekaniske tracerfrigjøringskammere kan være kilden for slike. Dersom mange kammere frigjør samtidig i en brønn kan situasjonen være god som et grunnlag for å ekstrahere nedihulls innstrømningsprofil.

Et spesielt tilfelle (beskrevet selv om det er dekket av punktene ovenfor)

Hvilke som helst tracer-konsentrasjonsskudd fra definerte posisjoner i kompletteringen langs brønnboringen og detektering av tid og konsentrasjonsforandring av tracertopper på overflaten. Denne metoden er betinget av at tracere danner små volumer av like høye tracerkonsentrasjoner under innstengning eller under innledende utbrudds-frigjøring og så analyseres den produserte oljen på overflaten for [dens] konsentrasjons-variasjoner og forandringer i tider mellom toppene. Dersom der er en høy innstrømning av brønnhulls-fluid mellom to tracer-plasseringer vil toppen mellom de to tracerskuddene være lenger enn forutsagt dersom innstrømningen er lik overalt langs kompletteringen. Også tracerskudd B (som er nedstrøms av de to passerer denne høy-innstrømningssone på dens vei til overflaten og dens konsentrasjon vil bli uttynnet.

Etterhvert som tracer-transienter forplanter seg til overflaten som konsentrasjons-plugger eller "skudd", og drevet av hastighetsfeltet i brønnen, kan topsides-ankomsten av påbegynnelsen av den hele transienten av de forskjellige tracerne brukes for å beregne det nedihulls hastighetsfeltet som er der, og i den neste instans innstrømningsprofilet.

I den foreliggende oppfinnelsen kan man bruke tracerbærere som frigjør tracermateriale ved diffusjon i brønner og således tilfredsstille kravene om å ha tracerfrigjøring som har tilnærmet konstante frigjøringsrater over tid eller at ratene med konstant frigjøringsrate over lenger perioder enn den karakteristiske tiden [tidskonstanten (ovs. anm.)] for en forandring.

Generelt kjent teknikk

Tracersystemer i den kjente teknikk ut over søkerens system har kortere aktive frigjøringsperioder og har erosjons- eller oppløsningsbasert frigjøring av tracerkjemikaliene. Dette krever en fundamentalt forskjellig tilnærming gjennom tolkning siden frigjøringen er direkte forbundet med produksjonsratene. Lang levetid i brønner kan i slike tilfeller generelt ikke forutsies siden traceren vil bli brukt opp heller i henhold til kumulativt produksjonsvolum heller enn i henhold til forløpt tid.

I en utførelse av oppfinnelsen blir det foreslått å anordne et array av mekaniske kammer som er plassert langs produksjonssonen og vil gi ett tracerskudd per sted ved gitte synkroniserte tidspunkt. Tracerskuddene som dannes vil bevege seg til overflaten og strømningsprofilene kan estimeres ut fra målingene av konsentrasjon av de forskjellige tracermaterialene som utføres på overflaten eller annetsteds nedstrøms.

Publisert patentsøknad US2010/0147066 beskriver en metode for å bestemme relative bidrag fra to eller flere undergrunnskilder til en totalstrøm, hvor metoden omfatter følgende trinn: å gjentatt endre de relative strømningsratene fra de produserende kildene; og, for hver endret strømningsrate, at måling av den totale strømningsrate foretas, og måling av en total konsentrasjon av en eller flere strømningskomponenter brukt som geomarkører innenfor den enkelte totalstrømning, inntil et tilstrekkelig antall målinger er utført slik at man kan løse et massebalanseligningssystem for en strømning av en eller flere strømningskomponenter fra hvert av slike lag for hver av de endrede strømningsratene.

Norsk patent NO321768 søkt i 2004 beskriver en anordning for frigjøring av tracere i et fluidtransportsystem hvor anordningen omfatter en bærerforbindelse av et polymermateriale dopet med tracermateriale som frigjøres i fluidstrømningen ved eksponering mot fluidet, karakterisert ved at bærerforbindelsen er en melamin-formaldehydharpiks.

SPE124653 ”Dynamic flow simulation of a well clean-up operation at the Åsgard field” utgitt av Society of Petroleum Engineers i 2009, beskriver en opprenskningsoperasjon av oljeog gassbrønner utført når nyborede brønner blir startet opp og testet for første gang. Det skrives at en optimal opprenskning kan være viktig for produksjonsegenskapene til komplekse brønner. Siden opprenskningsprosessen er meget dynamisk av natur, er en konvensjonell steady-state-tilnærming for simulering av begrenset verdi.

Det beskrives et tilfelle av en opprenskning av en dobbeltgreinet lang horisontal brønn på Åsgård-feltet som ble utført ved bruk av en transient multifase strømningssimulator. Elleve produksjonssoner som befinner seg langs hoved- og sidehorisontalboringene ble modellert i detalj med separate soneproduktiviteter (hentet fra petrofysisk dataanalyse) og forskjellige antall av sandskjermer med innstrømningsstyringsinnretninger, såkalte ICD-er (eng.: inflow control device) i hver sone. Simuleringer av forskjellige opprenskningsscenarier ble utført før den reelle operasjonen og resultatene ble brukt for å planlegge opprenskningen. Simuleringene understøttet avgjørelsen om å renske opp både den laterale og hovedboringen samtidig i én operasjon.

Operasjonsdata fra opprenskningsoperasjonen ble sammenlignet med modellresultatene og verdifulle data for avstemning av modellen ble oppnådd, også kvantitativt. Studien bekreftet at dynamisk simulering kan være et nyttig verktøy for å forutsi og forstå oppførselen til en opprenskningsoperasjon.

Kort definisjon av den foreliggende oppfinnelsen Oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å utnytte tracertransienter fra produserende brønner. Dette kan innbefatte hele eller deler av verdikjeden fra nedihulls tracerfrigjøring, sampling og analyse og endelig ekstraksjon av den nødvendige informasjonen fra tracertransientene.

Oppfinnelsen som defineres i krav 1 er en fremgangsmåte for å estimere et innstrømningsprofil (qi) for i det minste en av brønnfluidene (olje, gass eller vann), til en produserende petroleumsbrønn (1) i et reservoar, med to eller flere innstrømningssoner (3, 31, 32, 33) til en produksjonsstrøm (F), omfattende følgende trinn:

a) å anordne tracerkilder (4, 41, 42, 43) med distinkte tracermaterialer (4m, 41m, 42m, 43m) i kjente nivåer av brønnen ved innstrømningssonene (3, 31, 32, 33),

- hvor hver av tracerkildene (4, 41, 42, 43) har en hovedsakelig jevn utlekkingsrate (qt41, qt42,qt43...) til brønnfluidet,

b) å samle inn en rekke av prøver (c1, c2, c3, ...,)ved kjente prøvetakingstidspunkt (t1, t2, t3, ...) fra produksjonsstrømmen (F) nedstrøms for innstrømningsstedet (3, 31, 32, 33).

c) å analysere serien av prøver (c1, c2, c3, ...,) for deres konsentrasjoner (4c, 41c, 42c, 43c) og type av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) fra de mulige kildene (4, 41, 42, 43)

k a r a k t e r i s e r t v e d

d) i løpet av innsamlingstidsrekken, å indusere i det minste en transient i produksjonsraten (q) for produksjonsstrømmen (30),

e) å sammenligne typen av tracermaterialene i prøvene og deres konsentrasjoners (4c, 41c, 42c, 43c) respons på transienten i de kjemiske analyseresultatene nedstrøms, og basert på den analysert konsentrasjonen (4c, 41c, 42c, 43c) og type tracermaterialer i prøvene som funksjon av prøvetakinstidspunkt, å bestemme innstrømningsprofilet (qi).

Kort figurforklaring

Fig. 1 viser en rekke av diagrammer for å visualisere hvordan tracerkonsentrasjonene endres ettersom de transporteres over reservoarintervallet. Nedstrøms rørsystem og topsides-utstyr er ikke illustrert.

Fig. 2 viser tilsvarende rekker av kurver av konsentrasjoner av tracermaterialer målt nedstrøms, og har forskjellige forsinkelser på grunn av deres forskjellige innstrømninger og forskjellige innstrømningspunkter langs produksjonsrøret, og på grunn av fysikken i systemet nedstrøms.

Fig. 3 viser et prosess-blokkdiagram som gir en oversiktsbeskrivelse av hvordan et tracer-transienttolkningssystem kan designes.

Fig. 4 viser forskjellige konfigurasjoner for kompletteringene nedihulls og hvordan tracersystemene plasseres inn i disse, vennligst se de røde stengene.

Beskrivelser av utførelser av oppfinnelsen

Prosess-blokkdiagrammet vist i Fig. 3 gir en oversiktsbeskrivelse av hvordan et tracer-transient tolkningssystem kan utformes. Hovedformålet er å fremskaffe tolkningsrapporter som forteller kunder om innstrømningsprofilene nedihulls. Disse kan så plugges inn i kundens avgjørelsesprosess.

Av vesentlig betydning for de forskjellige modellene og den ene eller flere modellene er at de skal være justerbare slik at historietilpasningsavvik kan reduseres.

For å være i stand til å estimere nedihulls innstrømningsprofiler er det av vesentlig betydning å ha god oversikt over alle karakteristiske tidskonstanter som styrer signaturen av tracertilbakestrømning. Det ville være ønskelig at den karakteristiske tidskonstanten for den aktuelle forandringen er kortere enn andre tidskonstanter.

Oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å estimere et innstrømningsprofil (qi) for i det minste en av brønnfluidene (olje, gass eller vann, til en produserende petroleumsbrønn (1) med to eller flere innstrømningssoner eller innstrømningssteder (3, 31, 32, 33) til en produksjonsstrøm (F). Fremgangsmåten omfatter følgende trinn:

a) å anordne nye eller å velge eksisterende tracerkilder (4, 41, 42, 43) med distinkte tracermaterialer (4m, 41m, 42m, 43m) i kjente nivåer av brønnen. Tracerkildene er anordnet ved, eller umiddelbart oppstrøms [nedstrøms] innstrømningssonene (3, 31, 32, 33).

- Hver av tracerkildene (4, 41, 42, 43) har en hovedsakelig jevn utlekkingsrate (qt41, qt42,qt43...) så som ved diffusjon, til brønnfluidet under væting, fortrinnsvis væting ved væsken. b) Å samle inn prøver (c1, c2, c3, ...) fra produksjonsstrømmen (F) nedstrøms i forhold til innstrømningsstedet (3, 31, 32, 33), til kjente prøvetakingstider (t1, t2, t3, ...).

c) Å analysere prøvene (c1, c2, c3, ...cN-1) for deres konsentrasjon (4c, 41c, 42c, 43c) og type av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) fra de mulige kildene (4, 41, 42, 43). d) Å indusere en transient i produksjonsraten (q) for hele produksjonsstrømmen (30), slik at ved å bruke et ventilsystem "topside", dvs. på toppen av brønnen, eller for i det minste en av innstrømningssonene (3, 31, 32, 33), derved å forandre de lokale eksponeringstidene for tracerkildene (4, 41, 42, 43) til fluidet,

e) Å samle inn videre prøver (cN, cN+1, ...), nedstrøms til kjente prøvetakingstidspunkt (tN, tN+1, ...), og

f) å analysere de videre prøvene (cN, cN+1, ...) for deres konsentrasjon (4c, 41c, 42c, 43c) og type av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) fra de mulige kildene (4, 41, 42, 43). g) Å beregne innstrømningsprofilet (qi) basert på en respons i konsentrasjonene (4c, 41c, 42c, 43c) og type av tracermateriale i prøvene som en funksjon av prøvetakingstidspunktene.

Uttrykt på en annen måte kan punktene (b) til (f) ovenfor uttrykkes alternativt som:

- Å samle inn ved kjente prøvetakingstidspunkt (t1, t2, t3, ...tN, tN+1, ...) en rekke av prøver (c1, c2, c3, ..., cN, cN+1, ...) fra produksjonsstrømmen (F) nedstrøms for innstrømningsstedet (3, 31, 32, 33).

- Å analysere serien av prøver (c1, c2, c3, ..., cN, cN+1, ...) for deres konsentrasjoner (4c, 41c, 42c, 43c) og type av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) fra de mulige kildene (4, 41, 42, 43).

- I løpet av innsamlingstidsrekken å indusere i det minste en transient i produksjonsraten (q) for hele produksjonsstrømmen (30), ved for eksempel å bruke et ventilsystem på toppen av brønnen, eller for i det minste for en av innstrømningssonene (3, 31, 32, 33), for derved å endre de lokale eksponeringstidene for tracerkildene (4, 41, 42, 43) overfor fluidet.

Transienten kan induseres f.eks. ved å utføre en trinn-(eng: "step") forandring, f.eks. en økning eller reduksjon i den helhetlige produksjonsraten for brønnen, ved å stenge ned brønnen for en tid og så åpne den igjen. En rekke av trinnforandringer kan introduseres. Andre transienter enn trinnforandringer kan man forestille seg, men transienten må ha en tilstrekkelig stor amplitude og signifikant varighet for å kunne detekteres nedstrøms (lenger oppe i brønnen) gjennom det ofte lange materielle rørsystemet.

Således kan man indusere eller utnytte i det minste strømningstransient for å se systemets respons på den transienten i de kjemiske analyseresultatene nedstrøms. Dette kan sammenlignes med en innstrømningsmodell på en måte beskrevet nedenfor, og kan således brukes for å bestemme innstrømningsmønsteret fra reservoaret.

I en utførelse av oppfinnelsen kan man, før man gjennomfører trinn (d), dvs. før man induserer en transient i produksjonsraten, anta, ved simulering eller erfaring, anta eller bekrefte gjennom målinger, at en stabil tilstand (eng.: "steady state") er oppnådd i produksjonsstrømmen og konsentrasjonene (4c, 41c, 42c, 43c, ...) av tracermaterialer (4m, 41m, 42m, 43m) i prøvene (c1, c2, c3, ...cN-1, cN, cN+1, ...), før transienten introduseres.

I en utførelse av oppfinnelsen blir transienten i produksjonsraten (q) indusert hovedsakelig ved å stenge ned produksjonsstrømmen (F) som for eksempel ved å stenge ned på toppen av brønnen ved et første tidspunkt, for lokal oppsamling av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) nær tracerkildene, og for senere økning av produksjonsraten (q) ved å åpne produksjonsstrømmen ved et senere tidspunkt. Dette kan å danne et kunstig "tracerskudd" hvor tracerne i seg selv ikke behøver å manipuleres.

I en utførelse kan lokale kjemiske sporbare forurensninger som for eksempel pakninger så som pakninger som nedbrytes eller sement utnyttes.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen blir en transient i produksjonsraten (q) indusert lokalt ved å stenge ned en eller flere av de lokale innstrømningsratene (q21, q22, q23...), som for eksempel ved å stenge ned lokale ventiler, ved et første tidspunkt, for lokal oppsamling av i det minste noe av tracerens tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) nær tracerkildene, og for senere å øke produksjonsraten (q) ved å øke den ene eller de flere innstrømningsratene (q21, q22, q23...), som for eksempel tilbake til full åpning ved å åpne de lokale ventilene på et ønsket kjent tidspunkt.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen blir analysen av konsentrasjonene (4c, 41c, 42c, 43c, ...) av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) i prøvene (c1, c2, c3, ...cN-1, cN, cN+1, ...) utført generelt etter at samplingen er utført ved den ene eller flere av prøvetakingstidspunktene. Dette er spesielt gyldig dersom konsentrasjonene er veldig lave og analysen er tidkrevende og krever høy nøyaktighet i laboratoriet.

I en utførelse av oppfinnelsen blir analysen av konsentrasjonene (4c, 41c, 42c, 43c, ...) av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) i prøvene (c1, c2, c3, ...cN-1, cN, cN+1, ...) utført generelt samtidig, umiddelbart under eller etter prøvetakingen utført ved det ene eller flere tidspunktene. Denne utførelsen av fremgangsmåten kan være relevant dersom konsentrasjonen er tilstrekkelig høy slik at den tillater øyeblikkelig, hurtig analyse, som for eksempel ved å bruke en kjemisk sensor i produksjonsstrømmen, eller ved å trekke ut prøver som blir analysert automatisk der og da. En slik sensor kan gi konsentrasjonsmålinger mer eller mindre kontinuerlig. En slik sensor kan videre gi et målesignal online.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen er en eller flere av tracerkildene (4, 41, 42, 43) anordnet i adskilte tilsvarende en eller flere forsinkelseskammere, hvor forsinkelseskammeret har en eller flere åpninger mot fluidstrømmen, hvor forsinkelseskammeret er innrettet for å ventilere ut fluid med utlekket tracermateriale med en tidskonstant som er signifikant lenger enn diffusjonsraten fra tracerkildene (4, 41, 42, 43) til væsken.

Et slikt forsinkelseskammer (F) kan utgjøres av en ordinær komponent i brønnen, som for eksempel et kompletteringsrør hvorved en eller flere tracerkilder (4, 41, 42, 43) er anordnet i ringrommet (annulus) som dannes mellom kompletteringsrøret og borehullsveggen.

Transienten behøver ikke nødvendigvis induseres bare i foreliggende fremgangsmåtes hensikt, men kan finne sted i systemet uansett. Transienten som benyttes i oppfinnelsen kan være en naturlig eller teknisk forekommende transient i produksjonsraten, slik som en midlertidig nedstengning av produksjonen i minutter eller timer, lukking og / eller stenging av ventiler fra deler av produksjonsrøret som har tracer-markører, som kan utnyttes som den aktuelle transienten i produksjonsraten.

Generelt omfatter innstrømningsprofilet (qi) to eller flere innstrømningsrater (q21, q22, q23...) i to eller flere tilsvarende innstrømningssoner eller innstrømningssteder (31, 32, 33, ...).

I en utførelse av oppfinnelsen blir det i beregningen av et innstrømningsprofil (qi) benyttet en brønnmodell (1') av brønnen (1) etablert, omfattende en transportbanemodell (P') som samsvarer med brønnens (1) transportbane (P) oppstrøms til innstrømningsprofilet (qi).

- Brønnmodellen (1') bør ha modell-innstrømningsrater (q'21, q'22, q'23...) til tilsvarende modell-innstrømningssteder (31', 32', 33', ...) motsvarende de virkelige innstrømningsstedene (31, 32, 33), og utstyres med modelltracerkilder (4', 41', 42', 43') med distinkte modelltracermaterialer (4'm, 41'm, 42'm, 43'm) motsvarende de virkelige tracerkildene (4, 41, 42, 43).

- Hver modell-tracerkilde (4', 41', 42', 43') bør modelleres som om den har en jevn modell-utlekkingsrate (q't41, q't42,q't43...) [i modellen] , som ved diffusjon, ikke erosjon, til et tenkt fluid i brønnmodellen (1').

- I modellen [(1')] er konsentrasjonen (4'c, 41'c, 42'c, 43'c) og typen av modellert tracermateriale () så beregnet i en tenkt modell av den oppstrøms brønnstrøm-transportbanen (P') som en funksjon av tid under en modellert transient som forekommer i modellen.

- Da kan man sammenligne de aktuelle målte konsentrasjonene (4c, 41c, 42c, 43c) og type av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) over tid, med de beregnede modell-konsentrasjonene (4'c, 41'c, 42'c, 43'c) og type av modellert tracermateriale (4'm, 41'm, 42'm, 43'm), og justere modell-innstrømningsratene (q'21, q'22, q'23...) for å forbedre konsistensen mellom det modellerte innstrømningsprofilet (qi, q'21, q'22, q'23...) og det virkelige innstrømningsprofilet (qi).

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen er sekvensen av trinnene (b), (c), (d), (e) og (f) gjentatt for å forbedre et signaltil-støy-forhold for målingene.

Spesielt tilfelle om tracer-"skudd"

I Fig. 1a er en rekke av diagrammer fremskaffet for å hjelpe til å visualisere hvordan tracer-konsentrasjoner forandrer seg etterhvert som de transporteres bortover reservoarintervallet.

Der er ni rammer, Fig. 1-1A til 1-9A illustrerer teknikken. Hver ramme er et tidssteg og beskriver hvordan tracer-"skuddene" forflyttes etter å ha blitt bygget opp som et resultat av enten en innstengning av brønnstrømmen eller en reduksjon av brønnstrømmen.

Diagrammet representerer en horisontal brønn med fire tracere med hovedsakelig konstant frigjøring per tidsenhet, installert i posisjoner merket A, B, C, D. For enkelhets skyld i dette eksempelet er avstandene mellom tracerposisjonene langs brønnboringen nøyaktig like.

Tracer-matrisen eksponeres overfor brønnfluidene enten fra utsiden av kompletteringen eller innsiden avhengig av bærersystemet. Når de kommer i kontakt med olje (eller vann dersom de er et vanntracer-system) blir tracerkjemikaliene frigjort fra matrisen ved en ganske jevn rate. Dersom der ikke er noen strømning som illustrert i Fig. 1-2A, så utvikler det seg en høy konsentrasjon i fluidene som umiddelbart omgir traceren. Slike volumer omtales som en tracer-plugg og starter typisk opp som like volumer. I Fig. 1-3A

Som man ser er innstrømningen fra sonen mellom tracer C og D tre ganger høyere enn innstrømningen mellom sone A og B. Når tracer-pluggene starter å bevege seg med brønnfluidene som man ser i Fig. 1-5A vil disse variasjonene i innstrømning mellom sonene påvirke volumet av fluider mellom hver tracer-plugg og konsentrasjonen av hver plugg etterhvert som de passerer langs sonene. Volumet og således tidsdifferansen mellom ankomsten av plugg C og D bli lenger enn mellom A og B på grunn av det faktum at der vil være tre ganger mer brønnborefluider som kommer inn mellom de to tracerpluggene C og D. Dette er visuelt representert i Fig. 1-6A, Fig. 1-7A, Fig. 1-8A og 1-9A. Også konsentrasjonen av tracer-plugg D vil bli mer uttynnet og spredt utover som et resultat av sterkere innstrømning, dette er også visualisert i [Fig. 1-6A til Fig. 1-9A]

Når tracerne ankommer nedstrøms, ved overflaten (se høyre figur) og det blir analysert og modellert mot en borehullsfluid-simuleringsmodell som bruker det beskrevne innstrømningsprinsippet så kan et svar gis, ved bruk av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen, om hvor mye strøm som kommer fra hver sone mellom tracer-lokalitetene i brønnen.

Claims (11)

Krav

1. En fremgangsmåte for å estimere et innstrømningsprofil (qi) for i det minste en av brønnfluidene (olje, gass eller vann), til en produserende petroleumsbrønn (1) i et reservoar, med to eller flere innstrømningssoner (3, 31, 32, 33) til en produksjonsstrøm (F), omfattende følgende trinn:

a) å anordne tracerkilder (4, 41, 42, 43) med distinkte tracermaterialer (4m, 41m, 42m, 43m) i kjente nivåer av brønnen ved innstrømningssonene (3, 31, 32, 33),

- hvor hver av tracerkildene (4, 41, 42, 43) har en hovedsakelig jevn utlekkingsrate (qt41, qt42,qt43...) til brønnfluidet,

b) å samle inn en rekke av prøver (c1, c2, c3, ...,)ved kjente prøvetakingstidspunkt (t1, t2, t3, ...) fra produksjonsstrømmen (F) nedstrøms for innstrømningsstedet (3, 31, 32, 33).

c) å analysere serien av prøver (c1, c2, c3, ...,) for deres konsentrasjoner (4c, 41c, 42c, 43c) og type av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) fra de mulige kildene (4, 41, 42, 43)

k a r a k t e r i s e r t v e d

d) i løpet av innsamlingstidsrekken, å indusere i det minste en transient i produksjonsraten (q) for produksjonsstrømmen (30),

e) å sammenligne typen av tracermaterialene i prøvene og deres konsentrasjoners (4c, 41c, 42c, 43c) respons på transienten i de kjemiske analyseresultatene nedstrøms, og basert på den analysert konsentrasjonen (4c, 41c, 42c, 43c) og type tracermaterialer i prøvene som funksjon av prøvetakinstidspunkt, å bestemme innstrømningsprofilet (qi).

2. Fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor transienten kan induseres ved å utføre to eller flere trinn-forandringer ved f.eks. en økning eller reduksjon i den helhetlige produksjonsraten for brønnen.

3. Fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor transienten induseres ved å stenge ned brønnen for en tid og så åpne den igjen.

4. Fremgangsmåten ifølge krav 1, 2, eller 3, hvor en eller flere av tracerkildene (4, 41, 42, 43) er anordnet i adskilte tilsvarende en eller flere forsinkelseskammere, hvor forsinkelseskammeret har en eller flere åpninger for å ventilere ut fluid med utlekket tracermateriale med en rate som er signifikant høyere enn frigjøringsraten fra tracerkilden.

5. Fremgangsmåten ifølge krav 4, hvor et forsinkelseskammer utgjøres av et kompletteringsrør hvorved en eller flere tracerkilder (4, 41, 42, 43) er anordnet i et ringrom.

6. Fremgangsmåten ifølge krav 5, hvor ringrommet er mellom kompletteringsrøret og borehullsveggen.

7. Fremgangsmåten ifølge ett av de foregående krav, hvor induseringen av en transient i produksjonsraten (q) foretas ved å bruke et ventilsystem på toppen av brønnen.

8. Fremgangsmåten ifølge ett av de foregående krav, hvor transienten har en stor amplitude og signifikant varighet for å kunne detekteres lenger oppe i brønnen, nedstrøms tracerkildene.

9. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, hvor analysen av konsentrasjonene (4c, 41c, 42c, 43c, ...) av tracermateriale (4m, 41m, 42m, 43m) i prøvene (c1, c2, c3, ...c N-1, c N , c N+1 , ...) under punkt (c) i krav 1 utføres hovedsakelig samtidig, umiddelbart under prøvetakingen utført ved det ene eller flere tidspunktene.

10. Fremgangsmåten ifølge krav 9, hvor det brukes en kjemisk sensor i produksjonsstrømmen under punkt (b) i krav 1.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor beregningen av innstrømningsprofilet (qi) etableres en modell brønn (1’)for brønnen (1), inklusive en modelltransportbane (P<1>) motsvarende med brønnens (1) transport bane (P) nedstrøms innstrømnings profilen (qi), modellbrønnen (1’) har en modellinnstrømningsrate (q’21, q’22, q’23…) til korresponderende innstrømningslokasjoner (31’, 32’, 33’,…) motsvarende de virkelige innstrømningslokasjonene (31, 32, 33), med modell-tracerkilder (4’,41’,42’,43’) med distinkte tracermaterialer (4’m,41’m,42’m,43’m)i kjente nivåer av brønnmodellen (1<’>),motsvarende med virkelige tracerkilder (4, 41, 42, 43),

-hver av modell-tracerkildene (4’,41’,42’,43’) har en jevn utlekkingsrate (q’t41, q’t42, q’t43…)(diffusjon) til et modellfluid i modellbrønnen (1’)

-hvor ved modellkonsentrasjonene (4’c,41’c,42’c,43’c) for hver av tracermaterialene(4’m,41’m,42’m,43’m) er beregnet nedstrøms den modellerte strømningstransportbanen (P’) som en funksjon av tid under en modellert transient som oppstår i modellen,

-sammenligne den målte konsentrasjonen (4c,41c,42c,43c) og type tracermateriale (4m,41m,42m,43m) med de beregnede modellkonsentrasjonene (4’c,41’c,42’c,43’c) for en korresponderende type tracermateriale(4’m,41’m,42’m,43’m)og justere modellinnstrømningsratene (q’21, q’22, q’23…) for å forbedre overenstemmelsen mellom modellert innstrømningsprofil (qi, q’21, q’22, q’23…) og innstrømningsprofilen (qi).