NO344231B1

NO344231B1 - Sammenstilling og fremgangsmåte for transient og kontinuerlig testing av en åpen del av et borehull

Info

Publication number: NO344231B1
Application number: NO20092963A
Authority: NO
Inventors: Kåre Eriksen
Original assignee: Statoil Petroleum As
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2009-09-06
Publication date: 2019-10-14
Also published as: NO20092963L; CA2677603A1; CA2677603C; GB2459414A; NO20070851L; GB2459414B8; WO2008100156A1; US8528394B2; BRPI0807471A2; GB2459414B; GB0914920D0; US20100294033A1

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører testing av olje og gassbrønner.

Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en sammenstilling og en fremgangsmåte for transient og kontinuerlig testing av en åpen del av et borehull.

Kjent teknikk og oppfinnelsens bakgrunn

Testing av olje- og gassbrønner er av stor betydning for å bestemme reservoaregenskaper og produksjonskapasitet fra et hydrokarbonholdig reservoar. Slik testing utføres fordelaktig med en borestreng, såkalt borestrengtesting (DST), hvorved en interessant sone isoleres med midlertidige pakninger, hvorpå fluid fra reservoarsonen får strømme inn i rommet mellom pakningene.

I patentpublikasjon US 5799733 beskrives et ned-i-hulls-verktøy for tidlig evaluering av et reservoar, først og fremst med tanke på åpent-hull-reservoarfluidprøvetaking. Det er beskrevet oppblåsbare pakningselementer for isolering av et interessant reservoarintervall i det åpne hull, en ned-i-hulls-pumpe drevet elektrisk eller av en slammotor, der slamretur går til en borestreng/teststreng eller ringrommet over pakningene, et prøvetakingskammer er beskrevet og likeledes sensorer for måling av fluidegenskaper. Det er ikke beskrevet teknologi som gjør det mulig med utvidet testing, slik som kontinuerlig blanding av slam og reservoarfluid under kontrollerte forhold. Det er flere steder advart mot faren for tap av trykkontroll, se for eksempel kolonne 16, linjer 33-42 i US 5799733. For utførelser med en elektrisk drevet pumpe føres formasjonsfluidet inn i en borestreng eller teststreng, hvorved faren for tap av trykkontroll elimineres. For utføreleser med en slamdrevet pumpe er det ikke mulig å føre formasjonsfluid inn i øvre del av en borestreng eller teststreng, og for alle slike utførelser er faren for tap av trykkontroll uttrykkelig advart mot.

Det er behov for en sammenstilling og en fremgangsmåte for transient og kontinuerlig testing av en åpen del av et borehull, uten de ovennevnte begrensninger.

Oppsummering av oppfinnelsen

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en sammenstilling for transient og kontinuerlig testing av en åpen del av et borehull, hvilken sammenstilling er arrangert i bruk i en nedre del av en borestreng, og omfatter:

- middel for å isolere et reservoarintervall,

- middel for pumping av formasjonsfluid fra reservoarintervallet inn i et ringrom ovenfor middelet for å isolere,

- middel for måling av minst én egenskap ved formasjonsfluid fra reservoarintervallet, derved muliggjøre kontinuerlig testing,

- middel for å stenge strømmen av formasjonsfluid fra reservoarintervallet, derved muliggjøre transient testing,

- middel for sirkulasjon av slam fra borestrengen inn i ringrommet, og

- middel for å styre strømmen av formasjonsfluid fra reservoarintervallet inn i ringrommet og strømmen av slam inn i ringrommet, slik at det opprettholdes en overbalansetilstand i brønnhullet og slik at slammet i ringrommet sikres å være tilstrekkelig til å oppløse formasjonsfluidet fra reservoarintervallet.

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes også en fremgangsmåte for transient og kontinuerlig testing av en åpen del av et borehull i hvilket en sammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 21 er anordnet i den nedre delen av borestrengen, i hvilket kontinuerlig testing utføres ved bruk av middelet for å måle den minst ene egenskapen ved formasjonsfluidet fra reservoarintervallet, transient testing utføres ved bruk av middelet for å stenge strømmen av formasjonsfluid og å måle respons som funksjon av tid, og i hvilket middelet for å styre blir brukt til å styre strømmen av formasjonsfluid fra reservoarintervallet inn i ringrommet og strømmen av slammet inn i ringrommet slik at det opprettholdes en overbalansetilstand i borehullet og slik at det sikres at slammet i ringrommet er tilstrekkelig til å oppløse formasjonsfluidet fra reservoarintervallet.

Den foreliggende oppfinnelse muliggjøre testing av produksjonsegenskapene til et reservoar uten bruk av overflateplassert prosessutstyr. Brønntesting gjøres i et åpent hull uten bruk av fôringsrør, hvilket medfører tidsbesparelse. Videre kan testing gjøres uavhengig i et ubegrenset antall testsoner uten å måtte trippe inn og ut av borehullet, hvilket gir betydelig kostnads- og tidsbesparelse. Det er ikke behov for konvensjonelt sub-surface testeutstyr for ivaretakelse av brønnkontroll. Det mulig å utføre åpent-hull-testing uten begrensning med hensyn til strømningsmengde og varighet. Pumping av reservoarfluid fra reservoar til brønn kan utføres med stor strømningsrate, ved stor pumpekapasitet og blanding med store mengder boreslam i stor fortynning, hvilket muliggjøre testing i høypermeabilitetsreservoarer. Testing utføres i åpent hull med alle brønnkontrollbarrierer på plass, det vil si med vektet boreslam i borerør og ringromsvolum, med full overbalanse, samt utblåsningsventil og ned-i-hulls-innstengningsventil over pakningselementene. Sammenstillingen omfatter fordelaktig forbindelseslinje for trykkommunikasjon over/under pakning for å opprettholde hydrostatisk trykk, det vil si overbalanse i hele det åpne hull.

Sammenstillingen er fordelaktig tilpasset for å redusere brønnrelatert støy samt å øke differensialtrykkspesifikasjonene, det vil si det er fordelaktig anordnet doble pakninger over/under testsonen. Reservoarfluid pumpes ut ved hjelp av en elektrisk eller hydraulisk drevet pumpe. Med en elektrisk drevet pumpe utøves pumpingen slik at det alltid oppnås en tilstrekkelig uttynning eller fullstendig oppløsning av reservoarfluid i borevæsken, idet strømningsmengden justeres således at det opprettholdes en stabil brønn, selv under sirkulasjonsstans. Ved anvendelse av en hydraulisk drevet pumpe transformeres den hydrauliske energi til elektrisk energi som driver en hydraulisk pumpe, via en slamsirkulasjonsturbin og generator. Alternativt drives den hydrauliske pumpe av en hydraulisk krets drevet av en hydraulisk slamsirkulasjonsturbin, eller en slamsirkulasjonsturbin driver en elektrisk pumpe. Strømningsmengden kan således justeres slik at det opprettholdes en stabil brønn, selv under sirkulasjonsstans, uaktet om pumpen er elektrisk eller hydraulisk drevet. Ved å styre innpumping av formasjonsfluid basert på målte data og boreslammets tetthet og løselighet av reservoarfluid, holdes brønnen således til enhver tid i overbalanse og boreslammet kan til enhver tid løse reservoarfluidet ført inn i boreslammet.

Sammenstillingen omfatter sensorer for måling av kjemiske og fysiske egenskaper til produsert reservoarfluid, fordelaktig valgt blant sensorer for eller basert på optisk spektroskopi, pH-resistivitet, gass/oljeforhold, viskositet og andre kjente sensorer. I tillegg omfatter sammenstillingen trykk og temperaturmålere for måling av trykk og temperatur i testsonen, det vil si reservoartrykk og temperatur, samt trykk og temperatur i pumpe, i borestreng og i ringromsvolumet. Sammenstillingen omfatter en sirkulasjonsenhet, det vil si en flow-diverter, som muliggjør styrt slamsirkulering fra borerør til ringrom samtidig som reservoarfluid fra ned-i-hulls-pumpe blandes og fortynnes med boreslam, hvilket muliggjør stort volum av produsert reservoarfluid uten at det oppstår underbalanse eller ukontrollert innstrømning av reservoarfluid til brønnen. Sammenstillingen omfatter midler for ned-i-hulls-ratemåling og strømningskontroll. Videre omfatter sammenstillingen en innstengningsventil som muliggjøre presis innstengning av brønnstrømmen for måling av trykkrespons fra reservoaret, det vil si transient testing. Sammenstillingen omfatter fordelaktig en teleskopenhet for å ta opp utvidelse og krymping av borestreng eller satt produksjonspakning (avgjørende for å hindre bevegelse i pakningselementer og støy på trykkmålere i brønntestfasen). Borestrengen omfatter fordelaktig en borekrone/mølle i enden av sammenstillingen for hullkondisjonering før, mellom og etter formasjonstesting. Naturgass som kommer ut av slam/hydrokarbonløsningen ved retur til overflaten ledes gjennom boreinstallasjonens slambehandlingsanlegg og ventileres til luft. Oppløst olje akkumuleres i slammet og etterlates i brønnen i forbindelse med permanent tilbakeplugging etter endt testing. Eventuelt overskuddsslam kan enten sendes til destruksjon eller reinjiseres til reservoaret. Den foreliggende sammenstilling og fremgangsmåte gjøre fordelaktig bruk av boreslam med høy løselighet av reservoarfluid.

Figurer

Den foreliggende oppfinnelse illustreres ved hjelp av figurer, hvorav

figur 1 illustrerer en sammenstilling ifølge oppfinnelsen,

figur 2 illustrerer en alternativ sammenstilling ifølge oppfinnelsen,

figur 3 illustrerer et prøvekammer for anvendelse med sammenstillingen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,

figur 4 illustrerer et prøvekammer for anvendelse med sammenstillingen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og

figurene 5 til 11 illustrerer en sekvens med anvendelse av sammenstillingen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse

Med den foreliggende oppfinnelse muliggjøres åpent-hull-testing uten bruk av ned-i-hulls-ventiler og overflateprosessutstyr, med ubegrenset strømningstid, ubegrenset strømningsvolum og ubegrenset innstengninsvarighet. Trekkene som definert i de foreliggende krav gjør det mulig med slik utvidet strømningsrate og utvidet testvarighet uten risiko for ukontrollert brønnutblåsing.

Figurene 1 og 2 viser to utførelser av sammenstillingen ifølge oppfinnelsen. I utførelsen på figur 1 føres reservoarfluid og sirkulert slam ut på samme nivå i ringrommet over pakningene, mens i utførelsen på figur 2 føres sirkulert slam og innpumpet reservoarfluid inn i ringrommet over pakningene ved ulike nivåer, idet sirkulasjonsenheten er anordnet i en delt utførelse. Andre utførelser er også tenkelige, men i alle tilfeller er sirkulasjonsenheten anordnet slik at sirkulert boreslam og innpumpet formasjonsfluid kan føres til ringrommet ovenfor pakningene, under full kontroll med hensyn til opprettholdelse av overbalanse og løsing av alt innpumpet formasjonsfluid i boreslammet. Figurene 2 og 3 gir en nærmere illustrasjon av en ned-ihulls-fluidanalysator og prøvetakingskammer (DFA). Figurene 5 til 11 illustrerer en boreoperasjon og test utført med en borestreng med en sammenstilling ifølge oppfinnelsen. Sekvensen som er illustrert på figurene 5-11, hvor noe forklarende tekst er innføyd, er selvforklarende for fagpersoner.

Claims

Patentkrav

1.

Sammenstilling for transient og kontinuerlig testing av en åpen del av et borehull, hvilken sammenstilling er arrangert i bruk i en nedre del av en borestreng, og omfatter: - middel for å isolere et reservoarintervall,

- middel for sirkulasjon av slam fra borestrengen inn i ringrommet, og karakterisert ved middel for å styre strømmen av formasjonsfluid fra reservoarintervallet inn i ringrommet og strømmen av slam inn i ringrommet, slik at det opprettholdes en overbalansetilstand i brønnhullet og slik at slammet i ringrommet sikres å være tilstrekkelig til å oppløse formasjonsfluidet fra reservoarintervallet.

2.

Sammenstilling som angitt i krav 1, karakterisert ved at styreinnretningen er anordnet til å styre strømningen i avhengighet av minst en av målte data, densiteten av slammet og reservoarfluid oppløseligheten av slammet.

3.

Sammenstilling som angitt i krav 1 eller 2, som omfatter middel for å måle minst en egenskap ved fluidstrøm fra eller i minst én eller hver av reservoarintervallet, pumpeanordningen, borestrengen og ringrommet, og hvori styremiddelet er anordnet til å styre strømningen i avhengighet av målingen utført av målemiddelet.

4.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori den minst ene egenskapen omfatter minst en eller hver av strømningsrate, trykk og temperatur.

5.Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori den minst ene egenskapen omfatter minst en av pH, resistivitet, gass / olje-forhold, og viskositet.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori målemiddelet omfatter et prøvekammer (5).

7.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori isoleringsmiddelet er anordnet eller fiksert utenfor borestrengen.

8.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori isoleringsmiddelet omfatter et ekspanderbart pakningselement.

9.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori isoleringsmiddelet omfatter minst to utvidbare pakninger.

10.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori midlene for å sirkulere og å styre danner del av en sirkulasjonsenhet.

11.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori pumpemiddelet omfatter en nedihullspumpe (3) for å pumpe formasjonsfluid fra reservoarintervallet .

12.

Sammenstilling som angitt i krav 11, hvori pumpen (3) er en elektrisk eller hydraulisk drevet pumpe.

13.

Sammenstilling som angitt i krav 11 eller 12, hvori pumpemiddelet omfatter middel for å mate formasjonsfluid fra pumpen (3) inn i ringrommet.

14.

Sammenstilling som angitt i krav 13, når avhengig av krav 10, hvori matemiddelet danner del av sirkulasjonsenheten .

15.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori målemiddelet omfatter minst én sensor.

16.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori målemiddelet omfatter en flerhet av sensorer.

17.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori målemiddelet er anordnet for å måle en flerhet av egenskaper ved fluidet.

18.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori stengemiddelet omfatter en stengeventil.

19.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, omfattende en slamdrevet turbin eller elektrisk kabel for energitilførsel til pumpemiddelet.

20.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, omfattende middel slik som telemetri for sanntidsoverføring av den minst ene målte egenskapen.

21.

Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvori de over en ubalansert tilstand opprettholdes i et parti av brønnboringen, for eksempel i ringrommet og / eller i det åpne parti av brønnboringen .

22.

Fremgangsmåte for transient og kontinuerlig testing av en åpen del av et borehull i hvilket en sammenstilling ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 21 er anordnet i den nedre delen av borestrengen, i hvilket kontinuerlig testing utføres ved bruk av middelet for å måle den minst ene egenskapen ved formasjonsfluidet fra reservoarintervallet, transient testing utføres ved bruk av middelet for å stenge strømmen av formasjonsfluid og å måle respons som funksjon av tid, og karakterisert ved at middelet for å styre blir brukt til å styre strømmen av formasjonsfluid fra reservoarintervallet inn i ringrommet og strømmen av slammet inn i ringrommet slik at det opprettholdes en overbalansetilstand i borehullet og slik at det sikres at slammet i ringrommet er tilstrekkelig til å oppløse formasjonsfluidet fra reservoarintervallet.