HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Öl- und Gaserkundung. Die Erfindung
betrifft insbesondere Verfahren zum Bestimmen wenigstens einer Eigenschaft
einer unterirdischen Formation, die von einem Bohrloch durchdrungen
wird, unter Verwendung einer Formationsprüfeinrichtung.The
The present invention relates to the field of oil and gas exploration. The invention
more particularly relates to methods for determining at least one property
a subterranean formation penetrated by a borehole
using a formation tester.
Technischer
Hintergrundtechnical
background
In
den letzten Jahrzehnten sind hochmoderne Techniken entwickelt worden,
um Kohlenwasserstoffe, die gewöhnlich
als Öl
und Gas bezeichnet werden, zu identifizieren und aus unterirdischen
Formationen zu fördern.
Diese Techniken vereinfachen die Entdeckung, die Einschätzung und
die Förderung
von Kohlenwasserstoffen aus unterirdischen Formationen.In
In recent decades, state-of-the-art techniques have been developed
hydrocarbons, which are usually
as oil
and gas are designated, identify and from underground
To promote formations.
These techniques simplify the discovery, assessment and assessment
the promotion
of hydrocarbons from subterranean formations.
Wenn
angenommen wird, dass eine unterirdische Formation, die eine wirtschaftlich
förderfähige Menge
von Kohlenwasserstoffen enthält,
entdeckt wurde, wird typischerweise ein Bohrloch von der Erdoberfläche zu der
gewünschten
unterirdischen Formation gebohrt und es werden Prüfungen an
der Formation ausgeführt, um
festzustellen, ob möglicherweise
aus der Formation Kohlenwasserstoffe mit kommerziellem Wert gefördert werden
können.
Die Prüfungen,
die an unterirdischen Formationen ausgeführt werden, enthalten typischerweise
das Abfragen von durchdrungenen Formationen, um festzustellen, ob
Kohlenwasserstoffe tatsächlich
vorhanden sind, und um die Menge der darin enthaltenen förderfähigen Kohlenwasserstoffe
einzuschätzen.
Diese Vorprüfungen
werden unter Verwendung von Formationsprüfwerkzeugen, die häufig als
Formationsprüfeinrichtungen
bezeichnet werden, ausgeführt.
Formationsprüfeinrichtungen
werden typischerweise durch ein Leitungskabel, eine Verrohrung,
einen Bohrstrang oder dergleichen in ein Bohrloch abgesenkt und
können
verwendet werden, um verschiedene Formationscharakteristiken zu
bestimmen, die bei der Bestimmung der Qualität, der Quantität und der
Bedingungen der Kohlenwasserstoffe oder anderer darin enthaltenen
Fluide zu helfen. Andere Formationsprüfeinrichtungen können Teil
eines Bohrwerkzeugs sein, wie etwa ein Bohrstrang, um Formationsparameter
während
des Bohrvorgangs zu messen.If
It is believed that an underground formation that is an economic
eligible quantity
of hydrocarbons,
is typically a borehole from the earth's surface to the
desired
Underground formation drilled and there will be tests
the formation running to
determine if possible
be promoted from the formation of hydrocarbons of commercial value
can.
The exams,
which are performed on subterranean formations typically include
querying penetrated formations to determine if
Hydrocarbons actually
and the amount of eligible hydrocarbons contained therein
assess.
These preliminary tests
are using formation testing tools, often referred to as
Formation testers
be referred executed.
Formation testers
typically by a conduit, a piping,
a drill string or the like lowered into a borehole and
can
used to give different formation characteristics
determine the quality, the quantity and the quality
Conditions of hydrocarbons or other substances contained therein
Fluids help. Other formation testing facilities can be part of it
a drilling tool, such as a drill string, around formation parameters
while
to measure the drilling process.
Formationsprüfeinrichtungen
umfassen typischerweise schlanke Werkzeuge, die so beschaffen sind, dass
sie in ein Bohrloch abgesenkt werden können und in einer Tiefe in
dem Bohrloch angrenzend an die unterirdische Formation, von der
Daten erwünscht
sind, positioniert werden. Nachdem sie in dem Bohrloch positioniert
wurden, wird eine Fluidverbindung von diesen Werkzeugen mit der
Formation hergestellt, um Daten aus der Formation zu sammeln. Typischerweise
wird ein Messfühler,
ein Schnorchel oder eine andere Vorrichtung abgedichtet an der Bohrlochwand
in Eingriff gebracht, um eine derartige Fluidverbindung herzustellen.Formation testers
typically include slim tools that are designed to be
they can be lowered into a borehole and at a depth in
the borehole adjacent to the subterranean formation, of the
Data desired
are to be positioned. After being positioned in the borehole
are, a fluid connection of these tools with the
Formation made to collect data from the formation. typically,
becomes a sensor,
a snorkel or other device sealed to the borehole wall
engaged to make such a fluid connection.
Formationsprüfeinrichtungen
werden typischerweise verwendet, um Bohrlochparameter, wie etwa Bohrlochdrücke, Formationsdrücke und
Formationsmobilitäten
und andere, zu messen. Sie können
außerdem verwendet
werden, um Proben aus einer Formation zu sammeln, so dass die Typen
des in der Formation enthaltenen Fluids und andere Fluideigenschaften
bestimmt werden können.
Die Formationseigenschaften, die während einer Formationsprüfung bestimmt
werden, sind wichtige Faktoren bei der Bestimmung des kommerziellen
Werts einer Förderbohrung
und der Weise, wie Kohlenwasserstoffe aus der Förderbohrung gewonnen werden
können.Formation testers
are typically used to determine wellbore parameters, such as wellbore pressures, formation pressures, and
formation mobilities
and others, to measure. You can
also used
be to collect samples from a formation, so the types
the fluid contained in the formation and other fluid properties
can be determined.
The formation properties determined during a formation test
are important factors in determining the commercial
Value of a production well
and how hydrocarbons are extracted from the production well
can.
Die
Funktionsweise von Formationsprüfeinrichtungen
kann bei Bezugnahme auf den Aufbau einer herkömmlichen leitungsgestützten Formationsprüfeinrichtung,
die in den 1A und 1B gezeigt
ist, leichter verstanden werden. Wie in 1A gezeigt
ist, wird die leitungsgestützte
Prüfeinrichtung 100 von
einem Bohrturm 2 in ein offenes Bohrloch 3 abgesenkt,
das mit einem Fluid, das in der Industrie gewöhnlich als "Schlamm" bezeichnet wird, gefüllt ist.
Das Bohrloch ist mit einem Filterkuchen 4 ausgekleidet,
der sich während
der Bohroperationen an der Wand des Bohrlochs ablagert. Das Bohrloch
durchdringt eine Formation 5.The operation of formation testing devices may be described with reference to the structure of a conventional line-based formation testing device incorporated in the 1A and 1B shown is easier to understand. As in 1A is shown, the line-based tester 100 from a derrick 2 into an open borehole 3 which is filled with a fluid, commonly referred to in the industry as "sludge". The borehole is with a filter cake 4 lined, which deposits during the drilling operations on the wall of the borehole. The hole penetrates a formation 5 ,
Die
Funktionsweise einer herkömmlichen,
modular aufgebauten, leitungs gestützten Formationsprüfeinrichtung,
die mehrere miteinander verbundene Module besitzt, ist in den US-Patenten
Nr. 4.860.581 und 4.936.139, die an Zimmerman u. a. erteilt wurden,
genauer beschrieben. 2 zeigt eine graphische Darstellung
eines Druckverlaufs als Funktion der Zeit, der durch die Formationsprüfeinrichtung
während
des Betriebs einer herkömmlichen
leitungsgestützten
Formationsprüfeinrichtung
gemessen wurde, die verwendet wird, um Parameter, wie z. B. den
Formationsdruck zu bestimmen.The operation of a conventional modular wireline formation tester having a plurality of interconnected modules is described in greater detail in U.S. Patent Nos. 4,860,581 and 4,936,139 issued to Zimmerman et al. 2 FIG. 12 is a graph of pressure versus time as measured by the formation tester during operation of a conventional line-based formation tester used to determine parameters, such as those shown in FIG. B. to determine the formation pressure.
In
den 1A und 1B wird
bei dem Betrieb einer herkömmlichen
leitungsgestützten
Formationsprüfeinrichtung
eine Formationsprüfeinrichtung 100 durch
ein Leitungskabel 6 in ein Bohrloch 3 abgesenkt. Nach
dem Absenken der Formationsprüfeinrichtung 100 zu
der gewünschten
Position in dem Bohrloch kann der Druck in der Durchflussleitung 119 in
der Formationsprüfeinrichtung
durch Öffnen
eines (nicht gezeigten) Ausgleichsventils auf den hydrostatischen
Druck des in dem Bohrloch befindlichen Fluids ausgeglichen werden.
Ein Drucksensor oder eine Druckmesseinrichtung 120 wird
verwendet, um den hydrostatischen Druck des Fluids in dem Bohrloch
zu messen. Der an diesem Punkt gemessene Druck ist in 2 längs der
Linie 103 graphisch dargestellt. Die Formationsprüfeinrichtung 100 kann
dann "eingerichtet" werden, indem die
Prüfeinrichtung
an der Verwendungsstelle mit hydraulisch betätigten Kolben verankert wird,
wodurch der Messfühler 112 an
der Seitenwand des Bohrlochs positioniert wird, um eine Fluidverbindung
mit der Formation herzustellen, und indem das Ausgleichsventil geschlossen
wird, um den Innenraum des Werkzeugs von den Bohrlochfluiden zu
trennen. Der Punkt, an dem eine Abdichtung zwischen dem Messfühler und
der Formation gebildet wird und die Fluidverbindung hergestellt
wird, der als der "Werkzeugeinstell"-Punkt bezeichnet
wird, ist in 2 am Bezugszeichen 105 graphisch
dargestellt. Fluid aus der Formation 5 wird dann durch
Zurückziehen eines
Kolbens 118 in die Formationsprüfeinrichtung 100 in
eine Vorprüfkammer 114 angesaugt,
um einen Druckabfall in der Durchflussleitung 119 unter
den Formationsdruck zu erzeugen. Dieser Volumenausdehnungszyklus,
der als ein "Druckabsenkungs"-Zyklus bezeichnet
wird, ist in 2 längs der Linie 107 graphisch dargestellt.In the 1A and 1B In the operation of a conventional line-based formation tester, a formation tester is used 100 through a cable 6 in a borehole 3 lowered. After lowering the formation tester 100 to the desired position in the wellbore, the pressure in the flow line 119 in the formation tester are compensated by opening a compensating valve (not shown) to the hydrostatic pressure of the fluid in the wellbore. A pressure sensor or a pressure measuring device 120 is used to measure the hydrostatic pressure of the fluid in the borehole. The pressure measured at this point is in 2 along the line 103 shown graphically. The formation tester 100 can then be "set up" by anchoring the testing device in place with hydraulically actuated pistons, which causes the probe 112 is positioned on the sidewall of the wellbore to establish fluid communication with the formation, and by closing the balance valve to separate the interior of the tool from the wellbore fluids. The point at which a seal is formed between the probe and the formation and the fluid connection is made, referred to as the "tool setting" point, is shown in FIG 2 at the reference number 105 shown graphically. Fluid from the formation 5 is then by retracting a piston 118 into the formation tester 100 in a pre-test chamber 114 aspirated to a pressure drop in the flow line 119 under the formation pressure to produce. This volume expansion cycle, referred to as a \ "pressure reduction \" cycle, is in FIG 2 along the line 107 shown graphically.
Wenn
das Zurückziehen
des Kolbens 118 angehalten wird (in 2 am Punkt 111 dargestellt),
tritt weiterhin Fluid aus der Formation in den Messfühler 112 ein,
bis nach einer ausreichenden Zeit der Druck in der Durchflussleitung 119 gleich
dem Druck in der Formation 5 ist, was in 2 am
Bezugszeichen 115 dargestellt ist. Dieser Zyklus, der als
ein "Druckaufbau"-Zyklus bezeichnet
wird, ist in 2 längs der Linie 113 dargestellt.
Wie in 2 dargestellt ist, wird gewöhnlich angenommen, dass der
endgültige
Aufbaudruck am Bezugszeichen 115, der häufig als der "Sandflächen"-Druck bezeichnet
wird, eine gute Näherung
des Formationsdrucks ist.When retracting the piston 118 is stopped (in 2 at the point 111 shown), further fluid from the formation enters the sensor 112 until after a sufficient time the pressure in the flow line 119 equal to the pressure in the formation 5 is what's in 2 at the reference number 115 is shown. This cycle, referred to as a "pressure build-up" cycle, is in FIG 2 along the line 113 shown. As in 2 is usually assumed that the final build-up pressure at the reference numeral 115 often referred to as the "sands" print, is a good approximation of formation pressure.
Die
Form der Kurve und die entsprechenden Daten, die durch den Druckverlauf
erzeugt werden, können
verwendet werden, um verschiedene Formationscharakteristiken zu
bestimmen. Zum Beispiel können Drücke, die
während
der Druckabsenkung (107 in 2) und des
Druckaufbaus (113 in 2) gemessen
werden, zur Bestimmung der Formationsmobilität verwendet werden, die das
Verhältnis
der Formationspermeabilität
zu der Formationsfluidviskosität
ist. Wenn der Messfühler
der Formationsprüfeinrichtung
(112 in 1B) von der Bohrlochwand gelöst wird,
steigt der Druck in der Durchflussleitung 119 rasch an,
bis sich der Druck in der Durchflussleitung mit dem Bohrlochdruck
ausgleicht, wie in 2 als Linie 117 gezeigt
ist. Nachdem der Formationsmesszyklus beendet wurde, kann die Formationsprüfeinrichtung 100 gelöst werden
und an einer anderen Tiefe erneut positioniert werden, wobei der
Formationsprüfzyklus
bei Bedarf wiederholt wird.The shape of the curve and the corresponding data generated by the pressure profile can be used to determine different formation characteristics. For example, pressures that occur during depressurization ( 107 in 2 ) and the pressure build-up ( 113 in 2 ) can be used to determine formation mobility, which is the ratio of formation permeability to formation fluid viscosity. If the sensor of the formation tester ( 112 in 1B ) is released from the borehole wall, the pressure in the flow line increases 119 quickly until the pressure in the flow line equalizes with the well pressure, as in 2 as a line 117 is shown. After the formation measurement cycle has ended, the formation tester 100 are released and repositioned at a different depth, the formation test cycle being repeated as needed.
Während dieses
Typs des Prüfbetriebs
für ein
mittels Leitungskabel transportiertes Werkzeug werden Druckdaten,
die im Bohrloch gesammelt wurden, typischerweise über das
Leitungskommunikationssystem elektronisch an die Oberfläche übertragen.
An der Oberfläche überwacht
eine Bedienperson typischerweise den Druck in der Durchflussleitung 119 an
einer Konsole und das leitungsgestützte Aufzeichnungssystem zeichnet
die Druckdaten in Echtzeit auf. Daten, die während der Druckabsenk- und
Druckaufbauzyklen der Prüfung
aufgezeichnet wurden, können
entweder am Bohrlochcomputer in Echtzeit oder später in einem Datenverarbeitungszentrum
analysiert werden, um kritische Formationsparameter wie etwa der
Formationsfluiddruck, der Schlammüberdruck, d. h. die Differenz
zwischen dem Bohrlochdruck und dem Formationsdruck, und die Mobilität der Formation,
zu bestimmen.During this type of wireline tool inspection operation, print data collected downhole is typically electronically transmitted to the surface via the line communication system. On the surface, an operator typically monitors the pressure in the flow line 119 on a console and the on-line recording system records the print data in real time. Data recorded during the pressure reduction and buildup cycles of the test can be analyzed either at the downhole computer in real time or later in a data processing center to determine critical formation parameters such as formation fluid pressure, mud overpressure, ie the difference between well pressure and formation pressure, and the mobility of the formation, to determine.
Leitungsgestützte Formationsprüfeinrichtungen
ermöglichen
schnelle Datenübertragungen
für eine Echtzeitüberwachung
und Steuerung der Prüfung
und des Werkzeugs durch die Verwendung der leitungsgestützten Telemetrie.
Dieser Typ des Kommunikationssystems ermöglicht Feldingenieuren, die
Qualität
von Prüfmessungen
bei ihrer Entstehung zu bewerten und bei Bedarf sofortige Aktionen
zu unternehmen, um eine Prüfprozedur
abzubrechen oder Vorprüfungsparameter
einzustellen, bevor weitere Messungen versucht werden. Durch die
Beobachtung der Daten, wenn sie während der Vorprüfungsdruckabsenkung
gesammelt werden, kann ein Ingenieur z. B. die Wahlmöglichkeit
haben, die anfänglichen
Vorprüfungsparameter
zu verändern,
wie etwa die Rate und den Umfang der Druckabsenkung, um sie besser
an die Formationscharakteristiken anzupassen, bevor eine weitere
Prüfung
versucht wird. Beispiele von leitungsgestützten Formationsprüfeinrichtungen
und/oder Formationsprüfverfahren
des Standes der Technik sind z. B. in den US Patenten Nr. 3.934.468,
das an Brieger erteilt wurde, Nr. 4.860.581 und Nr. 4.936.139, die
an Zimmerman u. a. erteilt wurden, und Nr. 5.969.241, das an Auzerais
erteilt wurde, beschrieben. Diese Patente sind an den Einreicher
der vorliegenden Erfindung übertragen.Line-based formation testing equipment
enable
fast data transfers
for real-time monitoring
and control of the test
and the tool through the use of wireline telemetry.
This type of communication system allows field engineers who
quality
of test measurements
to assess their origin and if needed immediate action
to undertake a testing procedure
abort or pre-test parameters
before attempting further measurements. By the
Observing the data when during the pre-test pressure drop
can be collected, an engineer z. B. the choice
have, the initial ones
preliminary parameters
to change,
such as the rate and extent of pressure reduction, to make them better
to adapt to the formation characteristics before another
exam
is tried. Examples of conduction-based formation testing equipment
and / or formation testing
The prior art are z. In US Pat. Nos. 3,934,468,
issued to Brieger, No. 4,860,581 and No. 4,936,139, the
to Zimmerman u. a. and No. 5,969,241 issued to Auzerais
was issued described. These patents are to the submitter
of the present invention.
Formationsprüfeinrichtungen
können
außerdem
während
Bohroperationen verwendet werden. Ein derartiges Bohrlochwerkzeug,
das für
das Sammeln von Daten aus einer unterirdischen Formation während Bohroperationen
geeignet ist, ist z. B. im US-Patent Nr. 6.230.557 B1, das an Ciglenec
u. a. erteilt wurde, offenbart, das an den Einreicher der vorliegenden
Erfindung übertragen
ist.Formation testers
can
Furthermore
while
Bohroperationen be used. Such a downhole tool,
that for
collecting data from a subterranean formation during drilling operations
is suitable, z. In US Pat. No. 6,230,557 B1, issued to Ciglenec
u. a. disclosed to the assignee of the present
Transfer invention
is.
Es
sind verschiedene Techniken entwickelt worden, um spezielle Formationsprüfoperationen
oder Vorprüfungen
auszuführen.
Die US-Patente Nr. 5.095.745 und 5.233.866, die beide an Des Brandes
erteilt wurden, beschreiben z. B. ein Verfahren zum Bestimmen von
Formationsparametern durch Analysieren des Punkts, an dem der Druck
von einer linearen Druckabsenkung abweicht.It
Various techniques have been developed to perform special formation testing operations
or preliminary tests
perform.
U.S. Patent Nos. 5,095,745 and 5,233,866, both to Des Brandes
were issued, describe z. B. a method for determining
Formation parameters by analyzing the point at which the pressure
deviates from a linear pressure reduction.
Trotz
der Vorteile, die bei der Entwicklung von Verfahren zum Ausführen von
Vorprüfungen
gemacht wurden, besteht weiterhin eine Notwendigkeit, um Verzögerungen
und Fehler in dem Vorprüfprozess
zu eliminieren und die Genauigkeit der Parameter, die aus derartigen
Prüfungen
abgeleitet werden, zu verbessern. Da Formationsprüfoperationen
während
der gesamten Bohroperationen verwendet werden, sind die Dauer der Prüfung und
das Fehlen der Echtzeitverbindung mit den Werkzeugen wesentliche
Einschränkungen,
die berücksichtigt
werden müssen.
Die Probleme, die mit der Echtzeitverbindung für diese Operationen verbunden sind,
entstehen hauptsächlich
durch die gegenwärtigen
Einschränkungen
der Telemetrie, die typischerweise während Voroperationen verwendet
wird, wie etwa die Schlammimpuls-Telemetrie. Einschränkungen,
wie etwa Raten der Telemetriedaten in der Aufwärts- und Abwärtsverbindung
meistens zur Protokollierung während
des Bohrens oder Messungen von Werkzeugen während des Bohrens, haben einen
langsamen Informationsaustausch zwischen dem Bohrlochwerkzeug und
der Oberfläche
zur Folge. Ein einfacher Prozess zum Senden eines Vorprüfungs-Druckverlaufs
zur Oberfläche,
woraufhin ein Ingenieur einen Befehl ins Bohrloch sendet, um den
Messfühler
anhand der übermittelten
Daten zurückzuziehen,
kann wesentliche Verzögerungen zur
Folge haben, die Bohroperationen nachteilig beeinflussen.In spite of
the benefits of developing methods to run
Preliminary checks
there is still a need to avoid delays
and errors in the pre-verification process
to eliminate and the accuracy of the parameters resulting from such
exams
be derived, improve. Since formation checking operations
while
The total drilling operations used are the duration of the test and
the lack of real-time connection with the tools essential
Restrictions,
the considered
Need to become.
The problems associated with the real-time connection for these operations
arise mainly
through the present
restrictions
telemetry, which is typically used during previous operations
such as mud pulse telemetry. Restrictions,
such as rates of telemetry data in the uplink and downlink
mostly for logging during
drilling or measuring tools while drilling, have one
slow exchange of information between the well tool and
the surface
result. A simple process for sending a pre-test pressure history
to the surface,
whereupon an engineer sends a command downhole to the
probe
based on the transmitted
Withdraw data,
can cause significant delays
Consequence, the drilling operations adversely affect.
Verzögerungen
vergrößern außerdem die
Möglichkeit,
dass die Werkzeuge in dem Bohrloch stecken bleiben. Um die Möglichkeit
des Steckenbleibens zu verringern, werden häufig Bohroperationsspezifikationen anhand
der vorherrschenden Formation und Bohrbedingungen aufgestellt, um
festzulegen, wie lange ein Bohrstrang in einem Bohrloch unbeweglich
sein kann. Gemäß diesen
Spezifikationen darf ein Bohrstrang lediglich für eine begrenzte Zeitperiode
unbeweglich sein, um einen Messkopf zu verwenden und eine Druckmessung auszuführen. Infolge
der Einschränkungen
der gegenwärtigen
Echtzeitübertragungen
zwischen einigen Werkzeugen und der Oberfläche kann es erwünscht sein,
dass das Werkzeug nahezu alle Operationen in einer automatischen
Betriebsart ausführen
kann.delays
also enlarge the
Possibility,
that the tools get stuck in the hole. To the possibility
Often, drill hole specifications are often used to reduce sticking
the prevailing formation and drilling conditions set to
determine how long a drill string in a borehole immovable
can be. According to these
Specifications may only be a drill string for a limited period of time
immovable to use a measuring head and to perform a pressure measurement. As a result
the restrictions
the current one
Real-time communications
between some tools and the surface it may be desirable
that the tool almost all operations in an automatic
Run operating mode
can.
Deswegen
ist ein Verfahren erwünscht,
das ermöglicht,
dass eine Formationsprüfeinrichtung
verwendet wird, um in einem Bohrloch Formationsprüfmessungen
in einer festgelegten Zeitperiode auszuführen, und das in einfacher
Weise unter Verwendung von leitungsgestützten Werkzeugen oder Bohrwerkzeugen
implementiert werden kann, die einen minimalen Eingriff von dem
Oberflächensystem
zur Folge haben.therefore
is a process desired
this allows,
that a formation tester
is used to form formation test measurements in a well
execute in a fixed period of time, and in a simpler way
Manner using wireline tools or drilling tools
can be implemented, which requires a minimal intervention from the
surface system
have as a consequence.
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNGSUMMARY
THE INVENTION
Ein
Verfahren zum Bestimmen von Formationsparametern unter Verwendung
eines Bohrlochwerkzeugs, das in einem Bohrloch angrenzend an eine
unterirdische Formation positioniert ist, wird geschaffen. Das Verfahren
umfasst die folgenden Schritte: Herstellen einer Fluidverbindung
mit der Formation; Ausführen einer
ersten Vorprüfung,
um eine anfängliche
Schätzung
der Formationsparameter zu bestimmen; Entwerfen von Vorprüfungskriterien
zum Ausführen
einer zweiten Vorprüfung
auf der Grundlage der anfänglichen
Schätzung
der Formationsparameter; und Ausführen einer zweiten Vorprüfung in Übereinstimmung
mit den entworfenen Vorprüfungskriterien,
wodurch eine verfeinerte Schätzung
der Formationsparameter bestimmt wird.One
Method for determining formation parameters using
a downhole tool located in a borehole adjacent to a borehole
is positioned underground formation is created. The procedure
includes the following steps: Establishing a fluid connection
with the formation; Running a
first preliminary examination,
an initial one
estimate
to determine the formation parameter; Designing Preliminary Review Criteria
to run
a second preliminary examination
based on the initial one
estimate
the formation parameter; and performing a second preliminary check in accordance
with the designed preliminary test criteria,
giving a refined estimate
the formation parameter is determined.
Es
werden außerdem
Verfahren zum Bestimmen von Formationseigenschaften unter Verwendung
einer Formationsprüfeinrichtung
geschaffen. Ein Verfahren zum Bestimmen von wenigstens einer Formationsfluideigenschaft
unter Verwendung einer Formationsprüfeinrichtung in einer Formation,
die von einem Bohrloch durchdrungen wird, umfasst die folgenden
Schritte: Sammeln einer ersten Menge von Datenpunkten, die Drücke in einer
Vorprüfkammer
der Formationsprüfeinrichtung
als eine Funktion der Zeit während
einer ersten Vorprüfung
repräsentieren;
Bestimmen eines geschätzten
Formationsdrucks und einer geschätzten
Formationsfluidmobilität
aus der ersten Menge von Datenpunkten; Bestimmen einer Menge von
Parametern für
eine zweite Vorprüfung,
wobei die Mengen der Parameter auf der Grundlage des geschätzten Formationsdrucks, der
geschätzten
Formationsfluidmobilität
und einer Zeit, die zum Ausführen
der zweiten Vorprüfung
verbleibt, bestimmt wird; Ausführen
der zweiten Vorprüfung
unter Verwendung der Menge der Parameter; Sammeln einer zweiten
Menge von Datenpunkten, die Drücke
in der Vorprüfkammer
als eine Funktion der Zeit während der
zweiten Vorprüfung
repräsentieren;
und Bestimmen der wenigsten einer Formationsfluideigenschaft aus der
zweiten Menge von Datenpunkten.There are also provided methods for determining formation properties using a formation tester. A method of determining at least one formation fluid property using a formation tester in a formation penetrated by a wellbore comprises the steps of: collecting a first set of data points, the pressures in a pre-test chamber of the formation tester as a function of time during a first Represent preliminary test; Determining an estimated formation pressure and an estimated formation fluid mobility from the first set of data points; Determining a set of parameters for a second pre-test, wherein the amounts of the parameters are determined based on the estimated formation pressure, the estimated formation fluid mobility, and a time remaining to perform the second pre-test; Performing the second pre-test using the set of parameters; Collecting a second set of data points, the pressures in the pre-test chamber as a function of time during represent the second preliminary examination; and determining the at least one formation fluid property from the second set of data points.
Es
werden außerdem
Verfahren zum Bestimmen einer Bedingung zum Beenden einer Druckabsenkoperation
während
einer Vorprüfung
geschaffen. Ein Verfahren zum Bestimmen einer Beendigungsbedingung für eine Druckabsenkoperation
unter Verwendung einer Formationsprüfeinrichtung in einer Formation,
die von einem Bohrloch durchdrungen wird, umfasst die folgenden
Schritte: Einstellen eines Messfühlers
der Formationsprüfeinrichtung
an einer Wand des Bohrlochs, so dass eine Vorprüfkammer mit der Formation in
Fluidverbindung steht, wobei ein Bohrfluid in der Vorprüfkammer
einen höheren
Druck als den Formationsdruck aufweist; Dekomprimieren des Bohrfluids
in der Vorprüfkammer
durch Abziehen eines Vorprüfkolbens
mit einer bestimmten Absenkrate; Sammeln von Datenpunkten, die Fluiddrücke in der
Vorprüfkammer
als eine Funktion der Zeit repräsentieren;
Identifizieren eines Bereichs von aufeinander folgenden Datenpunkten,
die an eine Linie des Drucks als Funktion der Zeit mit einem festen
Anstieg angepasst sind, wobei der feste Anstieg auf einer Komprimierbarkeit
des Bohrfluids, der konstanten Druckabsenkrate und einem Volumen
der Vorprüfkammer basiert;
und Beenden der Druckabsenkoperation anhand eines Beendigungskriteriums,
nachdem der Bereich der aufeinander folgenden Datenpunkte identifiziert
ist.It
Beyond that
A method of determining a condition to complete a pressure lowering operation
while
a preliminary examination
created. A method for determining a termination condition for a pressure lowering operation
using a formation tester in a formation,
which is penetrated by a borehole, includes the following
Steps: Setting a sensor
the formation tester
on a wall of the borehole, leaving a pretreatment chamber with the formation in
Fluid connection is, wherein a drilling fluid in the Vorprüfkammer
a higher one
Having pressure as the formation pressure; Decompressing the drilling fluid
in the pre-test chamber
by removing a pretesting piston
with a certain lowering rate; Collecting data points, the fluid pressures in the
pretest
as a function of time;
Identifying a range of consecutive data points
the to a line of pressure as a function of time with a fixed
Rise are adjusted, with the fixed increase on a compressibility
of the drilling fluid, the constant pressure reduction rate and a volume
based on the pre-test chamber;
and terminating the pressure lowering operation based on a termination criterion,
after identifying the range of consecutive data points
is.
Es
werden Verfahren zum Bestimmen von Formationsfluidmobilitäten geschaffen.
Ein Verfahren zum Schätzen
einer Formationsfluidmobilität
umfasst die folgenden Schritte: Ausführen einer Vorprüfung unter
Verwendung einer Formationsprüfeinrichtung,
die in einer Formation angeordnet ist, die von einem Bohrloch durchdrungen
wird, wobei die Vorprüfung
eine Druckabsenkphase und eine Druckaufbauphase umfasst; Sammeln
von Datenpunkten, die Drücke
in einer Vorprüfkammer
der Formationsprüfeinrichtung
als eine Funktion der Zeit während
der Druckabsenkphase und der Druckaufbauphase repräsentieren;
Bestimmen eines geschätzten
Formationsdrucks aus den Datenpunkten; Bestimmen eines Bereichs,
der von einer Linie begrenzt wird, die durch den geschätzten Formationsdruck
verläuft,
und von Kurven, die die Datenpunkte während der Druckabsenkphase
und der Druckaufbauphase interpolieren; und Schätzen der Formationsfluidmobilität aus dem
Bereich, einem Volumen, das während
der Vorprüfung
aus der Formation extrahiert wird, einem Radius des Formationsprüf-Messfühlers und
einem Formfaktor, der die Wirkung des Bohrlochs auf eine Antwort
des Formationsprüfmessfühlers berücksichtigt.It
Methods are provided for determining formation fluid mobilities.
A method of estimation
a formation fluid mobility
includes the following steps: Performing a Preliminary Check at
Use of a formation tester,
which is arranged in a formation penetrated by a borehole
being, taking the preliminary exam
a Druckabsenkphase and a pressure build-up phase comprises; Collect
of data points, the pressures
in a pre-test chamber
the formation tester
as a function of time during
the pressure drop phase and the pressure build-up phase represent;
Determining an estimated
Formation pressure from the data points; Determining an area
which is bounded by a line, which is estimated by the formation pressure
runs,
and of curves representing the data points during the depressurization phase
and interpolate the pressure buildup phase; and estimating the formation fluid mobility from the
Area, a volume that during
the preliminary examination
is extracted from the formation, a radius of the formation probe and
a form factor that determines the effect of the borehole on an answer
of the formation test probe.
Es
werden Verfahren zum Schätzen
von Formationsdrücken
aus Absenkoperationen während
Vorprüfungen
geschaffen. Ein Verfahren zum Bestimmen eines geschätzten Formationsdrucks
aus einer Absenkoperation unter Verwendung einer Formationsprüfeinrichtung
in einer Formation, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, umfasst
die folgenden Schritte: Einstellen der Formationsprüfeinrichtung
an einer Wand des Bohrlochs, so dass eine Vorprüfkammer der Formationsprüfeinrichtung
mit der Formation in einer Fluidverbindung steht, wobei ein Bohrfluid
in der Vorprüfkammer
einen höheren
Druck als den Formationsdruck aufweist; Dekomprimieren des Bohrfluids
in der Vorprüfkammer
mit einer konstanten Druckabsenkrate durch Zurückziehen eines Vorprüfkolbens
in der Formationsprüfeinrichtung;
Sammeln von Datenpunkten, die Fluiddrücke in der Vorprüfkammer
als eine Funktion der Zeit repräsentieren;
Identifizieren eines Bereichs von aufeinander folgenden Datenpunkten,
die einer Linie des Drucks als Funktion der Zeit mit einem festen
Anstieg entsprechen, wobei der feste Anstieg auf einer Komprimierbarkeit
des Bohrfluids, der konstanten Druckabsenkrate und einem Volumen
der Vorprüfkammer
basiert; und Bestimmen des geschätzten
Formationsdrucks aus einem ersten Datenpunkt nach einem Bereich
der aufeinander folgenden Datenpunkte.It
will be methods of estimating
of formation pressures
from lowering operations during
Preliminary checks
created. A method for determining an estimated formation pressure
from a sinking operation using a formation tester
in a formation penetrated by a borehole
the following steps: setting the formation tester
on a wall of the wellbore such that a pre-test chamber of the formation tester
is in fluid communication with the formation, wherein a drilling fluid
in the pre-test chamber
a higher one
Having pressure as the formation pressure; Decompressing the drilling fluid
in the pre-test chamber
with a constant pressure reduction rate by retraction of a pretest piston
in the formation tester;
Collecting data points, the fluid pressures in the pre-test chamber
as a function of time;
Identifying a range of consecutive data points
that of a line of pressure as a function of time with a fixed one
Increase, with the fixed increase on a compressibility
of the drilling fluid, the constant pressure reduction rate and a volume
the pretest chamber
based; and determining the estimated
Formation pressure from a first data point to an area
the consecutive data points.
In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen
von Bohrlochparametern unter Verwendung eines Bohrlochwerkzeugs,
das in einem Bohrloch angrenzend an eine unterirdische Formation
positioniert ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Herstellen einer Fluidverbindung zwischen einer Vorprüfkammer
in dem Bohrlochwerkzeug und der Formation über eine Durchflussleitung
(wobei in der Durchflussleitung ein Anfangsdruck vorhanden ist);
Bewegen eines Vorprüfkolbens,
der in der Vorprüfkammer positioniert
ist, auf gesteuerte Weise, um den Anfangsdruck in einen Absenkdruck
zu verringern; Beenden der Bewegung des Kolbens, um zu ermöglichen,
dass der Absenkdruck auf einen stabilisierten Druck eingestellt wird;
und Wiederholen der Schritte, bis eine Differenz zwischen dem stabilisierten
Druck und dem Anfangsdruck wesentlich kleiner als ein vorgegebener
Druckabfall ist. Ein oder mehrere Bohrlochparameter können dann
aus einer Analyse eines oder mehrerer der Drücke bestimmt werden. Eine Anfangsschätzung der
Formationsparameter aus einer Analyse eines oder mehrerer der Drücke und
Vorprüfungskriterien
zum Ausführen einer
zweiten Vorprüfung
anhand der Anfangsschätzung
der Formationsparameter können
bestimmt werden und eine Vorprüfung
der Formation in Übereinstimmung
mit den entworfenen Vorprüfungskriterien
kann ausgeführt
werden, wodurch eine verfeinerte Schätzung der Formationsparameter
bestimmt wird.In
In another aspect, the invention relates to a method for determining
of downhole parameters using a downhole tool,
that in a borehole adjacent to a subterranean formation
is positioned. The method comprises the following steps:
Establishing a fluid connection between a pre-test chamber
in the downhole tool and the formation via a flow line
(wherein there is an initial pressure in the flow line);
Moving a pretest piston,
which is positioned in the pre-test chamber
is, in a controlled manner, the initial pressure in a lowering pressure
to reduce; Stopping the movement of the piston to allow
that the lowering pressure is set to a stabilized pressure;
and repeating the steps until a difference between the stabilized
Pressure and the initial pressure much smaller than a given
Pressure drop is. One or more downhole parameters can then
be determined from an analysis of one or more of the pressures. An initial estimate of the
Formation parameters from an analysis of one or more of the pressures and
preliminary criteria
to execute a
second preliminary examination
based on the initial estimate
the formation parameter can
be determined and a preliminary examination
the formation in accordance
with the designed preliminary test criteria
can be executed
which gives a refined estimate of the formation parameters
is determined.
In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schätzen eines
Formationsdrucks unter Verwendung einer Formationsprüfeinrichtung,
die in einem Bohrloch angeordnet ist, das eine Formation durchdringt.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Messen eines ersten
Drucks in einer Durchflussleitung, die mit der unterirdischen Formation
in Fluidverbindung steht; Bewegen eines Vorprüfkolbens auf gesteuerte Weise
in einer Vorprüfkammer,
um einen vorgegebenen Druckabfall in der Durchflussleitung zu erzeugen;
Anhalten des Vorprüfkolbens
nach einer ausgewählten
Bewegung des Vorprüfkolbens;
Zulassen, dass sich der Druck in der Durchflussleitung stabilisiert;
und Wiederholen der Schritte, bis eine Differenz zwischen dem stabilisierten
Druck in der Durchflussleitung und dem ersten Druck in der Durchflussleitung
wesentlich kleiner als ein vorgegebener Druckabfall ist. Der Formationsdruck
kann dann anhand eines endgültigen stabilisierten
Drucks in der Durchflussleitung bestimmt werden.In another aspect, the invention relates to a method of estimating formation pressure using a formation tester disposed in a wellbore penetrating a formation. The method comprises the steps of: measuring a first pressure in a flowline in fluid communication with the subterranean formation; Moving a pre-test piston in a controlled manner in a pre-test chamber to produce a predetermined pressure drop in the flow line; Stopping the pretest piston after a selected movement of the pretest piston; Allow the pressure in the flow line to stabilize; and repeating the steps until a difference between the stabilized pressure in the flow line and the first pressure in the flow line is substantially less than a predetermined pressure drop. The formation pressure can then be determined from a final stabilized pressure in the flow line.
Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende
Beschreibung und die angehängten
Ansprüche
verdeutlicht.Other
Aspects and advantages of the invention will be apparent from the following
Description and the attached
claims
clarified.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1A zeigt
eine herkömmliche
leitungsgestützte
Formationsprüfeinrichtung,
die in einem Bohrloch angeordnet ist; 1A shows a conventional line-based formation tester disposed in a wellbore;
1B zeigt
eine Schnittansicht der modularen herkömmlichen leitungsgestützten Formationsprüfeinrichtung
von 1A; 1B FIG. 10 is a sectional view of the modular conventional wireline formation tester of FIG 1A ;
2 zeigt
eine graphische Darstellung der Druckmessung als Funktion der Zeit
für eine
typische Vorprüfungsfolge
im Stand der Technik, die unter Verwendung einer herkömmlichen
Formationsprüfeinrichtung ausgeführt wird; 2 Figure 4 is a graph of pressure measurement versus time for a typical prior art pre-test sequence performed using a conventional formation tester;
3 zeigt
einen Ablaufplan von Schritten, die bei einer Vorprüfung gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung beteiligt sind; 3 FIG. 12 is a flowchart of steps involved in a pre-check according to an embodiment of the invention; FIG.
4 zeigt
ein Schema von Komponenten eines Moduls einer Formationsprüfeinrichtung,
die zum Ausführen
der Ausführungsformen
der Erfindung geeignet ist; 4 Fig. 12 shows a schematic of components of a module of a formation tester suitable for carrying out the embodiments of the invention;
5 zeigt
eine graphische Darstellung einer Druckmessung als Funktion der
Zeit zum Ausführen
der Vorprüfung
von 3; 5 FIG. 12 is a graph of pressure measurement versus time to perform the pre-test of FIG 3 ;
6 zeigt
einen Ablaufplan, der die Schritte, die beim Ausführen der
Untersuchungsphase des Ablaufsplans von 3 beteiligt
sind, genau zeigt; 6 FIG. 12 is a flow chart showing the steps involved in executing the inspection phase of the schedule 3 are involved, showing exactly;
7 zeigt
eine genaue Ansicht des Abschnitts der Untersuchungsphase der Darstellung
von 5, die die Beendigung der Druckabsenkung darstellt; 7 shows a detailed view of the portion of the investigation phase of the representation of 5 representing the completion of the pressure reduction;
8 zeigt
eine genaue Ansicht des Abschnitts der Untersuchungsphase der Darstellung
von 5, die die Festlegung der Beendigung des Druckaufbaus
darstellt; 8th shows a detailed view of the portion of the investigation phase of the representation of 5 representing the determination of the termination of pressure build-up;
9 zeigt
einen Ablaufplan, der die Schritte genau zeigt, die beim Ausführen der
Messphase des Ablaufplans von 3 beteiligt
sind; 9 FIG. 12 shows a flowchart detailing the steps involved in executing the measurement phase of the flowchart of FIG 3 involved;
10 zeigt
ein Ablaufplan von Schritten, die bei einer Vorprüfung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, die eine Schlammkomprimierbarkeitsphase enthält, beteiligt
sind; 10 FIG. 12 is a flowchart of steps involved in a pre-test according to an embodiment of the invention including a mud compressibility phase; FIG.
11A zeigt eine graphische Darstellung einer Druckmessung
als Funktion der Zeit zum Ausführen der
Vorprüfung
von 10; 11A FIG. 12 is a graph of pressure measurement versus time to perform the pre-test of FIG 10 ;
11B zeigt die entsprechende Volumenänderungsrate; 11B shows the corresponding volume change rate;
12 zeigt
einen Ablaufplan, der die Schritte genau zeigt, die beim Ausführen der
Schlammkomprimierbarkeitsphase des Ablaufplans von 10 beteiligt
sind; 12 FIG. 11 is a flowchart showing in detail the steps involved in executing the mud compressibility phase of the flowchart of FIG 10 involved;
13 zeigt
einen Ablaufplan von Schritten, die bei einer Vorprüfung gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung, die eine Schlammfilterungsphase enthält, beteiligt sind; 13 FIG. 12 is a flowchart of steps involved in a pre-trial according to an embodiment of the invention including a mud filtering phase; FIG.
14A zeigt eine graphische Darstellung einer von
Druckmessungen als Funktion der Zeit zum Ausführen der Vorprüfung von 13; 14A FIG. 12 is a graph of one of pressure measurements versus time for performing the pre-test of FIG 13 ;
14B zeigt die entsprechende Volumenänderungsrate; 14B shows the corresponding volume change rate;
15 zeigt
die modifizierte Schlammkomprimierbarkeitsphase von 12,
die für
eine Verwendung mit der Schlammfilterungsphase modifiziert wurde; 15 shows the modified sludge compressibility phase of 12 which has been modified for use with the sludge filtering phase;
die 16A–C
zeigen einen Ablaufplan, der die Schritte genau darstellt, die bei
der Ausführung
der Schlammfilterungsphase des Ablaufsplans von 13 beteiligt
sind, wobei 16A eine Schlammfilterungsphase
zeigt, 16B eine modifizierte Schlammfilterungsphase
mit einem Wiederholungskompressionszyklus zeigt, und 16C eine modifizierte Schlammfilterungsphase mit
einem Dekompressionszyklus zeigt;the 16A -C show a flowchart detailing the steps involved in executing the mud filtering phase of the schedule 13 are involved, where 16A shows a sludge filtering phase, 16B shows a modified sludge filtering phase with a repetitive compression cycle, and 16C shows a modified sludge filtering phase with a decompression cycle;
17A zeigt eine graphische Darstellung von Druckmessungen
als Funktion der Zeit zum Ausführen einer
Vorprüfung,
die eine modifizierte Untersuchungsphase in Übereinstimmung mit einer Ausführung der
Erfindung enthält; 17A Fig. 12 is a graph of pressure measurements versus time for performing a pre-test including a modified examination phase in accordance with an embodiment of the invention;
17B zeigt die entsprechende Volumenänderungsrate; 17B shows the corresponding volume change rate;
18 zeigt
einen Ablaufplan, der die Schritte genau zeigt, die bei der Ausführung der
modifizierten Untersuchungsphase von 17A beteiligt
sind; 18 shows a flowchart that shows exactly the steps involved in the execution of the modified examination phase of 17A involved;
19A zeigt eine graphische Darstellung von Druckmessungen
als Funktion der Zeit zum Ausführen einer
Vorprüfung,
die eine modifizierte Untersuchungsphase enthält, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung; 19A FIG. 12 is a graphical representation of pressure measurements versus time for performing a pre-test including a modified examination phase, according to an embodiment of the invention; FIG.
19B zeigt die entsprechende Volumenänderungsrate; 19B shows the corresponding volume change rate;
20 zeigt
einen Ablaufplan, der die Schritte genau zeigt, die beim Ausführen der
modifizierten Untersuchungsphase von 19A beteiligt
sind; und 20 FIG. 12 shows a flowchart detailing the steps involved in performing the modified examination phase of FIG 19A involved; and
21 zeigt
eine Fluidkomprimierbarkeits-Korrekturliste, die verwendet werden
kann, um eine korrigierte Schlammkomprimierbarkeit zu schaffen,
wenn die ursprüngliche
Schlammkomprimierbarkeit bei einer unterschiedlichen Temperatur
und/oder einem unterschiedlichen Druck ausgeführt wird. 21 Figure 12 shows a fluid compressibility correction list that may be used to provide corrected mud compressibility when the original mud compressibility is performed at a different temperature and / or pressure.
GENAUE BESCHREIBUNGPRECISE DESCRIPTION
Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die ein Verfahren 1 zum Schätzen von
Formationseigenschaften (z. B. Formationsdrücke und Mobilitäten) betrifft,
ist im Blockschaltplan von 3 gezeigt.
Wie in 3 gezeigt ist, enthält das Verfahren eine Untersuchungsphase 13 und
eine Messphase 14.An embodiment of the present invention, which is a method 1 for estimating formation properties (eg, formation pressures and mobilities) is shown in the block diagram of 3 shown. As in 3 is shown, the method includes an investigation phase 13 and a measurement phase 14 ,
Das
Verfahren kann mit einer beliebigen Formationsprüfeinrichtung ausgeführt werden,
die in der Technik bekannt ist, wie etwa die Prüfeinrichtung, die unter Bezugnahme
auf die 1A und 1B beschrieben
wurde. Weitere Formationsprüfeinrichtungen
können
außerdem
verwendet und/oder an Ausführungsformen
der Erfindung angepasst werden, wie etwa die leitungsgestützte Formationsprüfeinrichtung
der US-Patente Nr. 4.860.581 und Nr. 4.936.139, die an Zimmerman
u. a. erteilt wurden, und das Bohrlochbohrwerkzeug des US-Patents Nr. 6.230.557
B1, das an Ciglenec u. a. erteilt wurde.The method may be practiced with any formation tester known in the art, such as the tester described with reference to FIGS 1A and 1B has been described. Other formation testing equipment may also be used and / or adapted to embodiments of the invention, such as the wireline formation testing equipment of U.S. Patent Nos. 4,860,581 and 4,936,139, issued to Zimmerman et al., And the downhole drilling tool of the U.S. patent No. 6,230,557 B1 issued to Ciglenec et al.
Eine
Version eines Messfühlermoduls,
das bei derartigen Formationsprüfeinrichtungen
verwendet werden kann, ist in 4 dargestellt.
Das Modul 101 enthält
einen Messfühler 112a,
eine Dichtungseinrichtung 110a, die den Messfühler umgibt,
und eine Durchflussleitung 119a, die sich von dem Messfühler in
das Modul erstreckt. Die Durchflussleitung 119a erstreckt
sich von dem Messfühler 112a zum
Messfühlertrennventil 121a und
besitzt eine Druckmesseinrichtung 123a. Eine zweite Durchflussleitung 103a erstreckt
sich von dem Messfühlertrennventil 121a zu
dem Probenleitungstrennventil 124a und zum Ausgleichsventil 128a und
besitzt eine Druckmesseinrichtung 120a. Ein umkehrbarer
Vorprüfkolben 118a in
einer Vorprüfkammer 114a erstreckt
sich ebenfalls von der Durchflussleitung 103a. Die Auslassleitung 126a erstreckt
sich von dem Ausgleichsventil 128a und aus dem Bohrloch
und besitzt eine Druckmesseinrichtung 130a. Die Probendurchflussleitung 125a erstreckt
sich von dem Probenleitungstrennventil 124a und durch das
Werkzeug. Fluid, dessen Probe sich in der Durchflussleitung 125a befindet,
kann aufbewahrt, gespült
oder für
andere Zwecke verwendet werden.A version of a sensor module that can be used with such formation testing equipment is disclosed in US Pat 4 shown. The module 101 contains a sensor 112a , a sealing device 110a that surrounds the sensor and a flow line 119a that extends from the probe into the module. The flow line 119a extends from the probe 112a to the sensor isolation valve 121 and has a pressure measuring device 123a , A second flow line 103a extends from the sensor isolation valve 121 to the sample line isolation valve 124a and to the balancing valve 128a and has a pressure measuring device 120a , A reversible pre-test piston 118a in a pre-test chamber 114a also extends from the flow line 103a , The outlet pipe 126a extends from the balance valve 128a and from the borehole and has a pressure measuring device 130a , The sample flow line 125a extends from the sample line isolation valve 124a and through the tool. Fluid whose sample is in the flow line 125a can be stored, rinsed or used for other purposes.
Das
Messfühlertrennventil 121a trennt
Fluid in der Durchflussleitung 119a von Fluid in der Durchflussleitung 103a.
Das Probenleitungstrennventil 124a trennt Fluid in der
Durchflussleitung 103a von Fluid in der Probenleitung 125a.
Das Ausgleichsventil 128a trennt Fluid in dem Bohrloch
von Fluid in dem Werkzeug. Durch Betätigen der Ventile, um selektiv
Fluid in den Fluidleitungen zu trennen, können die Druckmesseinrichtung 120a und 123a zum
Bestimmen von verschiedenen Drücken
verwendet werden. Zum Beispiel kann durch Schließen des Ventils 121a ein
Formationsdruck durch die Messeinrichtung 123a gemessen
werden, wenn der Messfühler
mit der Formation in einer Fluidverbindung steht, wobei das Werkzeugvolumen,
das mit der Formation verbunden ist, minimal gemacht wird.The sensor isolation valve 121 separates fluid in the flow line 119a of fluid in the flow line 103a , The sample line separator 124a separates fluid in the flow line 103a of fluid in the sample line 125a , The balancing valve 128a separates fluid in the wellbore from fluid in the tool. By actuating the valves to selectively separate fluid in the fluid lines, the pressure measuring device 120a and 123a to determine different pressures. For example, by closing the valve 121 a formation pressure through the measuring device 123a are measured when the sensor is in fluid communication with the formation, minimizing the tool volume associated with the formation.
In
einem weiteren Beispiel kann bei einem offenen Ausgleichsventil 128a Schlamm
mit Hilfe des Vorprüfkolbens 118a aus
dem Bohrloch in das Werkzeug angesaugt werden. Beim Schließen des
Ausgleichsventils 128a, des Messfühlertrennventils 121a und
des Probenleitungstrennventils 124a kann Fluid in dem Werkzeug
zwischen diesen Ventilen und dem Vorprüfkolben 118a eingeschlossen
werden. Die Druckmesseinrichtung 130a kann verwendet werden,
um den Bohrlochfluiddruck während
des Betriebs des Werkzeugs ununterbrochen zu überwachen und kann zusammen
mit den Druckmesseinrichtungen 120a und/oder 123a verwendet
werden, um den Druckabfall über
den Filterkuchen direkt zu messen und die Übertragung von Bohrlochstörungen über den
Filterkuchen für
eine spätere
Verwendung bei der Korrektur des gemessenen Sandflächendrucks
für diese
Störungen
zu überwachen.In another example, with an open balancing valve 128a Sludge with the help of the pretesting piston 118a be sucked from the borehole in the tool. When closing the compensation valve 128a , the sensor isolation valve 121 and the sample line isolation valve 124a can fluid in the tool between these valves and the pre-test piston 118a be included. The pressure measuring device 130a can be used to continuously monitor the well fluid pressure during operation of the tool and can be used with the pressure gauges 120a and or 123a can be used to directly measure the pressure drop across the filter cake and monitor the transmission of borehole disturbances across the filter cake for later use in correcting the measured sand surface pressure for these disturbances.
Eine
der Funktionen des Vorprüfkolbens 118a besteht
darin, Fluid aus der Formation anzusaugen oder in diese einzuleiten
oder Fluid, das zwischen dem Messfühlertrennventil 121a,
dem Probenleitungstrennventil 124a und dem Ausgleichsventil 128a eingeschlossen
ist, zu komprimieren oder zu expandieren. Der Vorprüfkolben 118a besitzt
vorzugsweise die Möglichkeit,
bei geringen Raten, z. B. 0,01 cm3/s und
bei hohen Raten, z. B. 10 cm3/s betrieben
zu werden und besitzt die Fähigkeit,
große
Volumen in einem einzigen Hub, z. B. 100 cm3 anzusaugen.
Wenn es erforderlich ist, mehr als 100 cm3 aus
der Formation anzusaugen, ohne den Messfühler zurückzuziehen, kann der Vorprüfkolben 118a außerdem erneut
verwendet werden. Die Position des Vorprüfkolbens 118a kann
vorzugsweise ununterbrochen überwacht
und zwangsläufig
gesteuert werden, und seine Position kann "verriegelt" werden, wenn er sich in einer Ruhestellung
befindet. In einigen Ausführungsformen
kann der Messfühler 112a ferner
ein (nicht gezeigtes) Filterventil und einen (nicht gezeigten) Filterkolben
enthalten.One of the functions of the pre-test piston 118a is to aspirate or introduce fluid from the formation or fluid entering between the probe isolation valve 121 , the sample line separator 124a and the balance valve 128a is included, to compress or to expand. The pretest piston 118a preferably has the ability at low rates, eg. B. 0.01 cm 3 / s and at high rates, eg. B. 10 cm 3 / s to operate and has the ability to large volumes in a single stroke, z. B. suck in 100 cm 3 . When it is required to draw more than 100 cm 3 from the formation without retracting the probe, the pretest piston may 118a also be reused. The position of the pretest piston 118a can preferably be continuously monitored and positively controlled, and its position can be "locked" when in a rest position. In some embodiments, the probe may 112a further comprising a filter valve (not shown) and a filter piston (not shown).
Verschiedene
Betätigungen
der Ventile, des Vorprüfkolbens
und des Messfühlers
ermöglichen
einen Betrieb des Werkzeugs gemäß den beschriebenen
Verfahren. Während
dieser Spezifikationen ein bevorzugtes Messfühlermodul definieren, wird
ein Fachmann erkennen, dass weitere Spezifikationen verwendet werden
können,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Während 4 ein Modul
des Messfühlertyps darstellt,
wird anerkannt, dass entweder ein Messfühlerwerkzeug oder ein Dichtungswerkzeug
möglicherweise mit
einigen Modifikationen verwendet werden kann. In der folgenden Beschreibung
wird angenommen, dass ein Messfühlerwerkzeug
verwendet wird. Ein Fachmann wird jedoch anerkennen, dass ähnliche
Prozeduren bei Dichtungswerkzeugen verwendet werden können.Various operations of the valves, the pilot piston and the probe allow operation of the tool according to the described methods. While these specifications define a preferred sensor module, one skilled in the art will recognize that other specifications may be used without departing from the scope of the invention. While 4 represents a module of the probe type, it is recognized that either a probe tool or a seal tool may possibly be used with some modifications. In the following description, it is assumed that a probe tool is used. One skilled in the art, however, will appreciate that similar procedures can be used with sealing tools.
Die
hier offenbarten Techniken können
außerdem
mit anderen Vorrichtungen, die eine Durchflussleitung enthalten,
verwendet werden. Der hier verwendete Ausdruck "Durchflussleitung" soll eine Leitung, einen Hohlraum oder
einen anderen Durchlass bezeichnen, um eine Fluidverbindung zwischen
der Formation und dem Vorprüfkolben
herzustellen und/oder um zu ermöglichen,
dass zwischen ihnen ein Fluid fließt. Weitere derartige Vorrichtungen
können
z. B. eine Vorrichtung enthalten, bei der der Messfühler und
der Vorprüfkolben einteilig
ausgebildet sind. Ein Beispiel einer derartigen Vorrichtung ist
in den US Patent Nr. 6.230.557 B1 und in der US-Patentanmeldung
Serien-Nr. 10/248.782, die an den Einreicher der vorliegenden Erfindung übertragen
sind, offenbart.The
Techniques disclosed herein may
Furthermore
with other devices containing a flow line,
be used. The term "flow line" as used herein is intended to mean a conduit, a cavity or
designate another passage to provide fluid communication between
the formation and the pre-test piston
manufacture and / or to enable
that a fluid flows between them. Other such devices
can
z. B. include a device in which the sensor and
the pretest piston in one piece
are formed. An example of such a device is
in US Patent No. 6,230,557 B1 and US Patent Application
Serial no. 10 / 248,782, assigned to the assignee of the present invention
are revealed.
Wie
in 5 gezeigt ist, betrifft die Untersuchungsphase 13 das
Erhalten von Anfangsschätzwerten der
Formationsparameter, wie etwa Formationsdruck und Formationsmobilität. Diese
Anfangsschätzwerte können dann
verwendet werden, um die Messphase 14 zu entwerfen. Wenn
es erwünscht
ist und zugelassen wird, wird anschließend eine Messphase gemäß diesen
Parametern ausgeführt,
um eine verfeinerte Schätzung
der Formationsparameter zu erzeugen. 5 stellt
einen entsprechenden Druckverlauf dar, der die Änderungen des Drucks als Funktion
der Zeit veranschaulicht, wenn das Verfahren von 3 ausgeführt wird. Während der
Druckverlauf von 5 durch die Vorrichtung von 4 erhalten
werden kann, wird anerkannt, dass er außerdem durch andere Bohrlochwerkzeuge,
wie etwa die Prüfeinrichtung
der 1A und 1B, erhalten
werden kann.As in 5 shown relates to the investigation phase 13 obtaining initial estimates of formation parameters, such as formation pressure and formation mobility. These initial estimates can then be used to determine the measurement phase 14 to design. If desired and allowed, then a measurement phase is performed according to these parameters to produce a refined estimate of the formation parameters. 5 represents a corresponding pressure curve illustrating the changes in pressure as a function of time when the method of 3 is performed. During the pressure course of 5 through the device of 4 It is recognized that it can also be obtained by other downhole tools, such as the test equipment of the 1A and 1B , can be obtained.
Die
Untersuchungsphase 13 ist in 6 genauer
gezeigt. Die Untersuchungsphase umfasst das Auslösen der Druckabsenkung 310,
nachdem das Werkzeug zum Zeitpunkt t3 für die Dauer
Ti eingerichtet wurde, das Ausführen der
Druckabsenkung 320, das Beenden der Druckabsenkung 330,
das Ausführen
des Druckaufbaus 340 und das Beenden des Druckaufbaus 350.
Um die Untersuchungsphase gemäß Schritt 310 zu
beginnen, wird der Messfühler 112a in
Fluidverbindung mit der Formation angeordnet und an der Verwendungsstelle
verankert, wobei der Innenraum des Werkzeugs von dem Bohrloch getrennt
ist. Die Druckabsenkung 320 wird ausgeführt, indem der Kolben 118a in
die Vorprüfkammer 114a vorgeschoben
wird. Um die Druckabsenkung 330 zu beenden, wird der Kolben 118a angehalten.
Der Druck beginnt, sich in der Durchflussleitung 119a aufzubauen,
bis der Druckaufbau 340 am Bezugszeichen 350 beendet
wird. Die Untersuchungsphase besitzt eine Zeitdauer TIP.
Die Untersuchungsphase kann außerdem
so ausgeführt
werden, wie oben unter Bezugnahme auf die 1B und 2 beschrieben
wurde, wobei die Druckabsenkungs-Durchflussrate und der Druckabsenkungs-Beendigungspunkt
vor dem Auslösen
der Untersuchungsphase im Voraus definiert sind.The investigation phase 13 is in 6 shown in more detail. The investigation phase includes the off solve the pressure drop 310 After the tool has been set up for time T i at time t 3 , perform the pressure reduction 320 , stopping the pressure drop 330 , carrying out the pressure build-up 340 and stopping the pressure buildup 350 , To the examination phase according to step 310 to begin, the sensor becomes 112a disposed in fluid communication with the formation and anchored at the point of use, wherein the interior of the tool is separated from the wellbore. The pressure reduction 320 is performed by the piston 118a in the pre-test chamber 114a is advanced. To the pressure reduction 330 to finish, the piston becomes 118a stopped. The pressure starts in the flow line 119a build up until the pressure builds up 340 at the reference number 350 is ended. The examination phase has a duration T IP . The investigation phase may also be carried out as described above with reference to FIGS 1B and 2 has been described, wherein the pressure reduction flow rate and the pressure reduction termination point before the initiation of the investigation phase are defined in advance.
Der
Druckverlauf der Untersuchungsphase 13 ist in 7 genauer
gezeigt. Parameter, wie etwa der Formationsdruck und die Formationsmobilität, können aus
einer Analyse der Daten, die aus dem Druckverlauf der Untersuchungsphase
abgeleitet werden, bestimmt werden. Der Beendigungspunkt 350 repräsentiert
z. B. eine provisorische Schätzung
des Formationsdrucks. Alternativ können Formationsdrücke genauer
geschätzt werden,
indem der Drucktrend, der während
des Druckaufbaus 340 erhalten wird, unter Verwendung von
Techniken extrapoliert wird, die einem Fachmann bekannt sind, wobei
der extrapolierte Druck dem Druck entspricht, der erhalten werden
würde,
wenn zugelassen wird, dass der Druckaufbau unendlich fortgesetzt
wird. Derartige Prozeduren können
eine zusätzliche
Verarbeitung erfordern, um den Formationsdruck zu erhalten.The pressure course of the investigation phase 13 is in 7 shown in more detail. Parameters such as formation pressure and formation mobility may be determined from an analysis of the data derived from the pressure history of the assay phase. The termination point 350 represents z. For example, a provisional estimate of the formation pressure. Alternatively, formation pressures can be more accurately estimated by the pressure trend that occurs during pressure build-up 340 is extrapolated using techniques known to those skilled in the art, the extrapolated pressure corresponding to the pressure that would be obtained by allowing the pressure build-up to continue indefinitely. Such procedures may require additional processing to maintain the formation pressure.
Die
Formationsmobilität
(K/μ)1 kann außerdem aus der Druckaufbauphase
bestimmt werden, die durch die Linie 340 repräsentiert
wird. Techniken, die einem Fachmann bekannt sind, können verwendet
werden, um die Formationsmobilität
aus der Rate der Druckänderung
als Funktion der Zeit während
des Druckaufbaus 340 zu schätzen. Derartige Prozeduren
können
eine zusätzliche
Verarbeitung erfordern, um Schätzwerte
der Formationsmobilität
zu erhalten.The formation mobility (K / μ) 1 can also be determined from the pressure build-up phase passing through the line 340 is represented. Techniques known to those skilled in the art may be used to estimate the formation mobility from the rate of pressure change as a function of time during pressure build-up 340 appreciate. Such procedures may require additional processing to obtain formation mobility estimates.
Die
Arbeit, die in einer Veröffentlichung
von Goode u. a. mit dem Titel "Multiple
Probe Formation Testing and Vertical Reservoir Continuity", SPE 22738 veröffentlicht
wurde und für
eine Präsentation
auf der "1991 Society
of Petroleum Engineers Annual Technical Conference and Exhibition", die in Dallas,
Texas vom 6. bis 9. Oktober 1991 abgehalten wurde, vorbereitet wurde,
impliziert alternativ, dass der Bereich der graphischen Darstellung,
der durch den schraffierten Bereich dargestellt und durch das Bezugszeichen 325 gekennzeichnet ist
und hier mit A angegeben ist, für
eine Vorhersage der Formationsmobilität verwendet werden kann. Dieser Bereich
ist durch eine Linie 321, die sich vom Beendigungspunkt 350 horizontal
erstreckt (die den geschätzten Formationsdruck
P350 bei der Beendigung repräsentiert),
die Druckabsenkungslinie 320 und die Druckaufbaulinie 340 begrenzt.
Dieser Bereich kann durch die Verwendung der folgenden Gleichung
bestimmt und mit einem Schätzwert
der Formationsmobilität
in Bezug gebracht werden: wobei
(K/μ)1 der erste Schätzwert der Formationsmobilität (D/cP)
ist, wobei K die Formationspermeabilität ist (Darcy, bezeichnet durch
D) und μ ist
die Formationsfluidviskosität
(cP) (da die von den Formationsprüfeinrichtungen bestimmte Größe das Verhältnis der
Formationspermeabilität
zu der Formationsfluidviskosität,
d. h. die Mobilität
ist, wird der explizite Wert der Viskosität nicht benötigt); V1 (cm3) ist das Volumen, das während der Vorprüfungsuntersuchung
aus der Formation extrahiert wurde, V1 =
V(t7 + T1) – V(t7 – T0) = V(t7) – V(t7 – T0), wobei V das Volumen der Vorprüfkammer
ist, rp ist der Messfühlerradius (cm), und εK ist
ein Fehlerterm, der für Formationen
mit einer Mobilität
größer als
1 mD/cP typischerweise klein (kleiner als einige Prozent) ist.The work, which was published in a publication by Goode et al. Entitled "Multiple Probe Formation Testing and Vertical Reservoir Continuity", SPE 22738, and for a presentation at the 1991 Society of Petroleum Engineers Annual Technical Conference and Exhibition held in Dallas Texas, October 6-9, 1991, alternatively implies that the area of the graphical representation represented by the hatched area and denoted by the reference numeral 325 labeled A, can be used for formation mobility prediction. This area is by a line 321 extending from the termination point 350 extending horizontally (representing the estimated formation pressure P 350 at the termination), the depressurization line 320 and the pressure build-up line 340 limited. This range can be determined using the following equation and related to a formation mobility estimate: where (K / μ) 1 is the first estimate of formation mobility (D / cP), where K is formation permeability (Darcy, denoted by D) and μ is the formation fluid viscosity (cP) (since the size determined by the formation testers is the ratio of Formation permeability to the formation fluid viscosity, ie mobility is not required, the explicit value of the viscosity); V 1 (cm 3 ) is the volume extracted from the formation during the pretest investigation, V 1 = V (t 7 + T 1 ) - V (t 7 - T 0 ) = V (t 7 ) - V (t 7 - T 0 ), where V is the volume of the pretest chamber, r p is the probe radius (cm), and ε K is an error term that is typically small (less than a few percent) for formations with a mobility greater than 1 mD / cP. is.
Die
Variable ΩS, die die Wirkung eines Bohrlochs mit endlicher
Größe auf das
Druckverhalten des Messfühlers
berücksichtigt,
kann durch die folgende Gleichung bestimmt werden, die in einer
Veröffentlichung von
F. J. Kuchuk mit dem Titel "Multiprobe
Wireline Formation Tester Pressure Behavior in Crossflow-Layered Reservoirs", In Situ, (1996)
20, 1, 1 beschrieben ist: ΩS = 0,994 – 0,003ϑ – 0,353ϑ2 – 0,714ϑ3 + 0,709ϑ4 (2)wobei rp und rw den Radius
des Messfühlers
bzw. den Radius des Bohrlochs darstellen; ρ = rp/rw, η =
Kr/Kz; ϑ =
0,58 + 0,078logη +
0,26logρ +
0,8ρ2; und Kr und Kz die radiale Permeabilität bzw. die vertikale Permeabilität repräsentieren.The variable Ω S , which takes into account the effect of a finite size borehole on the pressure behavior of the probe, can be determined by the following equation, described in a paper by FJ Kuchuk titled "Multiprobe Wireline Formation Tester Pressure Behavior in Crossflow-Layered Reservoirs ", In Situ, (1996) 20, 1, 1 is described: Ω S = 0.994 - 0.003θ - 0.353θ 2 - 0.714θ 3 + 0.709θ 4 (2) where r p and r w represent the radius of the probe and the radius of the borehole, respectively; ρ = r p / r w , η = K r / K z ; θ = 0.58 + 0.078logη + 0.26logρ + 0.8ρ 2 ; and K r and K z represent the radial permeability and the vertical permeability, respectively.
Bei
der Ermittlung des Ergebnisses, das in Gleichung 1 präsentiert
wird, wurde angenommen, dass die Formationspermeabilität isotrop
ist, d. h. Kr = Kz =
K, das Strömungsregime
während
der Prüfung "kugelförmig" ist und die Bedingungen,
die die Gültigkeit
der Darcy-Beziehung sicherstellen, gelten.In determining the result presented in Equation 1, it was assumed that the formation permeability is isotropic, ie K r = K z = K, the flow regime during the test is "spherical" and the conditions that govern the validity of the darcy Ensure relationship, apply.
Weiterhin 7 kann
der Druckabsenkungsschritt 320 der Untersuchungsphase analysiert
werden, um den Druckabfall als Funktion der Zeit zu bestimmen, um
verschiedene Charakteristiken des Druckverlaufs zu ermitteln. Eine
am besten angepasste Linie 32, die von Punkten längs der
Absenklinie 320 abgeleitet ist, ist dargestellt und erstreckt
sich vom Auslösepunkt 310.
Ein Abweichungspunkt 34 kann längs der Kurve 320 bestimmt
werden, der den Punkt darstellt, an dem die Kurve 320 eine
minimale Abweichung δ0 von der am besten angepassten Linie 32 erreicht.
Der Abweichungspunkt 34 kann als eine Schätzung des "Beginns der Strömung" verwendet werden,
der Punkt, an dem Fluid während
der Druckabsenkung der Untersuchungsphase aus der Formation in das
Werkzeug geliefert wird.Farther 7 can the pressure reduction step 320 analyzed to determine the pressure drop as a function of time to determine different characteristics of the pressure curve. A best adapted line 32 , from points along the descent line 320 is derived, is shown and extends from the trigger point 310 , A deviation point 34 can be along the curve 320 determined, which represents the point at which the curve 320 a minimum deviation δ 0 from the best fitted line 32 reached. The deviation point 34 can be used as an estimate of the "onset of flow", the point at which fluid is delivered from the formation to the tool during the pressure drop of the assay phase.
Der
Abweichungspunkt 34 kann durch bekannte Techniken bestimmt
werden, wie etwa die Techniken, die in den US-Patenten Nr. 5.095.745
und 5.233.866 offenbart sind, die beide an Desbrandes erteilt wurden. Desbrandes
lehrt eine Technik zum Schätzen
des Formationsdrucks aus dem Abweichungspunkt von einer am besten
angepassten Linie, die unter Verwendung von Datenpunkten aus der
Druckabsenkungsphase der Vorprüfung
erzeugt wird. Der Abweichungspunkt kann alternativ bestimmt werden,
indem der zuletzt erfasste Punkt geprüft wird, um festzustellen,
ob er auf dem linearen Trend bleibt, der die Ausdehnung der Durchflussleitung
repräsentiert,
wenn aufeinander folgende Druckdaten erfasst werden. Wenn das nicht
der Fall ist, kann die Druckabsenkung beendet werden und es kann
zugelassen werden, dass sich der Druck stabilisiert. Der Abweichungspunkt
kann außerdem
bestimmt werden, indem die zeitliche Ableitung des Drucks, der während 320 aufgezeichnet
wurde, verwendet wird. Wenn sich die Ableitung um 2 bis 5% ändert (diese
wird vermutlich kleiner), wird der entsprechende Punkt verwendet,
um den Beginn einer Strömung
aus der Formation darzustellen. Um bei Bedarf zu bestätigen, dass
die Ableitung aus der Ausdehnungsleitung eine Strömung aus
der Formation repräsentiert,
können
weitere Vorprüfungen
mit kleinen Volumen ausgeführt
werden.The deviation point 34 can be determined by known techniques, such as the techniques disclosed in U.S. Patent Nos. 5,095,745 and 5,233,866, both issued to Desbrandes. Desbrand teaches a technique for estimating formation pressure from the point of departure from a best-fit line generated using data points from the pre-test pressure reduction phase. Alternatively, the deviation point may be determined by examining the last detected point to determine if it remains on the linear trend representing the extent of the flow line as successive pressure data is detected. If this is not the case, the pressure reduction can be stopped and the pressure can be allowed to stabilize. The deviation point can also be determined by taking the time derivative of the pressure during 320 recorded is used. If the derivative changes by 2 to 5% (this will probably be smaller), the corresponding point is used to represent the beginning of a flow from the formation. In order to confirm, if necessary, that the discharge from the expansion line represents a flow from the formation, further preliminary tests can be carried out with small volumes.
Weitere
Techniken können
verwendet werden, um den Abweichungspunkt 34 zu bestimmen.
Eine weitere Technik zum Bestimmen des Abweichungspunkts 34 beruht
z. B. auf der Schlammkomprimierbarkeit und wird unter Bezugnahme
auf die 9 bis 11 weiter
erläutert.Other techniques can be used to determine the point of departure 34 to determine. Another technique for determining the deviation point 34 is based z. B. on the sludge compressibility and is with reference to the 9 to 11 further explained.
Nachdem
der Abweichungspunkt 34 bestimmt wurde, wird das Absenken über den
Punkt 34 hinaus fortgesetzt, bis ein bestimmtes vorgeschriebenes Beendigungskriterium
erfüllt
ist. Derartige Kriterien können auf
dem Druck, dem Volumen und/oder der Zeit beruhen. Nachdem das Kriterium
erfüllt
ist, wird die Druckabsenkung beendet und der Beendigungspunkt 330 ist
erreicht. Es ist erwünscht,
dass der Beendigungspunkt 330 bei einem vorgegebenen Druck
P330 innerhalb eines vorgegebenen Druckbereichs ΔP in Bezug
auf den Abweichungsdruck P34, der dem Abweichungspunkt 34 von 7 entspricht,
auftritt. Alternativ kann erwünscht sein,
die Druckabsenkung innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode nach
der Bestimmung des Abweichungspunkts 34 zu beenden. Wenn
die Abweichung z. B. zum Zeitpunkt t4 auftritt,
kann die Beendigung im Voraus so eingestellt sein, dass sie bis
zum Zeitpunkt t7 auftritt, wobei die Zeit,
die zwischen dem Zeitpunkt t4 und t7 abläuft,
als TD bezeichnet wird und auf eine maximale
Dauer begrenzt ist. Ein weiteres Kriterium zum Beenden der Vorprüfung besteht
darin, dass aus der Formation abgesaugte Volumen zu begrenzen, nachdem
der Abweichungspunkt 34 identifiziert wurde. Dieses Volumen
kann durch die Volumenänderung
in der Vorprüfungskammer 114a (4)
bestimmt werden. Die maximale Volumenänderung kann als ein begrenzender
Parameter für
die Vorprüfung
festgelegt sein.After the deviation point 34 was determined, the lowering is over the point 34 continues until a certain mandatory termination criterion is met. Such criteria may be based on pressure, volume and / or time. After the criterion is met, the pressure reduction is terminated and the termination point 330 is reached. It is desirable that the termination point 330 at a predetermined pressure P 330 within a predetermined pressure range ΔP with respect to the deviation pressure P 34 corresponding to the deviation point 34 from 7 corresponds, occurs. Alternatively, it may be desirable to decrease the pressure within a predetermined period of time after determining the point of departure 34 to end. If the deviation z. B. occurs at time t 4 , the termination may be set in advance so that it occurs up to the time t 7 , wherein the time that runs between the time t 4 and t 7 is referred to as T D and a maximum Duration is limited. Another criterion for terminating the pre-test is to limit the volume extracted from the formation after the deviation point 34 was identified. This volume may be due to the volume change in the pretest chamber 114a ( 4 ). The maximum volume change can be set as a limiting parameter for the pre-test.
Ein
oder mehrere der begrenzenden Kriterien, Druck, Zeit und/oder Volumen
können
allein oder in Kombination verwendet werden, um den Beendigungspunkt 330 zu
bestimmen. Wenn z. B. im Fall von stark durchlässigen Formationen ein gewünschtes
Kriterium, wie etwa ein vorgegebener Druckabfall, nicht erfüllt werden
kann, kann die Dauer der Vorprüfung
des Weiteren durch ein oder mehrere der anderen Kriterien begrenzt
sein.One or more of the limiting criteria, pressure, time, and / or volume may be used alone or in combination to complete the termination point 330 to determine. If z. For example, in the case of highly permeable formations, if a desired criterion, such as a predetermined pressure drop, can not be met, the duration of the preliminary test may be further limited by one or more of the other criteria.
Nachdem
der Abweichungspunkt 34 erreicht ist, fällt der Druck weiterhin längs der
Linie 320, bis die Ausdehnung am Punkt 330 endet.
An diesem Punkt wird das Messfühlertrennventil 121a geschlossen und/oder
der Vorprüfkolben 118a wird
angehalten und der Untersuchenphasen-Druckaufbau 340 beginnt.
Der Druckaufbau in der Durchflussleitung setzt sich fort, bis am
Punkt 350 eine Beendigung des Druckaufbaus erfolgt.After the deviation point 34 is reached, the pressure continues to fall along the line 320 until the expansion at the point 330 ends. At this point, the sensor isolation valve becomes 121 closed and / or the pre-test piston 118a is stopped and the investigation phase pressure buildup 340 starts. The pressure build-up in the flow line continues until at the point 350 a termination of the pressure build-up takes place.
Der
Druck, bei dem der Aufbau ausreichend stabil wird, wird häufig als
eine Schätzung
des Formationsdrucks verwendet. Der Aufbaudruck wird überwacht,
um Daten zum Schätzen
des Formationsdrucks aus der fortschreitenden Stabilisierung des
Aufbaudrucks bereitzustellen. Im Einzelnen können die erhaltenen Informationen
verwendet werden, um einen Messphasenübergang zu entwerten, so dass
eine direkte Messung des Formationsdrucks am Ende des Druckaufbaus
erreicht wird. Es bleibt die Frage, wie lange zugelassen werden
sollte, dass sich der Untersuchungsphasen-Druckaufbau fortsetzt,
um eine Anfangsschätzung
des Formationsdrucks zu erhalten.The pressure at which the structure becomes sufficiently stable is often used as an estimate of the formation pressure. The build pressure is monitored to provide data for estimating the formation pressure to provide for the progressive stabilization of the superstructure pressure. Specifically, the information obtained may be used to invalidate a measurement phase transition so that a direct measurement of the formation pressure at the end of the pressure build-up is achieved. The question remains how long should it be allowed for the study phase pressure buildup to continue to get an initial estimate of the formation pressure.
Aus
der vorherigen Erläuterung
ist klar, dass der Druckaufbau nicht beendet werden sollte, bevor
der Druck den Pegel wieder erreicht hat, an dem die Abweichung von
der Durchflussleitungsdekompression identifiziert wurde, d. h. der
Druck, der in 7 mit P34 bezeichnet
ist. Bei einem Lösungsansatz
kann eine eingestellte Zeitbegrenzung für die Dauer des Aufbaus T1 verwendet werden. T1 kann
auf eine bestimmte Zahl eingestellt sein, wie etwa das Zwei- bis
Dreifache der Zeitdauer der Strömung
aus der Formation T0. Weitere Techniken
und Kriterien können
vorgesehen werden.From the above explanation, it is clear that the pressure build-up should not be stopped until the pressure has returned to the level at which the deviation from the flow line decompression has been identified, ie the pressure which is in 7 designated P 34 . In one approach, a set time limit may be used for the duration of setup T 1 . T 1 may be set to a certain number, such as two to three times the duration of the flow from the formation T 0 . Other techniques and criteria may be provided.
Wie
in den 5 und 7 gezeigt ist, bezeichnet der
Beendigungspunkt 350 das Ende des Druckaufbaus, das Ende
der Untersuchungsphase und/oder den Beginn der Messphase. Bestimmte
Kriterien können
verwendet werden, um zu bestimmen, wann die Beendigung 350 auftreten
sollte. Ein möglicher
Ansatz zur Bestimmung der Beendigung 350 besteht daran,
zuzulassen, dass sich der gemessene Druck stabilisiert. Um einen
Punkt festzulegen, an dem eine angemessen genaue Schätzung des
Formationsdrucks am Beendigungspunkt 350 verhältnismäßig schnell
erfolgen kann, kann eine Prozedur zum Bestimmen von Kriterien zum
Festlegen, wann die Beendigung erfolgen sollte, verwendet werden.As in the 5 and 7 is shown, the termination point 350 the end of the pressure build-up, the end of the investigation phase and / or the beginning of the measurement phase. Certain criteria may be used to determine when the termination 350 should occur. A possible approach to determining termination 350 insists on allowing the measured pressure to stabilize. To establish a point at which a reasonably accurate estimate of the formation pressure at the termination point 350 can be done relatively quickly, a procedure for determining criteria for determining when the termination should occur can be used.
Wie
in 8 gezeigt ist, beinhaltet eine derartige Prozedur
das Festlegen eines Druckinkrements, beginnend an der Beendigung
des Absenkpunkts 330. Ein derartiges Druckinkrement könnte z.
B. ein großes Vielfaches
der Auflösung
der Druckmesseinrichtung oder ein Mehrfaches des Rauschpegels der
Druckmesseinrichtung sein. Wenn Druckaufbaudaten erfasst werden,
werden aufeinander folgende Druckpunkte in ein derartiges Intervall
fallen. Der Datenpunkt des höchsten
Drucks in jedem Druckinkrement wird ausgewählt und es werden Differenzen
zwischen den entsprechenden Zeiten gebildet, um die Zeitinkremente Δti(n) zu erhalten. Der Druckaufbau wird fortgesetzt,
bis das Verhältnis
von zwei aufeinander folgenden Zeitinkrementen größer oder
gleich einer vorgegebenen Zahl, wie z. B. 2 ist. Der zuletzt aufgezeichnete
Druckpunkt in dem letzten Intervall zu dem Zeitpunkt, wenn das Kriterium
erfüllt
ist, ist der berechnete Beendigungspunkt 350. Diese Analyse
kann wie folgt mathematisch dargestellt werden:
Beginnend bei
t7, dem Beginn des Druckaufbaus der Untersuchungsphase,
finde eine Folge von Indizes {i(n)} ⊂ {i}, i(n) > i(n – 1),
n = 2, 3, ..., so dass für
n ≥ 2, i(1)
= 1, und wobei np eine
Zahl mit einem Wert ist, der gleich oder größer als z. B. 4, typischerweise
10 oder größer ist, δp ist
die nominale Auflösung
des Druckmessinstruments; und εp ist ein kleines Vielfaches, z. B. das Zweifache des
Rauschpegels des Druckmessinstruments, eine Größe, die vor dem Einstellen
des Werkzeugs bestimmt werden kann, wie etwa während des Experiments der Schlammkomprimierbarkeit.As in 8th is shown, such a procedure involves setting a pressure increment starting at the termination of the drop point 330 , Such a pressure increment could z. B. be a large multiple of the resolution of the pressure measuring device or a multiple of the noise level of the pressure measuring device. If pressure buildup data is detected, successive pressure points will fall in such an interval. The data point of the highest pressure in each pressure increment is selected and differences between the respective times are formed to obtain the time increments Δt i (n) . The pressure build-up is continued until the ratio of two successive time increments greater than or equal to a predetermined number, such. B. 2 is. The last recorded pressure point in the last interval at the time when the criterion is met is the calculated termination point 350 , This analysis can be represented mathematically as follows:
Starting at t 7 , the beginning of the pressure build-up of the investigation phase, find a sequence of indices {i (n)} ⊂ {i}, i (n)> i (n-1), n = 2, 3,. such that for n ≥ 2, i (1) = 1, and where n p is a number with a value equal to or greater than z. 4, typically 10 or greater, δ p is the nominal resolution of the pressure gauge; and ε p is a small multiple, e.g. 2 times the noise level of the pressure gauge, a size that can be determined prior to adjusting the tool, such as during the sludge compressibility experiment.
Ein
Fachmann wird anerkennen, dass andere Werte von np und εp in
Abhängigkeit
von den gewünschten
Ergebnissen ausgewählt
werden können,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Wenn in dem Intervall,
das durch die rechte Seite der Gleichung (3) definiert ist, außer dem
Basispunkt keine Punkte vorhanden sind, kann der am nächsten liegende
Punkt außerhalb
des Intervalls verwendet werden.One skilled in the art will recognize that other values of n p and ε p can be selected depending on the desired results without departing from the scope of the invention. If there are no points other than the base point in the interval defined by the right side of the equation (3), the closest point outside the interval may be used.
Wenn
definiert wird Δti(n) ≡ ti(n) – ti(n-1), könnte
der Druckaufbau beendet werden, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
pi(n) ≥ p(t4) = P34 (7)
und wobei
mp eine Zahl ist, die größer oder gleich z. B. 2 ist.If Δt i (n) ≡t i (n) -t i (n-1) is defined , the pressure build-up may be terminated if the following conditions are met: p i (n) ≥ p (t 4 ) = P 34 ( 7 ) and where m p is a number greater than or equal to z. B. 2 is.
Die
erste Schätzung
des Formationsdrucks ist dann definiert als (7): p(ti(max(n)))
= p(t7 + T1) = P350. (5) The first estimate of the formation pressure is then defined as ( 7 ): p (t i (max (n)) ) = p (t 7 + T 1 ) = P 350 , (5)
Grob
ausgedrückt
wird die Untersuchungsphasen-Vorprüfung gemäß dem gegenwärtigen Kriterium beendet,
wenn der Druck während
des Druckaufbaus größer als
der Druck ist, der dem Abweichungspunkt 34 entspricht und
sich die Rate der Vergrößerung des
Drucks um einen Faktor von wenigstens 2 verringert. Als eine Näherung des
Formationsdrucks wird der höchste
Druck, der während
des Aufbaus gemessen wird, verwendet.Roughly speaking, the test phase pre-test according to the current criterion is terminated when the pressure during the pressure build-up is greater than the pressure that is the deviation point 34 and the rate of increase in pressure decreases by a factor of at least 2. As an approximation of the formation pressure, the highest pressure measured during construction is used.
Die
Gleichungen (3) und (4) legen gemeinsam die Genauigkeit fest, mit
der der Formationsdruck während
der Untersuchungsphase bestimmt wird: Gleichung (3) definiert eine
untere Grenze des Fehlers und mp definiert
grob, wie nahe der geschätzte
Wert an dem wahren Formationsdruck liegt. Je größer der Wert von mp ist,
desto näher
liegt der geschätzte
Wert des Formationsdrucks an dem wahren Wert und desto länger wird die
Dauer der Untersuchungsphase sein.Equations (3) and (4) collectively determine the accuracy with which the formation pressure is determined during the investigation phase: Equation (3) defines a lower limit of the error and m p roughly defines how close the estimated value to the true formation pressure lies. The larger the value of m p , the closer the estimated value of the formation pressure will be to the true value and the longer will be the duration of the investigation phase.
Ein
weiteres Kriterium zum Beenden des Untersuchungsphasenaufbaus kann
auf der Flachheit der Aufbaukurve basieren, die z. B. durch Vergleichen
des Mittelwerts eines Bereichs von Druckaufbaupunkten mit einem
kleinen Vielfachen, z. B. dem Zwei- oder Vierfachen des Rauschpegels
der Druckmesseinrichtung bestimmt wird. Es wird anerkannt, dass
ein beliebiges der hier offenbarten Kriterien allein oder in Kombination verwendet
werden kann, um den Untersuchungsphasen-Druckaufbau (d. h. 340 in 5),
den Messphasen-Druckaufbau
(d. h. 380 in 5, wird nachfolgend beschrieben)
oder im Allgemeinen jeden Druckaufbau zu beenden.Another criterion for terminating the assay phase setup may be based on the flatness of the build-up curve, e.g. By comparing the average of a range of pressure buildup points with a small multiple, e.g. B. two or four times the noise level of the pressure measuring device is determined. It will be appreciated that any of the criteria disclosed herein may be used alone or in combination to enhance the study phase pressure build-up (ie 340 in 5 ), the measuring phase pressure build-up (ie 380 in 5 , will be described below) or to end generally any pressure build-up.
Wie
in 7 gezeigt ist, bezeichnet der Beendigungspunkt 350 das
Ende der Untersuchungsphase 13 nach Beendigung der Druckaufbauphase 340.
Es kann jedoch Fälle
geben, bei denen es notwendig oder erwünscht ist, die Vorprüfung zu
beenden. Zum Beispiel können
bei dem Prozess Probleme, wie etwa dann, wenn der Messfühler verstopft
ist, die Prüfung
trocken erfolgt oder die Formationsmobilität so gering ist, dass die Prüfung im
Wesentlichen trocken erfolgt, der Schlammdruck genau den Formationsdruck
ausgleicht, ein falscher Durchbruch erfasst wird, Formationen mit
sehr geringer Permeabilität
geprüft
werden, eine Änderung der
Komprimierbarkeit des Durchflussleitungsfluids erfasst wird oder
andere Probleme auftreten, die z. B. einen Abbruch der Vorprüfung vor
der Beendigung des vollständigen
Zyklus rechtfertigen können.As in 7 is shown, the termination point 350 the end of the investigation phase 13 after completion of the pressure build-up phase 340 , However, there may be instances when it is necessary or desirable to terminate the preliminary exam. For example, in the process, problems such as when the probe is clogged, the test is dry, or the formation mobility is so low that the test is substantially dry, the mud pressure compensates precisely for the formation pressure, a false breakthrough is detected, Formations are examined with very low permeability, a change in the compressibility of the flow line fluid is detected or other problems occur, the z. B. can justify a termination of the preliminary examination before the completion of the complete cycle.
Wenn
die Vorprüfung
während
der Untersuchungsphase beendet werden soll, kann der Vorprüfkolben angehalten
werden oder das Messfühlertrennventil 121 wird
(falls vorhanden) geschlossen, so dass das in der Durchflussleitung 119 vorhandene
Volumen auf ein Minimum verringert wird. Wenn ein Problem erfasst
wurde, kann die Untersuchungsphase beendet werden. Bei Bedarf kann
eine neue Untersuchungsphase durchgeführt werden.If the pre-test is to be stopped during the test phase, the pre-test piston can be stopped or the sensor isolating valve 121 is closed (if any), so that in the flow line 119 existing volume is reduced to a minimum. If a problem has been detected, the investigation phase can be ended. If necessary, a new examination phase can be carried out.
In 5 kann
bei Beendigung der Untersuchungsphase 13 eine Entscheidung
getroffen werden, ob die Bedingungen eine Ausführung der Messphase 14 ermöglichen
oder wünschenswert
machen. Diese Entscheidung kann manuell getroffen werden. Es ist
jedoch zu bevorzugen, dass die Entscheidung automatisch und auf
der Grundlage von eingestellten Kriterien erfolgt.In 5 can at the end of the investigation phase 13 A decision is made as to whether the conditions are an execution of the measurement phase 14 allow or make desirable. This decision can be made manually. However, it is preferable that the decision be made automatically based on set criteria.
Ein
Kriterium, das verwendet werden kann, ist in einfacher Weise die
Zeit. Es kann erforderlich sein, festzustellen, ob eine ausreichende
Zeit TMP vorhanden ist, um die Messphase
auszuführen.
In 5 ist eine ausreichende Zeit vorhanden, um sowohl
eine Untersuchungsphase als auch eine Messphase auszuführen. Mit
anderen Worten, die Gesamtzeit Tt, um beide
Phasen auszuführen,
ist kleiner als die Zeit, die dem Zyklus zugeteilt ist. Typischerweise
ist dann, wenn TIP kleiner als die Hälfte der
Gesamtzeit Tt ist, eine ausreichende Zeit
vorhanden, um die Messphase auszuführen.One criterion that can be used is simply time. It may be necessary to determine if there is a sufficient time T MP to perform the measurement phase. In 5 there is sufficient time to perform both an examination phase and a measurement phase. In other words, the total time T t to perform both phases is less than the time allocated to the cycle. Typically, if T IP is less than half the total time T t , there will be sufficient time to complete the measurement phase.
Ein
weiteres Kriterium, das verwendet werden kann, um festzulegen, ob
mit der Messphase fortgefahren wird, ist das Volumen V. Es kann
z. B. außerdem
erforderlich oder erwünscht
sein, festzustellen, ob das Volumen der Messphase mindestens so
groß wie
das während
der Untersuchungsphase aus der Formation extrahierte Volumen ist.
Wenn eine oder mehrere der Bedingung nicht erfüllt sind, kann die Messphase
nicht ausgeführt
werden. Weitere Kriterien können
außerdem festlegen,
ob eine Messphase ausgeführt
werden sollte. Alternativ kann trotz der Tatsache, dass Kriterien
nicht erfüllt
sind, die Untersuchungsphase über
den Rest der zugewiesenen Zeit bis zum Ende fortgesetzt werden,
so dass sie standardmäßig sowohl
zur Untersuchungsphase als auch zur Messphase wird.One
another criterion that can be used to determine if
is continued with the measurement phase, the volume is V. It can
z. B. also
required or desired
Be sure to determine if the volume of the measurement phase is at least that way
as big as
that while
the investigation phase is extracted from the formation volume.
If one or more of the condition is not met, the measurement phase may be
not executed
become. Other criteria can be
also set
whether a measurement phase is executed
should be. Alternatively, despite the fact that criteria
not fulfilled
are, the investigation phase over
continue the rest of the assigned time to the end,
so they default by default
becomes the examination phase as well as the measuring phase.
Während 5 eine
einzelne Untersuchungsphase 13, der eine einzelne Messphase 14 folgt,
darstellt, wird anerkannt, dass unterschiedliche Anzahlen von Untersuchungsphasen
und Messphasen gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgeführt
werden können.
Unter extremen Umständen
können
die Schätzwerte
der Untersuchungsphase die einzigen Schätzwerte sein, die erhalten
werden können,
da der Druckanstieg während
des Untersuchungsphasen-Druckaufbaus so langsam sein kann, dass
die gesamte für
die Prüfung
zugewiesene Zeit durch diese Untersuchungsphase verbraucht wird.
Das ist typischerweise der Fall bei Formationen mit sehr geringen
Permeabilitäten.
In anderen Situationen, wie etwa bei mäßig oder stark durchlässigen Formationen,
bei denen der Aufbau des Formationsdrucks verhältnismäßig schnell erfolgt, können möglicherweise
mehrere Vorprüfungen
ausgeführt
werden, ohne dass gegen Beschränkungen
der zugewiesenen Zeit verstoßen
wird.While 5 a single investigation phase 13 , which is a single measurement phase 14 4, it is recognized that different numbers of examination phases and measurement phases may be performed according to the present invention. In extreme circumstances, the assay phase estimates may be the only estimates that can be obtained because the pressure rise during the assay phase pressure build-up may be so slow that the entire time allocated for the assay is consumed by this assay phase. This is typically the case with Formatio with very low permeabilities. In other situations, such as moderately or highly permeable formations, where formation pressure build-up is relatively fast, it may be possible to perform multiple preliminary tests without violating restrictions on the time allocated.
In 5 werden
dann, wenn die Entscheidung getroffen wurde, die Messphase 14 auszuführen, die Parameter
der Untersuchungsphase 13 verwendet, um die Messphase zu
entwerfen. Die aus der Untersuchungsphase abgeleiteten Parameter
und zwar der Formationsdruck und die Mobilität, werden beim Spezifizieren
der Betriebsparameter der Messphasenvorprüfung verwendet. Es ist im Einzelnen
erwünscht,
die Untersuchungsphasenparameter zu verwenden, um nach dem Volumen
der Messphasen-Vorprüfung
und ihre Dauer und demzufolge die entsprechende Strömungsrate
aufzulösen.
Die Messphasen-Betriebsparameter werden vorzugsweise so bestimmt,
dass das während
der Messphase-Vorprüfung verwendete
Volumen optimiert wird, was einen Schätzwert des Formationsdrucks
in einem vorgegebenen Bereich zur Folge hat. Es ist im Einzelnen
erwünscht,
ein ausreichendes Volumen zu extrahieren, das vorzugsweise ein größeres Volumen ist
als das während
der Untersuchungsphase aus der Formation extrahierte Volumen, so
dass am Ende der Messphase sich der Druck innerhalb eines gewünschten
Bereichs δ des
wahren Formationsdrucks pf einstellt. Das
während
der Messphase extrahierte Volumen ist vorzugsweise so ausgewählt, dass
die zeitlichen Einschränkungen
ebenfalls erfüllt
werden können.In 5 are then, when the decision has been made, the measurement phase 14 perform the parameters of the investigation phase 13 used to design the measurement phase. The parameters derived from the assay phase, namely formation pressure and mobility, are used in specifying the operating parameters of the measurement phase pre-test. Specifically, it is desirable to use the study phase parameters to solve for the volume of the measurement phase pre-test and its duration and, consequently, the corresponding flow rate. The measurement phase operating parameters are preferably determined to optimize the volume used during the measurement phase pre-test, resulting in an estimate of the formation pressure in a given range. Specifically, it is desirable to extract a sufficient volume, which is preferably a larger volume than the volume extracted from the formation during the assay phase, so that at the end of the measurement phase the pressure will be within a desired range δ of the true formation pressure p f . The volume extracted during the measurement phase is preferably selected so that the time constraints can also be met.
H
soll die Druckantwort der Formation auf einen Einheitsschritt der
Strömungsrate
repräsentieren,
der durch ein Messfühlerwerkzeug
induziert wird, wie oben beschrieben wurde. Die Bedingung, dass
der gemessene Druck innerhalb δ des
wahren Formationsdrucks am Ende der Messphase liegt, kann wie folgt
ausgedrückt
werden: wobei
T't die
Gesamtzeit ist, die sowohl für
die Untersuchungsphase als auch die Messphase zugewiesen ist, minus
die erforderliche Zeit für
die Durchflussleitungsausdehnung, d. h. T't = Tt – (t7 – tf) = T0 + T1 + T2 + T3 in 5 (ist vorgeschrieben,
bevor die Prüfung
ausgeführt
wird, in Sekunden); ist die ungefähre Dauer der Formationsströmung während der
Untersuchungsphase (wird während
der Erfassung ermittelt, in Sekunden); T1 ist
die Dauer des Druckaufbaus während
der Untersuchungsphase (wird während
der Erfassung bestimmt, in Sekunden); T2 ist
die Dauer der Druckabsenkung während
der Messphase (wird während
der Erfassung bestimmt, in Sekunden); T3 ist
die Dauer des Druckaufbaus während
der Messphase (wird während
der Erfassung bestimmt, in Sekunden); q1 und
q2 repräsentieren
die konstanten Strömungsraten
der Untersuchungsphase bzw. der Messphase (wird vor der Erfassung
festgelegt und während
der Erfassung bestimmt, in cm3/s); δ ist die
Genauigkeit, mit der der Formationsdruck während der Messphase bestimmt
werden soll (vorgeschrieben, in Atmosphären), d. h. pf – p(Tt) ≤ δ, wobei pf der wahre Formationsdruck ist, ϕ ist
die Formationsporosität, Ct ist die Gesamtkomprimierbarkeit der Formation
(vorgeschrieben vor der Erfassung aus der Kenntnis des Formationstyps
und der Porosität
durch Standardkorrelationen, in 1/Atmosphären); wobei n = t, 0, 1, 2 eine
dimensionslose Zeit bezeichnet und τ ≡ ϕμCt r* 2/Kr eine Zeitkonstante darstellt; und r* ein wirksamer Messfühlerradius ist, der definiert
ist durch wobei
K ein vollständiges
elliptisches Integral der ersten Art mit dem Modul ist. Wenn die Formation isotrop
ist, dann gilt r* = 2rp/(πΩS).Let H represent the pressure response of the formation to a unit step of the flow rate induced by a probe tool, as described above. The condition that the measured pressure is within δ of the true formation pressure at the end of the measurement phase can be expressed as follows: 
Die
Messphase kann ebenfalls beschränkt
werden, indem das Verhältnis
der zweiten zur ersten Vorprüfungs-Strömungsrate
und die Dauer T2 der Messphasen-Vorprüfung und
dadurch ihr Volumen festgelegt werden.The measured phase can also be limited by the ratio of the second 2 of the measurement phase pretest, and thereby its volume can be set to the first domain pre-flow rate and the duration T.
Um
die Messphase vollständig
festzulegen, kann es erwünscht
sein, die Messphase anhand einer zusätzlichen Bedingung weiter einzuschränken. Eine
derartige Bedingung kann auf dem Festlegen des Verhältnisses
der Dauer des Absenkabschnitts der Messphase in Bezug auf die Gesamtzeit,
die für
die Beendigung der gesamten Messphase zur Verfügung steht, basieren, da die
Dauer der Messphase nach der Beendigung der Untersuchungsphase bekannt
ist, d. h. T2 + T3 =
T'1 – T0 – T1. Wenn man z. B. doppelt so viel (oder mehr als
doppelt so viel) Zeit für
den Druckaufbau der Messphase wie für die Druckabsenkung zulassen
möchte, dann
gilt T3 = nTT2 oder T2 = (T'1 – T0 – T1)/(nT + 1), wobei
nT ≥ 2.
Gleichung (6) kann dann nach dem Verhältnis der Vorprüfungsströmungsraten
von Messphase und Untersuchungsphase und demzufolge nach dem Volumen
der Messphase V2 = q2T2 aufgelöst
werden.In order to completely define the measurement phase, it may be desirable to further restrict the measurement phase by means of an additional condition. Such a condition may be based on establishing the ratio of the duration of the drawdown portion of the measurement phase to the total time available for completion of the entire measurement phase, since the duration of the measurement phase is known after completion of the study phase, ie T 2 + T 3 = T ' 1 - T 0 - T 1 . If you z. B. would like to allow twice as much (or more than twice) time for the pressure build-up of the measurement phase as for the pressure reduction, then T 3 = n T T 2 or T 2 = (T ' 1 - T 0 - T 1 ) / (n T + 1), where n T ≥ 2. Equation (6) can then be resolved according to the ratio of the pre-test flow rates of the measurement phase and the investigation phase and consequently to the volume of the measurement phase V 2 = q 2 T 2 .
Eine
weitere Bedingung, um die Spezifikation der Messphasen-Vorprüfungsparameter
zu beenden, würde
darin bestehen, den Druckabfall während der Messphasen-Druckabsenkung
zu begrenzen. Bei der gleichen Schreibweise wie sie in Gleichung
(6) verwendet wird, und den gleichen geltenden Annahmen kann diese Bedingung
wie folgt geschrieben werden wobei Δpmax (in Atmosphären) der maximal zulässige Druckabfall
bei der Druckabsenkung während
der Messphase ist.Another condition to terminate the specification of the measurement phase pre-test parameters would be to limit the pressure drop during the measurement phase pressure drop. With the same notation as used in equation (6) and the same valid assumptions, this condition can be written as follows where Δp max (in atmospheres) is the maximum allowable pressure drop in the pressure drop during the measurement phase.
Die
Anwendung der Gleichungen (6) und (7) bei der Bestimmung der Messphasen-Vorprüfungsparameter
wird am besten veranschaulicht mit einem speziellen, einfachen,
jedoch nichttrivialen Fall. Für
den Zweck der Erläuterung
wird angenommen, dass wie zuvor sowohl die Untersuchungs- als auch
die Messphasenvorprüfungen
mit genau gesteuerten Raten ausgeführt werden. Außerdem wird
angenommen, dass die Wirkung der Werkzeuglagerung auf die Druckantwort
vernachlässigt
werden kann, die Strömungsregime
sowohl bei der Druckabsenkung als auch beim Druckaufbau kugelförmig sind,
die Formationspermeabilität
isotrop ist und die Bedingungen, die eine Gültigkeit der Darcy-Beziehung sicherstellen,
erfüllt
sind.The
Application of equations (6) and (7) in determining the measurement phase pre-test parameters
is best illustrated with a special, simple,
however, non-trivial case. For
the purpose of the explanation
It is assumed that as before, both the investigative and the
the measuring phase preliminary tests
be executed at precisely controlled rates. In addition, will
believed that the effect of tool storage on the pressure response
neglected
can be, the flow regime
are spherical in both the pressure drop and the pressure build-up,
the formation permeability
isotropic and the conditions that ensure the validity of the Darcy relationship
Fulfills
are.
Unter
den genannten Voraussetzungen nimmt die Gleichung (6) die folgende
Form an: wobei
erfc die komplementäre
Fehlerfunktion ist.Under the above conditions, equation (6) takes the following form: where erfc is the complementary error function.
Da
die Argumente der Fehlerfunktion im Allgemeinen klein sind, gibt
es typischerweise einen geringen Genauigkeitsverlust bei Verwendung
der gewöhnlichen
nach einigen Umstellungen von Termen kann gezeigt werden, dass die
Gleichung (8) die folgende Form besitzt wobei λ ≡ T2 + T3, die Dauer
der Messphase, eine bekannte Größe ist,
nachdem die Vorprüfung
der Untersuchungsphase beendet wurde.Since the arguments of the error function are generally small, there is typically a small loss of accuracy when using the ordinary ones. After a few conversions of terms, it can be shown that the equation (8) has the following form where λ ≡ T 2 + T 3 , the duration of the measurement phase, is a known quantity after the pre-examination of the investigation phase has ended.
Die
Nützlichkeit
dieser Beziehung wird deutlich, nachdem der Ausdruck in den Klammern
auf der linken Seite weiter genähert
wird, um einen Ausdruck für
das gewünschte
Volumen der Vorprüfung
der Messphase zu erhalten.The
usefulness
This relationship becomes clear after the expression in the parentheses
further approached on the left side
becomes an expression for
the wished
Volume of the preliminary examination
to get the measurement phase.
Unter
den gleichen Voraussetzungen, die beim Ableiten der Gleichung (8)
aus der Gleichung (6) gemacht wurden, kann Gleichung (7) geschrieben
werden als die nach
dem Anwenden der quadratischen Näherung
für die
komplementäre
Fehlerfunktion und der Umstellung von Termen ausgedrückt werden
kann als: Under the same assumptions made in deriving equation (8) from equation (6), equation (7) can be written as which can be expressed after applying the quadratic approximation for the complementary error function and the conversion of terms as:
Die
Kombination der Gleichungen (9) und (12) ergibt: The combination of equations (9) and (12) yields:
Da
die Terme in den letzten beiden Klammerausdrücken sehr nahe bei 1 liegen,
kann Gleichung (13) näherungsweise
dargestellt werden als: was einen Ausdruck für die Bestimmung
der Dauer der Messphasenabsenkung und somit in Kombination mit dem
obigen Ergebnis für
das Messphasen-Vorprüfvolumen
den Wert der Messphasen-Vorprüfungsströmungsrate
ergibt. Um realistische Schätzungen
für T2 aus Gleichung (14) zu erhalten, sollte
folgende Bedingung gelten: Since the terms in the last two parentheses are very close to 1, equation (13) can be approximated as: which gives an expression for determining the duration of the measurement phase reduction, and thus in combination with the above result for the measurement phase pretest volume, the value of the measurement phase pre-assay flow rate. To obtain realistic estimates for T 2 from equation (14), the following condition should apply:
Gleichung
(15) drückt
die Bedingung aus, dass die Sollwertumgebung des endgültigen Drucks
größer sein
sollte als der restliche Übergangswert,
der von der Untersuchungsphase-Vorprüfung verblieben ist.equation
(15) presses
the condition that the setpoint environment of the final pressure
to be taller
should be considered as the remaining transitional value,
which has remained from the preliminary investigation phase.
Die
Schätzungen,
die durch die Gleichungen (10) und (14) für V2 und
T2 geliefert werden, können im Allgemeinen als Anfangswerte
bei einem umfangreicheren Parameterschätzungsschema, das die Gleichungen
(8) und (11) anwendet, verwendet werden. Während die Gleichungen (8) und
(11) verwendet wurden, um die Schritte in der Prozedur zum Berechnen
der Messphasenparameter zu veranschaulichen, wird anerkannt, dass
andere Wirkungen, wie etwa die Werkzeuglagerung, Formationskomplexitäten usw.,
in einfacher Weise in den Schätzprozess
aufgenommen werden können.
Wenn das Formationsmodell bekannt ist, können die allgemeineren Gleichungen
(6) und (7) des Formationsmodells in dem Parameterschätzprozess
verwendet werden.The estimates provided by equations (10) and (14) for V 2 and T 2 can generally be used as initial values in a more extensive parameter estimation scheme applying equations (8) and (11). While equations (8) and (11) were used to To illustrate the steps in the procedure for calculating the measured phase parameters, it is recognized that other effects, such as tool storage, formation complexities, etc., can be easily included in the estimation process. If the formation model is known, the more general equations (6) and (7) of the formation model can be used in the parameter estimation process.
Bei
dem oben beschriebenen Ansatz zum Bestimmen der Messphasen-Vorprüfung wird
angenommen, dass bestimmte Parameter zugewiesen werden, bevor das
optimale Vorprüfvolumen
und die optimale Vorprüfdauer
geschätzt
werden können.
Diese Parameter enthalten: die Genauigkeit der Formationsdruckmessung δ; die maximal
zulässige
Druckabsenkung (Δpmax); die Formationsporosität ϕ,
die gewöhnlich
von Aufzeichnungen an unverschalten Bohrlöchern zur Verfügung steht;
und die Gesamtkomprimierbarkeit Ct, die aus
bekannten Korrelationen erhalten werden kann, die wiederum von der
Gesteinsbeschreibung und Porosität
abhängen.The approach to determining the measurement phase pre-test described above assumes that certain parameters are assigned before the optimum pre-test volume and the optimal pre-test duration can be estimated. These parameters include: the accuracy of the formation pressure measurement δ; the maximum permissible pressure reduction (Δp max ); the formation porosity φ, which is usually available from records on undelayed wells; and the total compressibility C t , which can be obtained from known correlations, which in turn depend on rock description and porosity.
Mit
den bestimmten Messphasen-Vorprüfungsparametern
sollte es möglich
sein, verbesserte Schätzungen
des Formationsdrucks und der Formationsmobilität innerhalb der Zeit, die für die gesamte
Prüfung
zugewiesen ist, zu erhalten.With
the determined measurement phase pre-test parameters
it should be possible
be, improved estimates
of formation pressure and formation mobility within time, covering the entire
exam
is assigned to receive.
Am
Punkt 350 endet die Untersuchungsphase und die Messphase
kann beginnen. Die Parameter, die aus der Untersuchungsphase bestimmt
wurden, werden verwendet, um die Strömungsrate, die Vorprüfdauer und/oder
das Volumen zu berechnen, die erforderlich sind, um die Parameter
zum Ausführen
der Messphase 14 zu bestimmen. Die Messphase 14 kann
nun unter Verwendung eines verfeinerten Satzes von Parametern ausgeführt werden,
die aus den ursprünglichen
Formationsparametern bestimmt werden, die in der Untersuchungsphase
geschätzt
wurden.At the point 350 The examination phase ends and the measurement phase can begin. The parameters determined from the assay phase are used to calculate the flow rate, pretest duration and / or volume required to set the parameters for performing the measurement phase 14 to determine. The measuring phase 14 can now be performed using a refined set of parameters determined from the original formation parameters estimated in the study phase.
Wie
in 9 gezeigt ist, enthält die Messphase 14 die
folgenden Schritte: Ausführen
einer zweiten Druckabsenkung 360, Beenden der Druckabsenkung 370,
Ausführen
eines zweiten Druckaufbaus 380 und Beendigen des Druckaufbaus 390.
Diese Schritte werden so ausgeführt,
wie oben gemäß der Untersuchungsphase 13 von 6 beschrieben
wurde. Die Parameter der Messphase, wie etwa Strömungsrate, Zeit und/oder Volumen,
sind vorzugsweise entsprechend den Ergebnissen der Untersuchungsphase
im Voraus bestimmt worden.As in 9 is shown contains the measurement phase 14 the following steps: Perform a second pressure reduction 360 , Stopping the pressure drop 370 , Perform a second pressure build-up 380 and completing the pressure build-up 390 , These steps are performed as above according to the examination phase 13 from 6 has been described. The parameters of the measurement phase, such as flow rate, time and / or volume, have preferably been determined in advance according to the results of the examination phase.
In 5 beginnt
die Messphase 14 vorzugsweise bei der Beendigung der Untersuchungsphase 350 und
besitzt eine Dauer TMP, die durch die Messphase
bis zur Beendigung am Punkt 390 festgelegt ist. Die Gesamtzeit
zum Ausführen
der Untersuchungsphase und der Messphase fällt vorzugsweise in eine zugewiesene Zeitspanne.
Nachdem die Messphase beendet ist, kann der Formationsdruck geschätzt werden
und das Werkzeug wird für
eine zusätzliche
Prüfung,
für Bohrlochoperationen
oder zur Entfernung aus dem Bohrloch zurückgezogen.In 5 begins the measuring phase 14 preferably at the end of the investigation phase 350 and has a duration T MP , which passes through the measurement phase until completion at the point 390 is fixed. The total time to execute the examination phase and the measurement phase preferably falls within an assigned period of time. After the measurement phase is completed, the formation pressure may be estimated and the tool withdrawn for additional testing, well operations or removal from the wellbore.
In 10 ist
eine alternative Ausführungsform
des Verfahrens 1, die eine Schlammkomprimierbarkeitsphase 11 enthält, dargestellt.
In dieser Ausführungsform
umfasst das Verfahren 1b eine Schlammkomprimierbarkeitsphase 11,
eine Untersuchungsphase 13 und eine Messphase 14.
Schätzungen
der Schlammkomprimierbarkeit können
verwendet werden, um die Prozedur der Untersuchungsphase zu verfeinern,
was zu besseren Schätzungen
der Parameter aus der Untersuchungsphase 13 und der Messphase 14 führt. 11A zeigt einen Druckverlauf, der dem Verfahren
von 10 entspricht, und 11B zeigt
eine zugehörige
graphische Darstellung der Änderungsrate
des Vorprüfkammervolumens.In 10 is an alternative embodiment of the method 1 containing a sludge compressibility phase 11 contains, shown. In this embodiment, the method comprises 1b a sludge compressibility phase 11 , an investigation phase 13 and a measurement phase 14 , Mud compressibility estimates may be used to refine the procedure of the assay phase, resulting in better estimates of the parameters from the assay phase 13 and the measurement phase 14 leads. 11A shows a pressure curve corresponding to the method of 10 corresponds, and 11B shows an associated graph of the rate of change of the Vorprüfkammervolumens.
Bei
dieser Ausführungsform
kann die Formationsprüfeinrichtung
von 4 verwendet werden, um das Verfahren von 10 auszuführen. Gemäß dieser
Ausführungsform
können
die Trennventile 121a und 124a in Verbindung mit
dem Ausgleichsventil 128a verwendet werden, um ein Flüssigkeitsvolumen
in der Durchflussleitung 103a einzuschließen. Außerdem kann
das Trennventil 121a verwendet werden, um Werkzeuglagerungs-Volumeneffekte
zu verringern, um einen raschen Druckaufbau zu ermöglichen.
Das Ausgleichsventil 128a ermöglicht außerdem ein leichtes Spülen der
Durchflussleitung, um unerwünschte
Fluide, wie etwa Gas, auszuspülen
und um das erneute Füllen
der Durchflussleitungsabschnitte 119a und 103a mit
Bohrlochfluid zu ermöglichen.In this embodiment, the formation tester of 4 used to the procedure of 10 perform. According to this embodiment, the isolation valves 121 and 124a in conjunction with the equalizing valve 128a used to measure a volume of fluid in the flow line 103a include. In addition, the isolation valve 121 used to reduce tool storage volume effects to allow rapid pressure build-up. The balancing valve 128a also allows for easy flushing of the flow line to flush out undesired fluids, such as gas, and for refilling the flow line sections 119a and 103a to allow with borehole fluid.
Die
Messung der Schlammkomprimierbarkeit kann z. B. ausgeführt werden,
indem zuerst ein Schlammvolumen mittels des Vorprüfkolbens 118a durch
das Ausgleichsventil 128a aus dem Bohrloch in das Werkzeug
angesaugt wird, ein Schlammvolumen in der Durchflussleitung durch
Schließen
des Ausgleichsventils 128a und der Trennventile 121a und 124a abgetrennt
wird, das Volumen des eingeschlossenen Schlamms komprimiert und/oder
ausgedehnt wird, indem das Volumen der Vorprüfkammer 114a mittels
des Vorprüfkolbens 118a eingestellt
wird und gleichzeitig der Druck und das Volumen des eingeschlossenen
Fluids mittels der Druckmesseinrichtung 120a aufgezeichnet
werden.The measurement of sludge compressibility can e.g. B. be performed by first a mud volume by means of Vorprüfkolbens 118a through the compensation valve 128a is sucked from the well into the tool, a sludge volume in the flow line by closing the balance valve 128a and the isolation valves 121 and 124a the volume of trapped sludge is separated compressed and / or expanded by the volume of the pre-test chamber 114a by means of the pre-test piston 118a is set and at the same time the pressure and the volume of the trapped fluid by means of the pressure measuring device 120a to be recorded.
Das
Volumen der Vorprüfkammer
kann sehr genau gemessen werden, indem z. B. die Verlagerung des
Vorprüfkolbens
mittels eines geeigneten linearen Potentiometers, das in 4 nicht
gezeigt ist, oder durch andere gut eingeführte Techniken gemessen wird.
Ebenfalls nicht gezeigt ist in 4 ein Mittel,
durch welches die Geschwindigkeit des Vorprüfkolbens genau gesteuert werden
kann, um die gewünschte
Steuerung über die
Vorprüfkolbenrate
qp zu erhalten. Die Techniken zum Erreichen
dieser genauen Raten sind in der Technik wohlbekannt, z. B. durch
die Verwendung von Kolben, die an Verstellschraubenspindeln mit
der korrekten Form angebracht sind, von Getrieben und computergesteuerten
Motoren, so dass Raten, die durch das vorliegende Verfahren benötigt werden,
in einfacher Weise erhalten werden können.The volume of the pre-test chamber can be measured very accurately by z. B. the displacement of the pretest by means of a suitable linear potentiometer, the 4 not shown or measured by other well established techniques. Also not shown in 4 a means by which the speed of the pre-test piston can be precisely controlled to obtain the desired control over the pre-test piston rate q p . The techniques for achieving these precise rates are well known in the art, e.g. By the use of pistons attached to adjusting screw spindles of the correct shape, of gears and computer-controlled motors, so that rates required by the present method can be easily obtained.
Die 11A und 12 stellen
die Schlammkomprimierbarkeitsphase 11 genauer dar. Die
Schlammkomprimierbarkeitsphase 11 wird vor dem Einstellen
des Werkzeugs ausgeführt
und somit vor der Ausführung der
Untersuchungs- und Messphasen. Das Werkzeug muss im Einzelnen nicht
an dem Bohrloch eingestellt sein und muss in dem Bohrloch nicht
unbeweglich sein, um die Schlammkomprimierbarkeitsprüfung auszuführen, wodurch
die Gefahr des Steckenbleibens des Werkzeuges infolge eines unbeweglichen
Bohrstrangs verringert wird. Es wäre jedoch vorzuziehen, das
Bohrlochfluid an einem Punkt, der nahe an dem Punkt der Prüfung liegt,
zu untersuchen.The 11A and 12 provide the sludge compressibility phase 11 more precisely. The sludge compressibility phase 11 is performed before the tool is set and thus before the examination and measurement phases are executed. Specifically, the tool need not be adjusted to the wellbore and need not be immovable in the wellbore to perform the sludge compressibility test, thereby reducing the risk of sticking of the tool due to a stationary drill string. However, it would be preferable to examine the wellbore fluid at a point close to the point of testing.
Die
verwendeten Schritte zum Ausführen
der Komprimierbarkeitsphase 11 sind in 12 genauer
gezeigt. Diese Schritte entsprechen außerdem den Punkten entlang
des Druckverlaufs von 11A.
Wie in 12 dargestellt ist, enthalten
die Schritte der Schlammkomprimierbarkeitsprüfung das Beginnen der Schlammkomprimierbarkeitsprüfung 510,
das Ansaugen von Schlamm aus dem Bohrloch in das Werkzeug 511,
das Trennen des Schlammvolumens in der Durchflussleitung 512,
das Komprimieren des Schlammvolumens 520 und das Beenden
der Kompression 530. Anschließend wird die Ausdehnung des
Schlammvolumens begonnen 540, wobei sich das Schlammvolumen 550 für eine Zeitperiode
bis zur Beendigung 560 ausdehnt. Die offene Verbindung
der Durchflussleitung zum Bohrloch beginnt bei 561 und
der Druck wird in der Durchflussleitung auf den Bohrlochdruck ausgeglichen 570 bis
zur Beendigung 575. Die Rückführung des Vorprüfkolbens
kann nun bei 580 beginnen. Schlamm wird aus der Durchflussleitung
in das Bohrloch ausgestoßen 581 und
der Vorprüfkolben
wird zurückgeführt 582.
Wenn die Untersuchungsphase ausgeführt werden soll, kann das Werkzeug
dann eingestellt werden 610 und die offene Verbindung der
Durchflussleitung mit dem Bohrloch wird beendet 620.The steps used to perform the compressibility phase 11 are in 12 shown in more detail. These steps also correspond to the points along the pressure path of 11A , As in 12 As shown, the mud compressibility test steps include commencing the mud compressibility test 510 , sucking mud from the borehole into the tool 511 , the separation of the sludge volume in the flow line 512 , compressing the mud volume 520 and stopping the compression 530 , Subsequently, the expansion of the sludge volume is started 540 , where the mud volume 550 for a period of time until completion 560 expands. The open connection of the flow line to the well begins at 561 and the pressure is balanced in the flow line to the borehole pressure 570 until the end 575 , The return of the pre-test piston can now at 580 kick off. Mud is expelled from the flow line into the wellbore 581 and the pre-test piston is returned 582 , If the examination phase is to be carried out, then the tool can be adjusted 610 and the open connection of the flow line to the wellbore is terminated 620 ,
Die
Schlammkomprimierbarkeit bezieht sich auf die Komprimierbarkeit
des Durchflussleitungsfluids, das typischerweise vollständig aus
Bohrschlamm besteht. Die Kenntnis der Schlammkomprimierbarkeit kann verwendet
werden, um den Anstieg der Linie 32 besser zu bestimmen
(wie oben unter Bezugnahme auf 7 beschrieben
wurde), was wiederum zu einer verbesserten Bestimmung des Abweichungspunkts 34 führt, der eine
Strömung
aus der Formation signalisiert. Die Kenntnis des Wertes der Schlammkomprimierbarkeit
hat demzufolge eine wirkungsvollere Untersuchungsphase 13 zur
Folge und schafft eine zusätzliche
Möglichkeit, um
die Schätzungen,
die aus der Untersuchungsphase 13 abgeleitet wurden, weiter
zu verfeinern und um schließlich
die Schätzungen,
die aus der Messphase 14 abgeleitet werden, zu verbessern.Sludge compressibility refers to the compressibility of the flowline fluid, which is typically entirely drilling mud. The knowledge of sludge compressibility can be used to increase the line 32 better to determine (as with reference to above 7 which in turn led to an improved determination of the point of departure 34 leads, which signals a flow from the formation. The knowledge of the value of sludge compressibility thus has a more efficient investigation phase 13 entails and creates an additional way to get the estimates that come from the investigation phase 13 have been derived, further refine and, finally, the estimates that come from the measurement phase 14 be derived, improve.
Die
Schlammkomprimierbarkeit Cm kann bestimmt
werden, indem der Druckverlauf von 11A und die
Druck- und Volumendaten, die demzufolge erzeugt werden, analysiert
werden. Die Schlammkomprimierbarkeit kann im Einzelnen aus der folgenden
Gleichung bestimmt werden: wobei Cm die
Schlammkomprimierbarkeit (1/bar, 1/psi) ist, V ist das Gesamtvolumen
des eingeschlossenen Schlamms (cm3), p ist
der gemessene Durchflussleitungsdruck (bar, psi), p . ist die zeitliche Änderungsrate
des gemessenen Durchflussleitungsdrucks (bar/s, psi/s) und qp repräsentiert
die Vorprüfkolbenrate
(cm3/s).The sludge compressibility C m can be determined by taking the pressure curve of 11A and the pressure and volume data thus generated are analyzed. The sludge compressibility can be determined in detail from the following equation: where C m is the sludge compressibility (1 / bar, 1 / psi), V is the total volume of trapped sludge (cm 3 ), p is the measured flow line pressure (bar, psi), p. is the time rate of change of the measured flow line pressure (bar / s, psi / s) and q p represents the pretest piston rate (cm 3 / s).
Um
eine genaue Schätzung
der Schlammkomprimierbarkeit zu erhalten, ist es erwünscht, dass
mehr als einige Datenpunkte gesammelt werden, um jeden Abschnitt
des Druck-Volumen-Trends während
der Messung der Schlammkomprimierbarkeit zu definieren. Bei Verwendung
der Gleichung (16), um die Schlammkomprimierbarkeit zu bestimmen,
sind die gewöhnlichen
Annahmen gemacht worden, im Einzelnen ist die Komprimierbarkeit
konstant und das inkrementale Vorprüfvolumen, das bei der Messung
verwendet wird, ist klein im Vergleich zu dem Gesamtvolumen V des
in der Durchflussleitung eingeschlossenen Schlammes.In order to obtain an accurate estimate of mud compressibility, it is desirable that more than a few data points be collected to define each portion of the pressure-volume trend during the measurement of mud compressibility. Using equation (16) to determine sludge compressibility, the usual assumptions have been made, specifically, compressibility is constant and the incremental pretest volume used in the measurement is small in size Comparison to the total volume V of sludge trapped in the flow line.
Die
Nützlichkeit
der Messung der Schlammkomprimierbarkeit zum Erhalten eines genaueren
Abweichungspunkts 34a wird nun erläutert. Das Verfahren beginnt
durch Anpassen des anfänglichen
Abschnitts der Druckabsenkungsdaten der Untersuchungsphase 13 an
einer Linie 32a der Daten mit bekanntem Anstieg. Der Anstieg
der Linie 32a ist durch die zuvor bestimmte Schlammkomprimierbarkeit,
das Durchflussleitungsvolumen und die Vorprüfkolben-Druckabsenkrate festgelegt.
Da die Druckabsenkung mit einer festen und genau gesteuerten Rate
ausgeführt
wird und die Komprimierbarkeit des Durchflussleitungsfluids eine
bekannte Konstante ist, die durch das oben beschriebene Experiment
bestimmt wurde, ist die Gleichung, die diese Linie mit einer bekannten
Steigung a beschreibt, gegeben durch: wobei
V(0) das Durchflussleitungsvolumen am Beginn der Ausdehnung ist,
Cm ist die Schlammkomprimierbarkeit, qp ist die Kolbendekompressionsrate, p+ ist der scheinbare Druck bei der Auslösung des
Ausdehnungsprozesses. Es wird angenommen, dass V(0) sehr viel größer ist
als der Volumenanstieg infolge der Ausdehnung der Vorprüfkammer.The utility of measuring sludge compressibility to obtain a more accurate point of departure 34a will now be explained. The process begins by adjusting the initial portion of the pressure drop data of the assay phase 13 on a line 32a the data with a known increase. The rise of the line 32a is determined by the previously determined sludge compressibility, flow line volume and pilot check pressure drop rate. Since the pressure reduction is performed at a fixed and precisely controlled rate and the compressibility of the flowline fluid is a known constant determined by the experiment described above, the equation describing this line with a known slope a is given by: where V (0) is the flow line volume at the beginning of the expansion, C m is the sludge compressibility, q p is the piston decompression rate, p + is the apparent pressure at the initiation of the expansion process. It is assumed that V (0) is much larger than the volume increase due to the expansion of the pre-test chamber.
Da
ein Anstieg a nun bekannt ist, ist der einzige Parameter, der festgelegt
werden muss, um die Gleichung (17) vollständig zu definieren, der Schnittpunkt
p+, d. h. b. Im Allgemeinen ist p+ unbekannt, wenn jedoch Datenpunkte, die
zu dem linearen Trend der Durchflussleitungsausdehnung gehören, an
Linien mit der Neigung a angepasst werden, sollte sie ähnliche
Schnittpunkte erzeugen. Dadurch wird sich der Wert des Schnittpunkts
p+ ergeben, wenn der lineare Trend der Durchflussleitungsausdehnung
erkannt wird.Since a slope a is now known, the only parameter that needs to be set to fully define equation (17) is the intercept p + , dhb. In general, p + is unknown, but if data points corresponding to the linear trend The flow line expansion belong to be adapted to lines with the slope a, it should produce similar intersections. This will give the value of the point of intersection p + when the linear trend of the flow line expansion is detected.
Eine
Ausdehnung von Datenpunkten, die auf eine Linie mit der definierten
Steigung a innerhalb einer vorgegebenen Genauigkeit fallen, wird
festgestellt. Diese Linie repräsentiert
den wahren Trend des Schlammausdehnungs-Absenkdrucks. Ein Fachmann
wird anerkennen, dass es dann, wenn Datenpunkte an einer Linie angepasst
werden, nicht erforderlich ist, dass alle Punkte genau auf die Linie
fallen. Es ist stattdessen ausreichend, dass die Datenpunkte innerhalb
einer Genauigkeitsgrenze an eine Linie angepasst werden, die anhand der
Werkzeugcharakteristiken und der Betriebsparameter ausgewählt wird.
Bei diesem Ansatz kann man den unregelmäßigen Trend vermeiden, der
mit frühen
Datenpunkten verbunden ist, d. h. diese Punkte rund um den Beginn
der Druckabsenkung des Vorprüfkolbens.
Schließlich
ist der erste Punkt 34a nach den Punkten, die die gerade
Linie definieren, die wesentlich (oder über eine Genauigkeitsgrenze
hinaus) von der Linie abweicht, derjenige Punkt, bei dem eine Abweichung
von dem Trend der Druckabsenkung auftritt. Die Abweichung 34a tritt
typischerweise bei einem höheren
Druck auf als durch die Extrapolation der Linie vorgesehen ist.
Dieser Punkt gibt den Riss des Filterkuchens an.An extension of data points that fall on a line with the defined slope a within a given accuracy is detected. This line represents the true trend of mud expansion depression pressure. One skilled in the art will appreciate that when fitting data points along a line, it is not necessary for all points to fall exactly on the line. Instead, it is sufficient for the data points within an accuracy limit to be matched to a line selected from the tool characteristics and the operating parameters. In this approach, one can avoid the irregular trend associated with early data points, ie those points around the beginning of the prescaler pressure drop. Finally, the first point 34a according to the points defining the straight line which deviates substantially (or beyond an accuracy limit) from the line, the point at which a deviation from the trend of the pressure reduction occurs. The deviation 34a typically occurs at a higher pressure than provided by the extrapolation of the line. This point indicates the crack of the filter cake.
Es
stehen verschiedene Prozeduren zur Verfügung, um die Datenpunkte zu
identifizieren, die zu der Durchflussleitungs-Ausdehnungslinie gehören. Die
Einzelheiten einer Prozedur hängen
natürlich
davon ab, wie die Durchflussleitungs-Ausdehnungslinie bestimmt werden
soll, wie das maximale Intervall ausgewählt wird und wie die Genauigkeitsmaßnahmen
ausgewählt
werden usw. Zwei mögliche
Ansätze
werden im Folgenden angegeben, um die Einzelheiten zu veranschaulichen.
Zuvor werden die folgenden Terme definiert: wobei
im Allgemeinen N(k) < k
die Anzahl von Datenpunkten repräsentiert,
die aus den erfassten k Datenpunkten (tk,
pk) ausgewählt werden. In Abhängigkeit
vom Kontext kann N(k) = k sein. Die Gleichungen (18) bzw. (19) repräsentieren
die Linie der kleinsten Quadrate mit einem festen Anstieg a bzw.
die Linie der geringsten absoluten Abweichung bei einem festen Anstieg
a über
N(k) Datenpunkte und die Gleichung (20) repräsentiert die Varianz der Daten über die
Linie mit festem Anstieg.Various procedures are available to identify the data points associated with the flowline expansion line. The details of a procedure, of course, depend on how the flow line expansion line is to be determined, how the maximum interval is selected and how the accuracy measures are selected, etc. Two possible approaches will be given below to illustrate the details. Previously, the following terms are defined: where, in general, N (k) <k represents the number of data points selected from the acquired k data points (t k , p k ). Depending on the context, N (k) = k. Equations (18) and (19) respectively represent the least squares line with a fixed slope a and the line of least absolute deviation with a fixed slope a over N (k) data points and the equation (20) represents the variance of Data on the line with fixed rise.
Eine
Technik zum Definieren einer Linie mit dem Anstieg a, die das längste Zeitintervall überspannt, besteht
darin, die einzelnen Datenpunkte dann, wenn sie erfasst werden,
an Linien mit dem festen Anstieg a anzupassen. Diese Anpassung erzeugt
eine Folge von Schnittpunkten {bk}, wobei
die einzelnen Werte bk berechnet werden
aus: bk = pk + atk. Wenn aufeinander folgende Werte von bk immer enger beieinander liegen und schließlich in
ein schmales Band fallen, werden die Datenpunkte, die diesen Indizes
entsprechen, verwendet, um die endgültige Linie anzupassen.One technique for defining a line with the slope a spanning the longest time interval is to match the individual data points, when detected, to lines with the fixed slope a. This adaptation produces a sequence of intersections {b k }, where the individual values b k are calculated from: b k = p k + at k . As successive values of b k become closer together and eventually fall into a narrow band, the data points corresponding to these indices are used to adjust the final line.
Die
Technik kann im Einzelnen die folgenden Schritte umfassen: (i) Bestimmen
eines Mittelwertes, b k aus einer gegebenen Folge von Schnittpunkten
{bk}; (ii) Finden von Indizes, die zu der
Menge lk = {i ∈ [2, ..., N(k)]||bi – b k| ≤ nbεb} gehören,
wobei nb eine Zahl wie z. B. 2 oder 3 ist
und wobei eine mögliche
Wahl für εb durch
die folgende Gleichung definiert ist: wobei der letzte Ausdruck
sich aus der Annahme ergibt, dass die Zeitmessungen genau sind.Specifically, the technique may include the following steps: (i) determining an average, b k from a given sequence of intersections {b k }; (ii) Find indices corresponding to the set l k = {i ∈ [2, ..., N (k)] || b i - b k | ≤ n b ε b }, where n b is a number such as. 2 or 3, and one possible choice for ε b is defined by the following equation: the last term is based on the assumption that the time measurements are accurate.
Andere,
weniger natürliche
Auswahlen für εb sind
möglich,
z. B. εb = Sp,k; (iii) Anpassen
einer Linie mit festem Anstieg a an die Datenpunkte mit Indizes,
die zu lk gehören; und (iv) Finden des ersten
Punktes (tk, pk), der
pk – bk* + atk > nSSp,k erzeugt, wobei bk*
= b ^k oder b k von dem zum Anpassen der Linie verwendeten
Verfahren abhängt
und nS eine Zahl wie etwa 2 oder 3 ist.
Dieser Punkt, der durch 34a in 11A repräsentiert wird,
wird verwendet, um einen Riss in dem Filterkuchen und das Einsetzen
der Strömung
aus der Formation anzugeben.Other, less natural choices for ε b are possible, e.g. B. ε b = S p, k ; (iii) fitting a fixed slope line a to the data points with indices belonging to l k ; and (iv) finding the first point (t k , p k ) producing p k -b k * + at k > n S s p, k , where b k * = b ^ k or b k depends on the method used to adjust the line and n S is a number such as 2 or 3. This point through 34a in 11A is used to indicate a crack in the filter cake and the onset of flow from the formation.
Ein
alternativer Ansatz basiert auf der Idee, dass die Folge von Varianzen
der Daten über
die Linie des konstanten Anstiegs schließlich mehr oder weniger konstant
wird, wenn die angepasste Linie auf die wahren Durchflussleitungsausdehnungsdaten
trifft. Deswegen kann ein Verfahren gemäß der Erfindung in der folgenden
Weise implementiert werden: (i) eine Linie mit festem Anstieg a
wird zuerst an die Daten angepasst, die bis zum Zeitpunkt tk akkumuliert wurden. Für jede Gruppe von Daten wird
aus p(tk) = b k – atk eine Linie bestimmt, wobei b k aus der Gleichung
(18) berechnet wird; (ii) die Folge von Varianzen {S2 p,k} wird unter Verwendung von Gleichung
(20) mit N(k) = k konstruiert; (iii) aufeinander folgende Indizes
werden ermittelt, die zu der Gruppe gehören: (iv) eine
Linie mit festem Anstieg a wird an die Daten mit Indizes in Jk angepasst. N(k) soll die Anzahl der Indizes
in der Gruppe sein; (v) Bestimmen des Anfangspunkts aus der letzten
Linie der Reihen von Linien mit festem Anstieg, die Indizes in der
oben genannten Gruppe aufweist, wenn der erste Punkt die Bedingung
pk – bk + atk > nSSp,k erfüllt,
wobei nS eine Zahl wie etwa 2 oder 3 ist;
(vi) Definieren von(vii) Finden der Untermenge
von Punkten von Jk, so dass gilt: N = {i ∈ Jk| |pi – (bi – ati)| < Smin}; (viii) Anpassen einer Linie mit dem
Anstieg a über
die Punkte mit Indizes in N; und (ix) Definieren des Risses des
Filterkuchens als den ersten Punkt (tk,
pk), wobei pk – b k +
atk > nSSp,k gilt. Wie in
der vorhergehenden Option wird dieser Punkt, der wiederum durch 34a in 11A repräsentiert
wird, verwendet, um einen Riss des Filterkuchens und den Beginn
der Strömung
aus der Formation anzugeben.An alternative approach is based on the idea that the sequence of variances of the data across the constant rise line eventually becomes more or less constant when the fitted line meets the true flow line expansion data. Therefore, a method according to the invention can be implemented in the following manner: (i) a fixed-rise line a is first fitted to the data accumulated until time t k . For each group of data, p (t k ) = b k - at k determines a line, where b k is calculated from equation (18); (ii) the sequence of variances {S 2 p, k } is constructed using equation (20) with N (k) = k; (iii) successive indexes are determined that belong to the group: (iv) a fixed slope line a is fitted to the data with indices in J k . N (k) should be the number of indices in the group; (v) determining the starting point from the last line of the rows of fixed slope lines having indices in the above-mentioned group, if the first point satisfies the condition p k -b k + at k > n S s p, k , where n S is a number such as 2 or 3; (vi) Defining (vii) Find the subset of points of J k such that N = {i ∈ J k | | p i - (b i - at i ) | <S min }; (viii) fitting a line with the slope a over the points with indices in N; and (ix) defining the crack of the filter cake as the first point (t k , p k ), where p k - b k + at k > n S S p, k holds. As in the previous option, this point will turn through 34a in 11A used to indicate a crack of the filter cake and the beginning of the flow from the formation.
Nachdem
die am besten angepasste Linie 32a und der Abweichungspunkt 34a bestimmt
wurden, können
der Beendigungspunkt 330a, der Druckaufbau 370a und
das Ende des Druckaufbaus 350a bestimmt werden, wie oben
unter Bezugnahme auf 7 erläutert wurde. Die Messphase 14 kann
dann durch die verfeinerten Parameter, die in der Untersuchungsphase 13 von 11A erzeugt wurden, bestimmt werden.After the best adapted line 32a and the deviation point 34a may have determined the termination point 330a , the pressure build up 370a and the end of the pressure build-up 350a be determined as above with reference to 7 was explained. The measuring phase 14 can then by the refined parameters, in the investigation phase 13 from 11A were generated.
In 13 ist
eine alternative Ausführungsform
des Verfahrens 1c, die eine Schlammfilterungsphase 12 enthält, dargestellt.
In dieser Ausführungsform
umfasst das Verfahren einen Schlammkomprimierbarkeitsphase 11a,
eine Schlammfilterungsphase 12, eine Untersuchungsphase 13 und
eine Messphase 14. Der entsprechende Druckverlauf ist in 14A dargestellt und eine entsprechende graphische
Darstellung der Änderungsrate
des Vorprüfvolumens
ist in 14B gezeigt. Das gleiche Werkzeug,
das unter Bezugnahme auf das Verfahren von 10 beschrieben
wurde, kann außerdem
in Verbindung mit dem Verfahren von 13 verwendet
werden.In 13 is an alternative embodiment of the method 1c that is a sludge filtering phase 12 contains, shown. In this embodiment, the process comprises a sludge compressibility phase 11a , a sludge filtering phase 12 , an investigation phase 13 and a measurement phase 14 , The corresponding pressure curve is in 14A represented and a corresponding graphical representation of the changes rate of pretest volume is in 14B shown. The same tool, with reference to the method of 10 may also be used in conjunction with the method of 13 be used.
Die 14A und 14B zeigen
die Schlammfilterungsphase 12 genauer. Die Schlammfilterungsphase 12 wird
ausgeführt,
nachdem das Werkzeug eingestellt wurde und bevor die Untersuchungsphase 13 und
die Messphase ausgeführt
werden. Eine modifizierte Schlammkomprimierbarkeitsphase 11a wird
vor der Schlammfilterungsphase 12 ausgeführt.The 14A and 14B show the sludge filtering phase 12 more accurate. The sludge filtering phase 12 will be executed after the tool has been set and before the examination phase 13 and the measurement phase are executed. A modified sludge compressibility phase 11a is before the sludge filtering phase 12 executed.
Die
modifizierte Komprimierbarkeitsprüfung 11a ist in 15 genauer dargestellt.
Die modifizierte Komprimierbarkeitsprüfung 11a enthält die gleichen
Schritte 510 bis 580 der Komprimierbarkeitsprüfung 11 von 12.
Nach dem Schritt 580 werden die Schritte 511 und 512 der
Schlammkomprimierbarkeitsprüfung wiederholt
und zwar wird Schlamm aus dem Bohrloch in das Werkzeug angesaugt 511a und
die Durchflussleitung wird von dem Bohrloch getrennt 512a.
Das Werkzeug kann nun eingerichtet werden 610 und am Ende des
Einstellzyklus kann die Durchflussleitung in Vorbereitung für die Schlammfilterungsphase,
Untersuchungsphase und Messphase getrennt werden 620.The modified compressibility test 11a is in 15 shown in more detail. The modified compressibility test 11a contains the same steps 510 to 580 the compressibility test 11 from 12 , After the step 580 become the steps 511 and 512 the mud compressibility test is repeated and that mud is sucked from the well into the tool 511a and the flow line is disconnected from the wellbore 512a , The tool can now be set up 610 and at the end of the adjustment cycle, the flow line may be disconnected in preparation for the mud filtration phase, assay phase, and measurement phase 620 ,
Die
Schlammfilterungsphase 12 ist in 16A genauer
gezeigt. Die Schlammfilterungsphase wird bei 710 begonnen,
das Schlammvolumen in der Durchflussleitung wird komprimiert 711 bis
zur Beendigung am Punkt 720, wobei der Durchflussleitungsdruck
fällt 730.
Nach der anfänglichen
Komprimierung wird die Verbindung der Durchflussleitung mit dem
Bohrloch geöffnet 751,
die Drücke
im Werkzeug in dem Bohrloch werden ausgeglichen 752 und
die Durchflussleitung wird von dem Bohrloch getrennt 753.The sludge filtering phase 12 is in 16A shown in more detail. The sludge filtering phase is at 710 started, the sludge volume in the flow line is compressed 711 until the end at the point 720 , wherein the flow line pressure drops 730 , After the initial compression, the connection of the flow line to the wellbore is opened 751 , the pressures in the tool in the borehole are balanced 752 and the flow line is disconnected from the wellbore 753 ,
Optional
kann, wie in 16B gezeigt ist, eine modifizierte
Schlammfilterungsphase 12b ausgeführt werden. In der modifizierten
Schlammfilterungsphase 12b wird vor dem Öffnen der
Verbindung der Durchflussleitung 751 eine zweite Komprimierung
ausgeführt,
die die folgenden Schritte enthält:
Beginnen der erneuten Kompression des Schlamms in der Durchflussleitung 731,
Komprimieren des Schlammvolumens in der Durchflussleitung auf einen
höheren
Druck 740, Beenden der erneuten Kompression 741.
Anschließend
wird zugelassen, dass der Durchflussleitungsdruck abfällt 750.
Die Schritte 751 bis 753 können dann ausgeführt werden, wie
unter Bezugnahme auf 16A beschrieben wurde. Der Druckverlauf
von 14A zeigt die Schlammfilterungsphase 12b von 16B.Optionally, as in 16B is shown, a modified sludge filtering phase 12b be executed. In the modified sludge filtering phase 12b is before opening the connection of the flow line 751 Perform a second compression that includes the following steps: Begin recompression of the sludge in the flow line 731 , Compressing the sludge volume in the flow line to a higher pressure 740 , Stopping the recompression 741 , Subsequently, the flow line pressure is allowed to drop 750 , The steps 751 to 753 can then be executed as with reference to 16A has been described. The pressure curve of 14A shows the sludge filtering phase 12b from 16B ,
In
einer weiteren Option 12c, die in 16C gezeigt
ist, kann ein Dekompressionszyklus nach dem Abfall des Durchflussleitungsdrucks 730 der
ersten Kompression 711 ausgeführt werden, der die folgenden Schritte
enthält:
Beginnen der Dekompression des Schlamms in der Durchflussleitung 760,
Dekomprimieren auf einen geeigneten Druck unter dem Bohrlochdruck 770 und
Beenden der Dekompression 780. Anschließend wird zugelassen, dass
der Durchflussleitungsdruck fällt 750.
Die Schritte 751 bis 753 können dann wiederholt werden,
wie oben unter Bezugnahme auf 16A beschrieben
wurde. Der Druckverlauf von 14A zeigt
die Schlammfilterungsphase 12c von 16C.In another option 12c , in the 16C A decompression cycle may be shown after the flow line pressure has dropped 730 the first compression 711 starting with the following steps: Begin the decompression of the sludge in the flow line 760 Decompress to a suitable pressure below the well pressure 770 and stop decompression 780 , Subsequently, the flow line pressure is allowed to drop 750 , The steps 751 to 753 can then be repeated as above with reference to 16A has been described. The pressure curve of 14A shows the sludge filtering phase 12c from 16C ,
Wie
in dem Druckverlauf von 14A gezeigt
ist, kann das Schlammfilterungsverfahren 12 von 16A entweder mit der Schlammfilterungsphase 12b von 16B oder der Schlammfilterungsphase 12c von 16C ausgeführt
werden. Optional können
eine oder mehrere der Techniken, die in den 16A bis C
dargestellt sind, während
der Schlammfilterungsphase ausgeführt werden.As in the pressure curve of 14A can be shown, the sludge filtering process 12 from 16A either with the sludge filtering phase 12b from 16B or the sludge filtering phase 12c from 16C be executed. Optionally, one or more of the techniques described in the 16A to C are shown during the mud filtering phase.
Die
Schlammfilterung betrifft die Filterung des Basisfluids des Schlamms
durch einen Filterkuchen, der an der Bohrlochwand abgelagert ist,
und die Bestimmung der volumetrischen Rate der Filterung bei den
vorhandenen Bohrlochbedingungen. Unter der Annahme, dass die Filterkucheneigenschaften
während
der Prüfung
unverändert
bleiben, wird die Filterungsrate durch den Filterkuchen durch den
folgenden einfachen Ausdruck angegeben: qf = CmVtp . (22)wobei
Vt das Gesamtvolumen des eingeschlossenen
Schlamms (cm3) ist und qf die
Schlammfilterungsrate (cm3/s) repräsentiert;
Cm repräsentiert
die Schlammkomprimierbarkeit (1/bar, 1/psi) (wobei Cm während der modifizierten
Schlammkomprimierbarkeitsprüfung 11a bestimmt
oder eingegeben wird); p . repräsentiert
die Rate der Druckabnahme (bar/s, psi/s), die während 730 und 750 von 14 gemessen wird. Das Volumen Vt in Gleichung (22) ist eine Darstellung
des Volumens der Durchflussleitung, das zwischen den Ventilen 121a, 124a und 128a enthalten
ist, wie in 4 gezeigt ist.Sludge filtering involves filtering the base fluid of the sludge through a filter cake deposited on the wellbore wall and determining the volumetric rate of filtration at the existing wellbore conditions. Assuming that the filter cake properties remain unchanged during the test, the filtration rate through the filter cake is indicated by the following simple expression: q f = C m V t p. (22) where V t is the total volume of trapped sludge (cm 3 ) and q f represents the sludge filtering rate (cm 3 / s); C m represents the sludge compressibility (1 / bar, 1 / psi) (where C m is during the modified sludge compressibility test 11a determined or entered); p. represents the rate of pressure decrease (bar / s, psi / s) during 730 and 750 from 14 is measured. The volume V t in equation (22) is a representation of the volume of the flow line that is between the valves 121 . 124a and 128a is included as in 4 is shown.
Bei
Filterkuchen, die beim Abdichten der Bohrlochwand ineffizient sind,
kann die Rate der Schlammfilterung ein wesentlicher Anteil der Vorprüfkolbenrate
während
der Dekompression der Durchflussleitung in der Untersuchungsphase
sein und kann dann, wenn sie nicht berücksichtigt wird, zu einem Fehler
bei dem Punkt führen,
der als der Punkt der Auslösung
einer Strömung
aus der Formation 34 in 7 erfasst
wird. Der Anstieg a der Linie mit festem Anstieg, der während der
Dekompressionsphase der Durchflussleitung verwendet wird, um den
Punkt der Auslösung
einer Strömung
aus der Formation zu erfassen, d. h. der Abweichungspunkt 34 von 7,
wird unter diesen Umständen
unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt: wobei V(0) das Durchflussleitungsvolumen
am Beginn der Ausdehnung ist, Cm ist die
Schlammkomprimierbarkeit, qp ist die Kolbendekompressionsrate,
qf ist die Rate der Filterung aus der Durchflussleitung
durch den Filterkuchen in die Formation und p+ ist
der scheinbare Druck bei der Auslösung des Expansionsprozesses,
der, wie oben erläutert
wurde, während
des Prozesses der Bestimmung des Abweichungspunkts 34 bestimmt
wird.For filter cakes that are inefficient at sealing the borehole wall, the rate of mud filtration may be a significant proportion of the pretest rate during decompression of the flow line in the assay phase and, if not taken into account, may result in an error at the point called the point of triggering a flow from the formation 34 in 7 is detected. The slope a of the fixed slope line used during the decompression phase of the flow line to detect the point of initiation of flow from the formation, ie the point of departure 34 from 7 is determined under these circumstances using the following equation: where V (0) is the flow line volume at the beginning of expansion, C m is the sludge compressibility, q p is the piston decompression rate, q f is the rate of filtration from the flow line through the filter cake into the formation and p + is the apparent pressure at the Initiate the expansion process, which, as explained above, during the process of determining the point of departure 34 is determined.
Nachdem
die Filterkuchen-Filterungsrate qf und die
Schlammkomprimierbarkeit Cm bestimmt wurden, kann
fortgefahren werden, den Formationsdruck aus der Untersuchungsphase 13 unter
solchen Umständen zu
schätzen,
bei denen eine Filterung durch den Filterkuchen wesentlich ist.After the filter cake filtration rate q f and the sludge compressibility C m have been determined, it is possible to continue the formation pressure from the investigation phase 13 in circumstances where filtration through the filter cake is essential.
Ausführungsformen
der Erfindung können
vorzugsweise so implementiert werden, dass sie automatisch ausgeführt werden.
Sie können
außerdem
sowohl bei Bohrloch-Bohrwerkzeugen als auch bei einer leitungsgestützten Formationsprüfeinrichtung
angewendet werden, die durch einen Typ des Arbeitsstrangs, wie etwa
ein Bohrstrang, ein Leitungskabel, eine zusammengefügte Rohrleitung
oder eine Rohrschlange, transportiert wird. Verfahren der Erfindung
ermöglichen
vorteilhaft, dass Bohrloch-Bohrwerkzeuge eine zeitlich eingeschränkte Formationsprüfung äußerst wirkungsvoll
in der Weise ausführen,
dass potentielle Probleme, die mit einem angehaltenen Bohrwerkzeug
verbunden sind, minimal gemacht oder vermieden werden können.embodiments
of the invention
preferably be implemented so that they are executed automatically.
You can
Furthermore
both borehole drilling tools and a wireline formation tester
applied by a type of work string, such as
a drill string, a conduit, an assembled pipeline
or a coil, is transported. Process of the invention
enable
advantageous that borehole boring tools a time limited formation test extremely effective
execute in the way
that potential problems with a stopped drilling tool
connected, minimized or avoided.
Eine
weitere Ausführungsform
zum Ausführen
der Messungen der Unter suchungsphase wird unter Bezugnahme auf die 17A, 17B und 18 beschrieben.
Vor dem Einstellen der Formationsprüfeinrichtung 805 wird
vorzugsweise die Schlammkomprimierbarkeit in der oben beschriebenen
Weise bestimmt (nicht gezeigt). Nach der Bestimmung der Schlammkomprimierbarkeit
und vor der Einstellung der Formationsprüfeinrichtung, ist der durch
das Werkzeug gemessene Druck der Bohrlochfluiddruck oder der hydrostatische Schlammdruck 801.
Nachdem das Werkzeug eingestellt wurde 805, wird der Vorprüfkolben 118a aktiviert 810, wie
in 4 gezeigt ist, um Fluid mit einer genauen und
festen Rate anzusaugen, um einen festgelegten Druckabfall 814 in
einer gewünschten
Zeit tpi zu erreichen 815. Es ist
zu bevorzugen, dass der gewünschte Druckabfall
(Δp) in
der gleichen Größenordnung
liegt, jedoch kleiner als der bei dieser Tiefe erwartete vorherrschende
Druck ist, wenn der vorherrschende Druck näherungsweise bekannt ist. Der
vorherrschende Druck ist die Druckdifferenz zwischen dem hydrostatischen
Schlammdruck und dem Formationsdruck. Alternativ kann der gewünschte Druckabfall
(Δp) eine
bestimmte Größe haben
(z. B. 20,7 bar, 300 psi), die größer ist als der erwartete Maximalwert
des "Strömungsauslösungsdrucks" (z. B. 13,8 bar,
200 psi). Ob der tatsächliche Formationsdruck
in diesem Bereich liegt, ist für
die Ausführungsformen
der Erfindung unerheblich. Deswegen wird in der folgenden Beschreibung
angenommen, dass der Formationsdruck nicht in dem Bereich liegt.Another embodiment for carrying out the measurements of the examination phase will be described with reference to FIGS 17A . 17B and 18 described. Before setting the formation tester 805 Preferably, the sludge compressibility is determined in the manner described above (not shown). After determining the sludge compressibility and prior to setting the formation tester, the pressure measured by the tool is the well fluid pressure or the hydrostatic mud pressure 801 , After the tool has been adjusted 805 , becomes the pre-test piston 118a activated 810 , as in 4 is shown to draw fluid at a precise and fixed rate to a specified pressure drop 814 to reach t pi in a desired time 815 , It is preferable that the desired pressure drop (Δp) be on the same order of magnitude but less than the prevailing pressure expected at that depth when the prevailing pressure is approximately known. The prevailing pressure is the pressure difference between the hydrostatic mud pressure and the formation pressure. Alternatively, the desired pressure drop (Δp) may be of a particular magnitude (eg, 20.7 bar, 300 psi) that is greater than the expected maximum value of the "flow release pressure" (eg, 13.8 bar, 200 psi). , Whether the actual formation pressure is in this range is irrelevant to the embodiments of the invention. Therefore, in the following description, it is assumed that the formation pressure is not within the range.
In Übereinstimmung
mit Ausführungsformen
der Erfindung kann die Kolbenabsenkrate, um diesen begrenzten Druckabfall
(Δp) zu
erreichen, geschätzt
werden aus wobei
Cm die Komprimierbarkeit des Durchflussleitungsfluids
ist, von dem angenommen wird, dass es gleich dem Bohrlochfluid ist;
Vt ist das Volumen des in der Durchflussleitung 103a zwischen
den in 4 gezeigten Ventilen 121a, 124a und 128a eingeschlossenen
Fluids; Δp
ist der gewünschte
Druckabfall und tpi ist die Dauer der Vorprüfungsdruckabsenkung.In accordance with embodiments of the invention, to achieve this limited pressure drop (Δp), the piston lowering rate may be estimated where C m is the compressibility of the flowline fluid, which is assumed to be equal to the wellbore fluid; V t is the volume of the flow line 103a between the in 4 shown valves 121 . 124a and 128a enclosed fluid; Δp is the desired pressure drop and t pi is the duration of the pre-test pressure drop.
In
den 17A, 17B und 18 umfasst
ein Verfahren zum Ausführen
einer Untersuchungsphase 13b gemäß Ausführungsform der Erfindung den
Schritt des Beginnens der Druckabsenkung 810 und des Ausführens einer
gesteuerten Druckabsenkung 814. Es ist zu bevorzugen, dass
die Kolbendruckabsenkungsrate genau gesteuert wird, so dass der
Druckabfall und die Rate der Druckänderung genau gesteuert werden können. Es
ist jedoch notwendig, die Vorprüfung
(Kolbendruckabsenkung) bei geringen Raten auszuführen. Wenn der vorgeschriebene
inkrementale Druckabfall (Δp)
erreicht wurde, wird der Vorprüfkolben
angehalten und die Druckabsenkung wird beendet 816. Anschließend wird
zugelassen, dass sich der Druck während einer Periode t0 i 818 ausgleicht 817,
die länger
sein kann als die Druckabsenkungsperiode tpi 817,
z. B. t0 i = 2 tpi Nachdem sich der Druck ausgeglichen hat,
wird der stabilisierte Druck am Punkt 820 mit dem Druck
am Beginn der Druckabsenkung am Punkt 810 verglichen. An
diesem Punkt wird eine Entscheidung getroffen, ob der Zyklus wiederholt
wird, dargestellt als 819 in 18. Das
Kriterium für
die Entscheidung besteht darin, ob der ausgeglichene Druck (z. B.
am Punkt 820) sich von dem Druck am Beginn der Druckabsenkung
(z. B. am Punkt 810) um einen Betrag unterscheidet, der
mit dem erwarteten Druckabfall (Δp)
im Wesentlichen übereinstimmt. Wenn
das der Fall ist, wird anschließend
dieser Durchflussleitungs-Ausdehnungszyklus wiederholt.In the 17A . 17B and 18 includes a method for performing an examination phase 13b according to embodiment of the invention, the step of starting the pressure reduction 810 and of Execution of a controlled pressure reduction 814 , It is preferable that the piston pressure decreasing rate is accurately controlled so that the pressure drop and the rate of pressure change can be accurately controlled. However, it is necessary to carry out the preliminary test (piston pressure reduction) at low rates. When the prescribed incremental pressure drop (Δp) has been reached, the pilot check piston is stopped and the pressure reduction is stopped 816 , Subsequently, it is allowed that the pressure during a period t 0 i 818 compensates 817 , which may be longer than the pressure reduction period t pi 817 , z. B. t 0 i = 2 t pi After the pressure has equalized, the stabilized pressure at the point 820 with the pressure at the beginning of the pressure drop at the point 810 compared. At this point, a decision is made as to whether the cycle is repeated, represented as 819 in 18 , The criterion for the decision is whether the balanced pressure (eg at the point 820 ) from the pressure at the beginning of the pressure reduction (eg at the point 810 ) differs by an amount that substantially matches the expected pressure drop (Δp). If so, then this flow line expansion cycle is repeated.
Um
den Durchflussleitungs-Ausdehnungszyklus zu wiederholen, wird z.
B. der Vorprüfkolben
erneut aktiviert und der Druckabsenkungszyklus wird in der beschriebenen
Weise wiederholt, d. h. Auslösung
der Vorprüfung 820,
Druckabsenkung 824 um genau den gleichen Betrag (Δp) bei im
Wesentlichen der gleichen Rate und Dauer 826 wie bei dem
vorhergehenden Zyklus, Beendigung der Druckabsenkung 825 und
Stabilisierung 830. Die Drücke 820 und 830 werden
wiederum verglichen, um zu entscheiden, ob der Zyklus wiederholt
wird. Wie in 17A gezeigt ist, sind die Drücke wesentlich
verschieden und stimmen im Wesentlichen mit dem erwarteten Druckabfall
(Δp), der
sich aus der Ausdehnung des Fluids in der Durchflussleitung ergibt, überein. Deswegen
wird der Zyklus 830–834–835–840 wiederholt.
Der Zyklus der "Durchflussleitungsausdehnung" wird wiederholt,
bis der Unterschied zwischen aufeinander folgenden stabilisierten
Drücken
wesentlich kleiner ist als der beaufschlagte/vorgeschriebene Druckabfall
(Δp), der
z. B. in den 17A als 840 und 850 gezeigt
ist.To repeat the flow line expansion cycle, e.g. B. the pilot piston is reactivated and the pressure reduction cycle is repeated in the manner described, ie triggering the preliminary test 820 , Pressure reduction 824 by exactly the same amount (Δp) at substantially the same rate and duration 826 as in the previous cycle, completion of the pressure reduction 825 and stabilization 830 , The pressures 820 and 830 are again compared to decide if the cycle is repeated. As in 17A As shown, the pressures are substantially different and substantially coincide with the expected pressure drop (Δp) resulting from the expansion of the fluid in the flow line. That's why the cycle becomes 830 - 834 - 835 - 840 repeated. The cycle of "flow line expansion" is repeated until the difference between successive stabilized pressures is substantially less than the applied / prescribed pressure drop (Δp), e.g. Tie 17A when 840 and 850 is shown.
Nachdem
der Unterschied zwischen aufeinander folgenden stabilisierten Drücken wesentlich
kleiner als der beaufschlagte/vorgeschriebene Druckabfall (Δp) ist, kann
der Zyklus "Durchflussleitungsausdehnung" noch einmal wiederholt
werden, wie in 17A als 850–854–855–860 gezeigt
ist. Wenn die stabilisierten Drücke
bei 850 und 860 im Wesentlichen übereinstimmen
und z. B. innerhalb eines kleinen Vielfachen des Werts der Wiederholgenauigkeit
der Messeinrichtung liegen, wird der größere der beiden Werte als die
erste Schätzung
des Formationsdrucks verwendet. Ein Fachmann wird anerkennen, dass
die in den 17A, 17B und 18 gezeigten
Prozesse lediglich zur Veranschaulichung dienen. Ausführungsformen
der Erfindung sind nicht darauf beschränkt, wie viele Zyklen der Durchflussleitungsausdehnung
ausgeführt
werden. Nachdem der Unterschied zwischen aufeinander folgenden stabilisierten
Drücken
wesentlicher kleiner als der beaufschlagte/vorgeschriebene Druckabfall
(Δp) ist,
ist es dagegen wahlweise möglich,
den Zyklus einmal oder mehrmals zu wiederholen.Since the difference between successive stabilized pressures is substantially less than the applied / prescribed pressure drop (Δp), the cycle "flow line expansion" may be repeated again, as in FIG 17A when 850 - 854 - 855 - 860 is shown. When the stabilized pressures at 850 and 860 essentially match and z. For example, are within a small multiple of the value of repeatability of the meter, the larger of the two values is used as the first estimate of the formation pressure. A specialist will recognize that in the 17A . 17B and 18 shown processes are merely illustrative. Embodiments of the invention are not limited to how many cycles of flowline expansion are performed. On the other hand, after the difference between successive stabilized pressures is significantly smaller than the applied / prescribed pressure drop (Δp), it is alternatively possible to repeat the cycle one or more times.
Der
Punkt, an dem der Übergang
von der Ausdehnung des Durchflussleitungsfluids zur Strömung aus der
Formation erfolgt, ist in 17A als 800 gekennzeichnet.
Wenn die Drücke
bei 850 und 860 am Ende der zugewiesenen Stabilisierungsdauer übereinstimmen,
kann es vorteilhaft zugelassen werden, dass sich der Druck 860 weiterhin
aufbaut und die in den vorhergehenden Abschnitten beschriebenen
Prozeduren (siehe die Beschreibung für 8) zu verwenden,
um den Druckaufbau zu beenden, um eine bessere erste Schätzung des
Formationsdrucks zu erhalten. Der Prozess, durch den die Entscheidung
erfolgt, um entweder die Untersuchungsphase fortzusetzen oder die
Messphase auszuführen, 864–868–869,
um eine endgültige
Schätzung des
Formationsdrucks 870 zu erhalten, ist in den vorhergehenden
Abschnitten beschrieben worden. Nachdem die Messphase abgeschlossen
wurde 870, wird der Messfühler von der Bohrlochwand gelöst und der
Druck kehrt innerhalb einer Zeitperiode 895 zu dem Bohrlochdruck 874 zurück und erreicht
bei 881 einen stabilen Wert.The point at which the transition from the expansion of the flowline fluid to the flow out of the formation occurs is in FIG 17A when 800 characterized. When the pressures at 850 and 860 match at the end of the assigned stabilization period, it can be advantageously allowed that the pressure 860 continues to build and the procedures described in the previous sections (see the description for 8th ) to complete the pressure build-up to get a better first estimate of the formation pressure. The process by which the decision is made either to continue the investigation phase or to execute the measurement phase, 864 - 868 - 869 to get a final estimate of the formation pressure 870 to obtain, has been described in the previous sections. After the measurement phase has been completed 870 , the probe is released from the borehole wall and the pressure returns within a period of time 895 to the borehole pressure 874 back and reached at 881 a stable value.
Nachdem
eine erste Schätzung
des Formationsdrucks und der Formationsmobilität in der Untersuchungsphase 13b,
die in den 17A und 18 gezeigt
ist, erhalten wurde, werden die auf diese Weise erhaltenen Parameter
verwendet, um die Vorprüfparameter
der Messphase 14 zu bilden, die genauere Formationsparameter
innerhalb der zugewiesenen Zeit für die Prüfung erzeugen werden. Die Prozeduren
zum Verwenden der in der Untersuchungsphase 13b erhaltenen
Parameter, um die Vorprüfparameter
der Messphase 14 zu entwerfen, sind in den vorhergehenden
Abschnitten beschrieben worden.After a first estimate of formation pressure and formation mobility in the investigation phase 13b that in the 17A and 18 is obtained, the parameters thus obtained are used to determine the pre-test parameters of the measurement phase 14 which will produce more accurate formation parameters within the allocated time for the test. The procedures for using in the examination phase 13b received parameter to the pre-test parameters of the measurement phase 14 have been described in the previous sections.
In
den Ausführungsformen,
die in den 17A, 17B und 18 gezeigt
sind, ist die Größe des Druckabfalls
(Δp) während der
Durchflussleitungs-Ausdehnungsphase vorgeschrieben. In einer alternativen Ausführungsform,
die in den 19 und 20 gezeigt
ist, ist die Größe der Volumenzunahme
(ΔV) während der
Durchflussleitungs-Ausdehnungsphase vorgeschrieben. Bei dieser Ausführungsform
wird ein festes und genau geregeltes Volumen des Fluids (ΔV) bei jedem
Schritt bei einer gesteuerten Rate extrahiert, um einen Druckabfall
zu erzeugen, der aus der folgenden Schätzung geschätzt werden kann: In the embodiments included in the 17A . 17B and 18 are shown, the magnitude of the pressure drop (Δp) is prescribed during the flow line expansion phase. In an alternative embodiment, incorporated in the 19 and 20 is shown, the magnitude of the volume increase (ΔV) is prescribed during the flow line expansion phase. In this embodiment, a fixed and precisely controlled volume of fluid (.DELTA.V) is extracted at each controlled rate step by one step To generate pressure drop, which can be estimated from the following estimate:
Die
Prozeduren, die bei dieser Ausführungsform
verwendet werden, sind jenen ähnlich,
die für
die in den 17A, 17B und 18 gezeigten
Ausführungsformen
beschrieben wurden. Vor dem Einstellen der Formationsprüfeinrichtung
wird vorzugsweise die Schlammkomprimierbarkeit bestimmt (nicht gezeigt). Nach
der Bestimmung der Schlammkomprimierbarkeit und vor dem Einstellen
der Formationsprüfeinrichtung ist
der durch das Werkzeug gemessene Druck der Bohrlochdruck oder der
hydrostatische Schlammdruck 201.The procedures used in this embodiment are similar to those used for in the 17A . 17B and 18 shown embodiments have been described. Prior to setting the formation tester, sludge compressibility is preferably determined (not shown). After determining the sludge compressibility and before setting the formation tester, the pressure measured by the tool is the wellbore pressure or the hydrostatic mud pressure 201 ,
In
den 19A, 19B und 20 wird
der in 4 gezeigte Vorprüfkolben 118a aktiviert,
nachdem das Werkzeug eingestellt wurde 205. Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ausführen einer Untersuchungsphase 13c die
Schritte des Beginnens der Druckabsenkung 210, und des Ansaugens
von Fluid bei einer genauen und festen Rate 214, bis das
Volumen der Vorprüfkammer 114a um den
vorgeschriebenen Betrag ∆V
vergrößert ist.
Die inkrementale Änderung
des Volumens der Vorprüfkammer kann
z. B. in der Größenordnung
von 0,2 bis 1 cm3 liegen. Ein Fachmann wird
anerkennen, dass der Betrag der vorgeschriebenen Volumenvergrößerung (ΔV) nicht
auf diese beispielhaften Volumen beschränkt ist und gemäß dem Gesamtvolumen
des eingeschlossenen Fluids gewählt
werden sollte. Die resultierende Ausdehnung des Durchflussleitungsfluids
erzeugt einen Druckabfall in der Durchflussleitung.In the 19A . 19B and 20 will the in 4 shown pre-test piston 118a activated after the tool has been set 205 , According to one embodiment of the invention, a method comprises carrying out an examination phase 13c the steps of starting the pressure reduction 210 , and the suction of fluid at a precise and fixed rate 214 until the volume of the pre-test chamber 114a increased by the prescribed amount .DELTA.V. The incremental change in the volume of the pre-test chamber may, for. B. in the order of 0.2 to 1 cm 3 . One skilled in the art will appreciate that the amount of prescribed volume increase (ΔV) is not limited to these exemplary volumes and should be selected according to the total volume of trapped fluid. The resulting expansion of the flowline fluid creates a pressure drop in the flowline.
Wenn
die vorgeschriebene Vergrößerung des
Vorprüfkammervolumens
erreicht wurde, wird der Vorprüfkolben 118a angehalten
und die Druckabsenkung wird beendet 215. Es wird dann zugelassen,
dass sich der Druck in der Durchflussleitung während einer Periode toi 218 ausgleicht 217,
die länger
als die Druckabsenkperiode tqi 216 ist,
z. B. toi = 2 tqi.
Nachdem sich der Druck stabilisiert hat (in 19A am
Punkt 220 gezeigt), wird eine Entscheidung getroffen, ob
der Zyklus "Durchflussleitungsausdehnung" 219 wiederholt
wird (in 20 gezeigt). Das Kriterium für die Entscheidung
ist ähnlich
dem Kriterium, das für
die in den 17A und 18 gezeigten
Ausführungsformen
beschrieben wurde. Das heißt,
wenn sich der Druck nach der Stabilisierung oder nach dem Ausgleich
(z. B. am Punkt 220) wesentlich von dem Druck am Beginn
der Druckabsenkung (z. B. am Punkt 210) unterscheidet und
die Druckdifferenz mit dem erwarteten Druckabfall, der sich aus
der Ausdehnung des Fluids in der Durchflussleitung ergibt, im Wesentlichen übereinstimmt,
wird der Zyklus "Durchflussleitungsausdehnung" wiederholt.When the prescribed magnification of the pre-test chamber volume has been reached, the pre-test piston becomes 118a stopped and the pressure reduction is stopped 215 , It is then allowed that the pressure in the flow line during a period, t oi 218 compensates 217 which is longer than the pressure reduction period t qi 216 is, for. B. t oi = 2 t qi . After the pressure has stabilized (in 19A at the point 220 a decision is made as to whether the cycle "flow line expansion" 219 is repeated (in 20 shown). The criterion for the decision is similar to the criterion used in the 17A and 18 shown embodiments has been described. That is, when the pressure is after stabilization or after equalization (eg at point 220 ) substantially from the pressure at the beginning of the pressure reduction (eg at the point 210 ) and the pressure difference substantially matches the expected pressure drop resulting from the expansion of the fluid in the flow line, the "flow line expansion" cycle is repeated.
Um
den Zyklus "Durchflussleitungsausdehnung" zu wiederholen,
wird z. B. der Vorprüfkolben
erneut aktiviert 220, die Durchflussleitung wird genau
um das gleiche Volumen ∆V
ausgedehnt 224 und es wird zugelassen, dass sich der Druck
stabilisiert 230. Wenn die Drücke bei 220 und 230 wiederum
bedeutend unterschiedlich sind und mit dem erwarteten Druckabfall,
der sich aus der Ausdehnung des Fluids in der Durchflussleitung
ergibt, im Wesentlichen übereinstimmen,
wird der Zyklus wiederholt, z. B. 230–234–235–240.
Der Zyklus "Durchflussleitungsaus dehnung" wird wiederholt,
bis der Unterschied von aufeinander folgenden stabilisierten Drücken, z.
B. die Drücke
bei 230 und 240, die in 19A gezeigt
sind, wesentlich kleiner ist als der erwartete Druckabfall infolge
der Ausdehnung des Fluids in der Durchflussleitung.To repeat the cycle "flow line expansion", z. B. the pretest activated again 220 , the flow line is extended by exactly the same volume ΔV 224 and the pressure is allowed to stabilize 230 , When the pressures at 220 and 230 again are significantly different and substantially coincide with the expected pressure drop resulting from the expansion of the fluid in the flow line, the cycle is repeated, e.g. B. 230 - 234 - 235 - 240 , The cycle "flow line expansion" is repeated until the difference of successive stabilized pressures, e.g. B. the pressures at 230 and 240 , in the 19A are significantly smaller than the expected pressure drop due to the expansion of the fluid in the flow line.
Nachdem
der Unterschied von aufeinander folgenden stabilisierten Drücken wesentlich
kleiner als der erwartete Druckabfall ist, kann der Zyklus "Durchflussleitungsausdehnung" noch einmal wiederholt
werden, wie in 19A mit 240–244–245–250 gezeigt
ist. Wenn die stabilisierten Drücke
bei 240 und 250 im Wesentlichen übereinstimmen,
wird der Größere der
beiden Werte verwendet, um den ersten Schätzwert des Formationsdrucks
zu repräsentieren.
Ein Fachmann wird anerkennen, dass die in den 19A, 19B und 20 gezeigten
Prozesse lediglich zur Erläuterung
dienen. Ausführungsformen
der Erfindung sind nicht darauf beschränkt, wie viele Zyklen "Durchflussleitungsausdehnung" ausgeführt werden.
Nachdem der Unterschied von aufeinander folgenden stabilisierten
Drücken
wesentlich kleiner als der erwartete Druckabfall ist, ist es ferner optional,
den Zyklus einmal oder mehrmals zu wiederholen.After the difference of successive stabilized pressures is substantially less than the expected pressure drop, the "flow line expansion" cycle can be repeated again, as in FIG 19A With 240 - 244 - 245 - 250 is shown. When the stabilized pressures at 240 and 250 are substantially the same, the greater of the two values is used to represent the first estimate of the formation pressure. A specialist will recognize that in the 19A . 19B and 20 shown processes are merely illustrative. Embodiments of the invention are not limited to how many "flowline expansion" cycles are performed. Further, since the difference of successive stabilized pressures is substantially less than the expected pressure drop, it is optional to repeat the cycle one or more times.
Der
Punkt, an dem der Übergang
von der Fluidausdehnung der Durchflussleitung zur Strömung aus der
Formation stattfindet, ist in 19A als 300 gekennzeichnet.
Wenn die Drücke
bei 240 und 250 am Ende der zugewiesenen Stabilisierungszeit
innerhalb einer ausgewählten
Grenze übereinstimmen
(z. B. ein kleines Vielfaches des Wertes der Wiederholgenauigkeit
der Messeinrichtung), kann es vorteilhaft sein zuzulassen, dass
sich der Druck bei 250 weiter aufbaut und die in den vorhergehenden
Abschnitt (siehe 8) offenbarte Prozedur zu verwenden,
um den Druckaufbau zu beenden, um eine bessere erste Schätzung des
Formationsdrucks zu erhalten. Der Prozess, durch den die Entscheidung
zur Fortsetzung der Untersuchungsphase oder zur Ausführung der
Messphase erfolgt, 250–258–259–260,
um eine abschließende
Schätzung
des Formationsdrucks zu erhalten 260, ist in den vorhergehenden
Abschnitten beschrieben. Nachdem die Messphase beendet ist 260,
wird der Messfühler
von der Bohrlochwand gelöst
und der Druck kehrt innerhalb einer Zeitperiode 295 zum
Bohrlochdruck zurück 264 und
erreicht bei 271 einen stabilen Wert.The point at which the transition from the fluid expansion of the flow line to the flow from the formation takes place is in FIG 19A when 300 characterized. When the pressures at 240 and 250 at the end of the allocated stabilization time within a selected limit (eg a small multiple of the value of the repeatability of the meter), it may be advantageous to allow the pressure to increase 250 continues to build and the in the previous section (see 8th ) to terminate the pressure build-up to obtain a better first estimate of the formation pressure. The process by which the decision is made to continue the investigation phase or to execute the measurement phase, 250 - 258 - 259 - 260 to get a final estimate of the formation pressure 260 , is described in the previous sections. After the measurement phase be ends 260 , the probe is released from the borehole wall and the pressure returns within a period of time 295 back to the borehole pressure 264 and reached at 271 a stable value.
Nachdem
ein erster Schätzwert
des Formationsdrucks und der Formationsmobilität in der Untersuchungsphase 13c,
die in den 19A und 20 gezeigt
ist, erhalten wurde, werden die auf diese Weise erhaltenen Parameter
verwendet, um die Vorprüfparameter
der Messphase 14 zu bilden, die genauere Formationsparameter
innerhalb der für
die Prüfung
zugewiesenen Zeit erzeugen. Die Prozeduren zum Verwenden der in
der Untersuchungsphase 13c erhaltenen Parameter, um die
Vorprüfungsparameter
der Messphase 14 zu entwerten, sind in den vorhergehenden
Abschnitten beschrieben worden.After a first estimate of the formation pressure and the formation mobility in the investigation phase 13c that in the 19A and 20 is obtained, the parameters thus obtained are used to determine the pre-test parameters of the measurement phase 14 which produce more accurate formation parameters within the time allocated for the test. The procedures for using in the examination phase 13c received parameters to the pre-test parameters of the measurement phase 14 have been described in the previous sections.
In
einem vorhergehenden Abschnitt wurden Verfahren zum Bestimmen der
Schlammkomprimierbarkeit dargestellt. Die Schlammkomprimierbarkeit
ist abhängig
von der Zusammensetzung und der Temperatur und des Drucks des Fluids.
Folglich ändert
sich die Schlammkomprimierbarkeit häufig mit der Tiefe. Es ist
deshalb erwünscht,
die Schlammkomprimierbarkeit vor Ort an einer Stelle zu messen,
die nahe an der Stelle liegt, wo die Prüfung ausgeführt werden soll. Wenn die Werkzeugkonfiguration
es nicht zulässt,
dass die Schlammkomprimierbarkeit in der oben beschriebenen Weise
bestimmt wird, kann die Schlammkomprimierbarkeit vor Ort durch alternative
Verfahren geschätzt
werden, die im Folgenden beschrieben werden.In
In a previous section, methods for determining the
Mud compressibility shown. The sludge compressibility
depends on
on the composition and the temperature and pressure of the fluid.
Consequently, changes
Mudcom compressibility often coincides with depth. It is
therefore desirable
measure the sludge compressibility on site in one place
which is close to where the test should be carried out. If the tool configuration
it does not allow
that the sludge compressibility in the manner described above
Sludge compressibility can be determined locally by alternative
Procedure appreciated
will be described below.
In
einem Verfahren gemäß Ausführungsformen
der Erfindung kann die Formationsprüfeinrichtung in ein Gehäuse, z.
B. nahe an dem Gehäusekörper eingesetzt
werden, um eine Fluidabdichtung mit dem Gehäuse herzustellen. Eine Kompression
und Dekompression des in der Durchflussleitung der Prüfeinrichtung
eingeschlossenen Bohrlochfluids wird mittels des in 4 gezeigten
Vorprüfkolbens 118a ausgeführt. Prozeduren
zum Ausführen
der Prüfung
der Schlammkomprimierbarkeit sind oben unter Bezugnahme auf die 11A und 11B beschrieben.
Nachdem die Vorprüfkolbenrate
qp, die Rate der Druckänderung p . und das eingeschlossene
Volumen V bekannt sind, kann die Schlammkomprimierbarkeit aus Cm = –qp/(Vp .) bestimmt werden.In a method according to embodiments of the invention, the formation testing device may be housed in a housing, e.g. B. can be used close to the housing body to produce a fluid seal with the housing. Compression and decompression of the borehole fluid trapped in the test facility's flow line is accomplished by means of the in-hole borehole fluid 4 shown Vorprüfkolbens 118a executed. Procedures for carrying out the mud compressibility test are described above with reference to FIGS 11A and 11B described. After the pilot check rate q p , the rate of pressure change p. and the trapped volume V are known, the sludge compressibility can be determined from C m = -q p / (Vp.).
Bei
dieser besonderen Ausführungsform
kann die wahre vertikale Tiefe (und somit die Temperatur und der
Druck), bei der die Komprimierbarkeitsmessung ausgeführt wird,
sich im Wesentlichen von der Tiefe unterscheiden, in der der Formationsdruck
gemessen werden soll. Da die Komprimierbarkeit von Bohrfluiden durch
Temperatur und Druck beeinflusst wird, wäre es erforderlich, bei der
auf diese Weise gemessenen Komprimierbarkeit eine Korrektur anzuwenden,
um die Komprimierbarkeit des Bohrschlamms in der Tiefe, in der die
Prüfung
ausgeführt
werden soll, zu schätzen.at
this particular embodiment
can the true vertical depth (and thus the temperature and the
Pressure) at which the compressibility measurement is performed,
differ essentially from the depth in which the formation pressure
to be measured. As the compressibility of drilling fluids through
Temperature and pressure is affected, it would be necessary at the
applying compressibility measured in this way,
to the compressibility of the drilling mud in the depth, in which the
exam
accomplished
should be appreciated.
In
einem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Informationen des Bohrlochdrucks und der Bohrlochtemperatur
erfasst, bevor die Messung z. B. am Punkt 801, der in 17A gezeigt ist, unter Verwendung von herkömmlichen
Druck- und Temperatursensoren beginnt. Auf der Grundlage von bekannten Bohrschlammeigenschaften
und Vorortmessungen von Temperatur und Druck können Diagramme, die in 21 gezeigt
sind, hergestellt werden, um Temperatur- und Druckkorrekturen auszuführen. Alternativ
können
analytische Verfahren, die in der Technik bekannt sind, verwendet
werden, um Korrekturfaktoren zu berechnen, die dann, wenn sie auf
die ursprüngliche
Komprimierbarkeitsmessung angewendet werden, die tatsächliche
Komprimierbarkeit des Durchflussleitungsfluids in der Tiefe liefert,
in der der Formationsdruck gemessen werden soll. Siehe z. B. E.
Kartstad und B. S. Aadnoy, "Density
Behavior of Drilling Fluids During High Pressure High Temperature
Drilling Operations",
IADC/SPE-Dokument 47806, 1998.In a method according to the present invention, information of the wellbore pressure and the wellbore temperature are detected before the measurement z. At the point 801 who in 17A begins using conventional pressure and temperature sensors. Based on well - known drilling mud characteristics and on - site measurements of temperature and pressure, diagrams can be drawn in 21 shown to be made to perform temperature and pressure corrections. Alternatively, analytical techniques known in the art may be used to calculate correction factors that, when applied to the original compressibility measurement, provide the actual compressibility of the flowline fluid at the depth at which the formation pressure is to be measured. See, for example, BE Kartstad and BS Aadnoy, "Density Behavior of Drilling Fluids During High Pressure High Temperature Drilling Operations", IADC / SPE Document 47806, 1998.
In
einem weiteren Verfahren gemäß Ausführungsform
der Erfindung wird die Komprimierbarkeit einer Oberflächenprobe
(z. B. eines Schlammspritzers) über
den Bereich der erwarteten Bedingungen von Bohrlochtemperatur und
Bohrlochdruck gemessen. Eine Schätzung
der Vorort-Schlammkomprimierbarkeit unter den Bohrlochbedingungen
kann dann aus bekannten Beziehungen zwischen der Schlammdichte,
dem Schlammdruck und der Schlammtemperatur gemäß Verfahren, die in der Technik
bekannt sind, geschätzt
werden. Siehe z. B. 21 sowie E. Kartstad und B.
S. Aadnoy, "Density
Behavior of Drilling Fluids During High Pressure High Temperature
Drilling Operations",
IADC/SPE-Dokument 47806, 1998.In another method according to an embodiment of the invention, the compressibility of a surface sample (eg, a slurry spatter) is measured over the range of expected wellbore temperature and wellbore pressure conditions. An estimate of on-site mud compressibility under well conditions may then be estimated from known relationships between mud density, mud pressure, and mud temperature according to methods known in the art. See, for example, B. 21 and E. Kartstad and BS Aadnoy, "Density Behavior of Drilling Fluids During High Pressure High Temperature Drilling Operations", IADC / SPE Document 47806, 1998.
21 stellt
eine typische Beziehung zwischen der Fluidkomprimierbarkeit (Cm) und dem Fluiddruck (p) für Schlämme auf Ölbasis und
Wasserbasis dar. Die durchgehende Linie 10 stellt die Änderung
der Schlammkomprimierbarkeit mit dem Bohrlochdruck für einen
typischen Schlamm auf Ölbasis
dar. Die gestrichelte Linie 11 stellt die entsprechende Änderung
der Schlammkomprimierbarkeit für
einen typischen Schlamm auf Wasserbasis dar. Die Komprimierbarkeit
des Schlamms auf Ölbasis
an der Oberfläche
wird durch das Bezugszeichen 7 repräsentiert. Die Komprimierbarkeit
des Schlamms auf Ölbasis
an dem Gehäusekörper ist
durch das Bezugszeichen 8 repräsentiert. Die Komprimierbarkeit
des Schlamms auf Ölbasis
bei einer vorgegebenen Messtiefe unter dem Gehäusekörper ist durch das Bezugszeichen 9 repräsentiert.
Die Komprimierbarkeitskorrektur ∆C repräsentiert die Differenz zwischen
der Komprimierbarkeit des Schlamms auf Ölbasis an dem Gehäusekörper 8 und
in der Messtiefe 9. Die Komprimierbarkeitsmessung, die
an dem Gehäusekörper 8 ausgeführt wird,
kann durch die Komprimierbarkeitskorrektur ∆C eingestellt werden,
um die Komprimierbarkeit in der Messtiefe 9 zu bestimmen.
Wie durch die gestrichelte Linie 11 angegeben ist, kann die Änderung
der Komprimierbarkeit und die entsprechende Komprimierbarkeitskorrektur
für Schlämme auf Wasserbasis
weniger bedeutend sein als die Korrektur, die durch die durchgehende
Linie 10 für
Schlämme
auf Ölbasis
dargestellt ist. 21 represents a typical relationship between fluid compressibility (C m ) and fluid pressure (p) for oil-based and water-based muds. The solid line 10 represents the change in mud compressibility with well pressure for a typical oil-based mud. The dashed line 11 illustrates the corresponding change in sludge compressibility for a typical water based sludge. The compressibility of the oil based sludge at the surface is indicated by the reference numeral 7 represents. The compressibility of the oil-based slurry on the housing body is indicated by the reference numeral 8th represents. The compressibility of the oil-based mud at a given measurement depth below the housing body is indicated by the reference numeral 9 represents. The Compressibility correction .DELTA.C represents the difference between the compressibility of the oil-based slurry on the housing body 8th and in the measuring depth 9 , The compressibility measurement on the housing body 8th can be adjusted by the compressibility correction ΔC to the compressibility in the measurement depth 9 to determine. As by the dashed line 11 For example, the change in compressibility and the corresponding compressibility correction for water-based muds may be less significant than the correction made by the solid line 10 for oil-based sludge is shown.
Wie
oben angegeben wurde, kann die Schlammkomprimierbarkeit bei den
Bohrlochbedingungen, die entweder direkt vor Ort oder aus anderen
Messungen extrapoliert wird, in Ausführungsformen der Erfindung verwendet
werden, um die Genauigkeit der Schätzungen von Formationseigenschaften
aus der Untersuchungsphase und/oder der Messphase, wie z. B. in 11A gezeigt ist, zu verbessern.As noted above, mud compressibility at downhole conditions, which is extrapolated either directly on-site or from other measurements, may be used in embodiments of the invention to determine the accuracy of the estimation of formation properties from the assay phase and / or the measurement phase, such as. In 11A is shown to improve.
