AT525823B1 - Vorrichtung und Verfahren zur helikalen Bohrlochkartierung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur helikalen BohrlochkartierungInfo
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Abstract
Die Vorrichtung zur helikalen Bohrlochkartierung besteht aus einer Anordnung von Neutronenquellen, Zählrohr und Kollimator, welche innerhalb der Bohrlochverrohrung (Casing) in eine schraubenförmige Bewegung versetzt wird. Dadurch kann eine kontinuierliche Feststellung der Homogenität der Betonummantelung des Casings erreicht werden. Gemessen werden die, durch den im Beton vorhandenen Wasserstoff, rückgestreuten Neutronen. Um schräg rückgestreute Neutronen von der Erfassung auszublenden, ist dem Zählrohr ein wabenförmiger Neutronen-Sechseck- Kollimator vorgesetzt. Die Steuerung der in die Casings eintauchenden Anordnung erfolgt durch eine dafür entworfene Elektronik, unter Zuhilfenahme von FOGs, um eine absolute Azimutinformation zu erhalten. Die Auswertung der Messung (Neutronenlog) erfolgt an der Erdoberfläche in Echtzeit. Eine Kühlung der Anordnung sorgt für eine reibungslose Funktion auch bei größeren Tiefen und somit höheren Temperaturen. Der modulare Aufbau der Anordnung gewährleistet einen Einsatz in verschiedenen Rohrdurchmessern, sowie einen raschen Wechsel der Neutronenquellen, in Hinblick auf den Strahlenschutz.
Description
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VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HELIKALEN BOHRLOCHKARTIERUNG
[0001] In der Bohrlochtechnik allgemein, insbesondere jedoch in der Erdöl- und Erdgasfördertechnik, stellt die Kenntnis über die Integrität und Homogenität der Betonummantelung der Bohrlochverrohrung einen wesentlichen Faktor dar. Die derzeit angewendeten physikalischen und geologischen Untersuchungsmethoden liefern meistens nur ungefähre Aussagen an bestimmten diskreten Stellen.
[0002] Die Bohrlöcher werden derart vorangetrieben, dass ein System von Rohren (Casing), teleskopartig in einander geschoben, in das Bohrloch eingebracht werden kann. Dabei wird die Bohrlochgröße solange bis auf den äußersten Durchmesser der nächstkleineren Verrohrung angepasst, bis die gewünschte Bohrtiefe erreicht ist. Der Zwischenraum zwischen dem Casing und dem Bohrloch wird mit Beton aufgefüllt, um eine möglichst große Stabilität und Langzeitintegrität bei der Förderung zu erreichen. Dazu ist es notwendig, dass diese Betonummantelung möglichst homogen ausfällt.
[0003] Unter den dafür derzeit angewendeten Untersuchungsmethoden hat sich - insbesondere in der Erdöl- und Erdgasfördertechnik - die Messung von rückgestreuten thermischen Neutronen, durch den im Beton vorhandenen Wasserstoff, etabliert. Solche Untersuchungsmethoden werden beschrieben wie in: WO219033107 A1, US2020109622 A1, US2011238313 A1, GB2396908 A und CN102966343 A, wo teilweise sehr aufwendige ringförmige, bzw. übereinanderliegende Anordnungen, von Neutronenquellen und -detektoren in das Casing eingeführt werden, um eine azimutale Auflösung zu erzielen. Auch werden dabei die aus der Umgebung schräg einfallenden rückgestreuten Neutronen nicht ausgefiltert.
[0004] Die hier vorgestellte erfindungsgemäße Vorrichtung hingegen liefert eine präzisere Örtliche Aussage.
[0005] Erreicht wird dies durch Analyse thermischer Neutronen, welche durch den in der Betonhinterfüllung vorhandenen Wasserstoff rückgestreut werden. Ziel ist eine genaue und reproduzierbare Kartierung des Bohrlochs nach Winkel (Azimut) und Tiefe.
[0006] Dazu wird eine Anordnung von Neutronenquellen und eines Neutronendetektors in einer synchronisierten horizontalen Dreh- und vertikalen Hubbewegung (also prinzipiell entlang einer Schraubenlinie) durch das Casing geführt.
[0007] Um eine genauere Lokalisierung zu erreichen wird dem Neutronendetektor noch ein wabenförmiger Neutronen-Sechseckkollimator vorgeschaltet, damit wird die Erfassung der thermischen Neutronen auf einen engeren Raumwinkel begrenzt.
[0008] Die Verwendung von Gyroskopen (fiber optic gyros, FOG's), zusammen mit einer Hallsonde und einem Indexmagnet, gewährleisten dabei jederzeit eine absolute Feststellung der Azimutlage. Damit erfolgt eine Protokollierung der Neutronenrückstreurate parametrisiert nach absolutem Azimut und Tiefe, was gegenüber der aktuellen Technik exaktere und vor allem nachvollziehbare Positionsangaben von im Beton vorhandenen Fehlstellen ermöglicht.
[0009] Der modulare Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht eine Anpassung an verschiedene Casing-Durchmesser, sowie einen raschen Ein- und Ausbau der verwendeten Neutronenquellen.
[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist modular aufgebaut:
Modul 1 (= Rotationsmodul, Abb. 3 und Abb.4), unterteilt in Sondenkopf (Abb. 1) und Dreheinheit, (Abb.2) Modul 2 (= Energie- und Steuerungseinheit, FOG's, Kühlung)
[0011] Falls nicht anderwärtig erforderlich, sind alle Module aus einem Material gefertigt welches gegenüber Neutronen einen geringen totalen Wirkungsquerschnitt besitzt. Dafür kann beispiels-
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weise das Material Aluminium (Al), bzw. das widerstandsfähigere und auch in der Kerntechnik eingesetzte zirkoniumhältige Material Zircaloy verwendet werden.
MODUL 1 (= ROTATIONSMODUL):
[0012] Der Sondenkopf besteht aus zwei leicht austauschbaren Neutronenquellen (1), einem Neutronenzählrohr (3), und einem Neutronen-Kollimator (5). Der Sondenkopf ist so dimensioniert, dass er mindestens für Casings mit einem Außendurchmesser von 6%“ (4 16,83 cm) bis zu 20,0“ ( 50,80 cm) einsetzbar ist, was den in der Bohrlochtechnik üblichen Maßen entspricht.
[0013] Aus Symmetriegründen werden zwei Neutronenquellen verwendet. Sie befinden sich in AP/Zircaloy-Halterungen (2), in welche sie von unten her ein- bzw. ausgefahren, sowie ver- bzw. entriegelt werden. Das Zählrohr befindet sich in einer Borkarbid - Keramikhalterung (B4C) (4), die nach vorne hin eine Aussparung in der Größe des aktiven Zählrohrquerschnitts hat.
[0014] Bei der Ausdehnung der Neutronen wird, vereinfachender Weise, jeweils von einer Punktquelle und Kugelform (47) ausgegangen. Da aber bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur jene rückgestreuten thermischen Neutronen von Interesse sind, welche sich von der Betonschicht Richtung Zählrohr bewegen, und von diesen wiederum auch nur jene, welche in etwa senkrechter Richtung auf das Zählrohr auftreffen, muss der in anderen Winkeln einfallende thermische Neutronenfluss ausgefiltert werden. Dafür wird vor dem Zählrohr (3) ein wabenförmiger NeutronenSechseck-Kollimator (5) eingesetzt, der aus Aluminium - Sechseckröhren besteht, deren Mantelflächen mit Borkarbid-Lack (B4C) bestrichen sind. Das im B4C vorhandene Bor weist gegenüber Neutronen einen hohen Absorptionsquerschnitt auf. Mittels dieses Neutronen-Sechseck-Kollimators (5) wird eine Erfassungskeule in einem engen Raumwinkel realisiert.
[0015] Die halbkreisförmige Aussparung (6) (Abb. 1) im rückwärtigen Teil des B4C - Blocks ist nur bei der Verwendung in einem 6%“ Casing - für die Aufnahme der Zentralachse gedacht.
[0016] Die Dreheinheit besteht aus einer (innen hohlen) Zentralachse (9), einer Drehscheibe (7), auf welcher der Sondenkopf montiert ist, und einem Wuchtausgleich (8). Am T oberen Ende der sich drehenden Zentralachse (9) ist auf einer oberen Rotorplatte (10) eine Ausladung, mit einem an ihrem äußeren Ende angebrachten Permanentmagnet (Indexmagnet), so angebracht, dass diese Ausladung über dem Zählrohr (3) steht und an einer an der unteren Aufbauplatte (11) des Antriebsteils angebrachten Hallsonde bei der Drehbewegung vorbeigeführt wird.
[0017] Weiters enthält die Dreheinheit einen elektrischen Antriebsmotor (13), und einen Schleifring (14). Die sich nicht mitdrehende untere Aufbauplatte des Antriebsteils (11) ist mit der Hallsonde bestückt. Die Hallsonde detektiert den vorbeilaufenden Indexmagnet und somit den relativen Nullpunkt des Sondenkopfs. Der absolute Nullpunkt der ganzen Anordnung wird durch die Kombination dieses Wertes mit der Information aus den FOGs bestimmt.
[0018] Die hohle Zentralachse (9) (mit den darin verlaufenden Leitungen zum bzw. vom Zählrohr) wird in einer ebenfalls hohlen Antriebswelle des Motors (13) geschoben und mit dieser fixiert. Am oberen Ende der Zentralachse (9) ist diese mit einem Schleifring (14) verbunden, dessen feststehendes oberes Ende die Leitungsanschlüsse mittels eines Verbindungssteckers (16) an die elektronische Sondeneinheit im Modul 2 (= Energie- und Steuerungseinheit, FOG's, Kühlung) überführt.
[0019] Aus strahlungstechnischen Gründen sind die oberen Bauteile von Modul 1 (= Rotationsmodul) durch die obere Rotorplatte (10) (welche aus einer „Sandwich-Anordnung“ von Neutronen - reflektierenden (Graphit, Beryllium) und Neutronen - absorbierenden Material (B4C) besteht) abgeschirmt.
[0020] Abb.3 zeigt das Modul 1 (= Rotationsmodul), für den kleinsten, Abb.4 für größere Casing Durchmesser.
MODUL 2 (= ENERGIE- UND STEUERUNGSEINHEIT, FOG'S, KÜHLUNG): [0021] Dieses Modul beinhaltet den abgesenkten Teil der Elektronik (= die elektronische Son-
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deneinheit), die FOG's und die Kühlvorrichtung.
[0022] Aus strahlungstechnischen Gründen wird die untere Montageplatte des Modul 2 (= Energie- und Steuerungseinheit, FOG's, Kühlung) ebenfalls aus einer „Sandwich - Anordnung“ von Neutronen - reflektierenden (Graphit, Beryllium) und Neutronen - absorbierenden Material (B4C) hergestellt.
[0023] Da im unterirdischen Einsatz magnetische Kompasse ungeeignet sind und handelsübliche Gyroskope meistens eine Größe besitzen, welche über das kleinste Innenmaß eines Casing Strings (Innen-@: 14,41 cm bzw. 5,675 “) hinausgehen, werden im Modul 2 (= Energie- und Steuerungseinheit, FOG's, Kühlung) mehrere FOG-IMU (Fiber Optic Gyro - Inertial Measurement Unit) verwendet.
[0024] Da die Bohrlochtemperatur mit zunehmender Tiefe um ca. 3°C pro 100 m ansteigt, liegt diese bei einer Tiefe von 5 km schon bei ca. 160°C. Da sowohl die Umgebungstemperatur des Zählrohrs (3), It. Hersteller, nicht über 100°C ansteigen sollte, als auch die Zählrohr- und Steuerungselektronik keinen höheren Temperaturen ausgesetzt werden sollen, ist es notwendig für eine geeignete Kühlung zu sorgen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass in Modul 2 (= Energie- und Steuerungseinheit, FOG's, Kühlung) eine Evaporationskühlung als Kühlvorrichtung zum Einsatz kommt und die Außenhüllen von Modul 1 (= Rotationsmodul) und Modul 2 (= Energieund Steuerungseinheit, FOG's, Kühlung) als „Dewargefäße“ ausgebildet sind.
[0025] Die Koppelung von Modul 1 (= Rotationsmodul) und Modul 2 (= Energie- und Steuerungseinheit, FOG's, Kühlung), sowie deren Deckel- und Bodenverschlüsse werden derart ausgeführt, dass sie mit den herkömmlichen „coiled tubing“ - Anschlüssen in der Erdöl- und Erdgasindustrie kompatibel sind. Die Neutronenquellen (1) werden erst am Ende des Zusammenbaus von unter her in den Sondenkopf eingeschoben (Abb. 1).
[0026] Die Steuerungselektronik besteht aus einer elektronischen Basiseinheit an der Erdoberfläche und einer elektronischen Sondeneinheit im abgesenkten Modul 2 (= Energie- und Steuerungseinheit, FOG's, Kühlung). Ihre Aufbauschemata sind in Abb.5 bzw. Abb.6 ersichtlich.
[0027] In der elektronischen Sondeneinheit (Abb.6) im Modul 2 (= Energie- und Steuerungseinheit, FOG's, Kühlung) wird die Hochspannung für das Zählrohr (HV- Versorgung) erzeugt. Die Form jedes Zählimpulses wird in Echtzeit softwaremäßig erfasst. Weiters wird der Motor (13) angesteuert, welcher die Dreheinheit in Modul 1 (= Rotationsmodul) (Abb.3 bzw. Abb.4) in Rotation versetzt, wodurch die Neutronenrückstreuung als azimutale Zählrate erfasst wird. Die Fiber Optic Gyros (FOGs) liefern gemeinsam mit dem Indexmagnet die absolute Azimut Null-Lage. Die Zählrate wird als Zeit-Azimutprofil gespeichert.
[0028] Die elektronische Basiseinheit (Abb.5) an der Oberfläche besitzt die aktuelle Tiefeninformation und speichert diese in einem Zeit-Tiefenprofil ab. Statusanzeigen geben die aktuelle Zustandsinformation wieder und über Steuertasten können Initialisierungs- und Auslesevorgänge gestartet werden. Ein Netzwerkanschluss vermittelt die Verbindung zum Anlagenrechner. Ein Webinterface ermöglicht die Bedienung und liefert die Messdaten im für die Weiterverarbeitung passenden Format.
[0029] Der Betriebsablauf besteht aus den Abschnitten Initialisierung, Sondierung und Auswertung:
[0030] Initialisierung:
Vor dem Absenken der gekoppelten Module sind die elektronische Basiseinheit (Abb.5) und die elektronische Sondeneinheit (Abb.6) per Lichtwellenleiterkabel (LWL) zu verbinden. Die Hallsonde der Dreheinheit muss zwecks Festlegung des Azimut-Nullpunkts eingenordet werden. Die Zeitgeber von elektronischer Sondeneinheit und elektronischer Basiseinheit werden synchronisiert und die gekoppelten Module werden auf den tiefst möglichsten Punkt der Verrohrung abgesenkt.
[0031] Sondierung: Mit dem Aufstieg der gekoppelten Module beginnt der Messvorgang innerhalb der Verrohrung.
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Die elektronische Basiseinheit zeichnet das Zeit-Tiefenprofil, die elektronische Sondeneinheit das Zeit - Winkelprofil auf. Statusanzeigen geben die aktuelle Zustandsinformation wieder.
[0032] Auswertung:
Diese beiden Profile werden zum Ergebnis, dem Tiefen-Azimutprofil, zusammengeführt. Das Ergebnisprofil wird über den Netzwerkanschluss dem Anlagenrechner zur Verfügung gestellt, was eine kontinuierliche Aufzeichnung gewährleistet.
Da das verwendete Zählrohr im Proportionalbereich betrieben wird, kann einerseits eine Auswertung der thermisch rückgestreuten Neutronen in verschiedenen Energiebereichen erfolgen und etwaige Pulsüberlagerungen (pile-up) korrigiert werden.
Ein Webinterface am Anlagenrechner ermöglicht die Bedienung und liefert die Messdaten in einem für die Weiterverarbeitung passenden Format.
[0033] Optional kann vorher auch mittels eines Test-Casings, umrandet mit einem sektional strukturierten Außenmaterial, mit einer Reihe von definierten Proben von Betonstärken, Wasser und anderen häufig im Erdreich vorkommenden Materialien eine Kalibrierung der Zählraten stattfinden.
[0034] Eine schematische Darstellung der beschriebenen Module und Bauteile ist in Abb.7 ersichtlich.
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TABELLE DER BEZEICHNUNGEN
Nummer 1 Neutronenquellen 2 Halterungen für Neutronenquellen 3 Zählrohr 4 Zählrohrabschirmung 5 Neutronen - Sechseck - Kollimator 6 Aussparung für Zentralachse 7 Untere Rotorplatte (mit Aussparung für Einschub der n-Quellen) 8 Wuchtausgleich 9 Hohle Zentralachse 10 Obere Rotorplatte mit Indexmagnet 11 Untere Aufbauplatte des Antriebsteils mit Hallsonde 12 Montagewinkel (4 Stück) 13 Antriebsmotor
14 Schleifring
15 Obere Aufbauplatte des Antriebsteils
16 Verbindungsstecker
Claims (2)
1. Vorrichtung zur helikalen Bohrlochkartierung, modular aufgebaut aus,
- einem Rotationsmodul (Modul 1) bestehend aus einem Sondenkopf und einer Dreheinheit; - einer Energie- und Steuerungseinheit (Modul 2) welche mit dem Rotationsmodul gekop-
pelt ist, und Fiber Optik Gyros (FOGs), eine Kühlung und eine elektronische Sondeneinheit aufweist;
- einer elektronische Basiseinheit; dadurch gekennzeichnet, dass
- der Sondenkopf auf der Dreheinheit aufgesetzt und durch einen Antriebsmotor (13) in gleichmäßige Rotation versetzt werden kann, wobei der Sondenkopf zwei leicht austauschbare Neutronenquellen (1) und ein Neutronenzählrohr (3) aufweist, wobei dem Neutronenzählrohr (3) ein wabenförmiger Neutronen-Sechseckkollimator (5) vorgeschaltet ist;
- die Dreheinheit aus einer innen hohlen Zentralachse (9) und einer unteren Rotorplatte (7) besteht, auf welcher der Sondenkopf montiert ist, wobei ein Wuchtausgleich (8) auf der Dreheinheit die notwendige Stabilität des Sondenkopfs gewährleistet;
- am oberen Ende der sich drehenden Zentralachse (9) auf einer oberen Rotorplatte (10) eine Ausladung, mit einem an ihrem äußeren Ende angebrachten Indexmagnet derart angebracht ist, dass diese Ausladung über dem Zählrohr (3) steht und an einer unteren Aufbauplatte des Antriebsteils (11) angebrachten Hallsonde während einer Drehbewegung vorbeigeführt werden kann;
- das Neutronenzählrohr (3) weiters in einer nach vorne offenen Zählrohrabschirmung (4) sitzt, wobei die Zählrohrabschirmung (4) eine Aussparung (6) für die hohle Zentralachse (9) aufweist;
- In der Dreheinheit Leitungen vom bzw. zum Neutronenzählrohr (3) in der hohlen Zentralachse (9) verlaufen;
- die obere Rotorplatte (10) mit dem Indexmagnet strahlenschutzmäßig aus einer Anordnung von Neutronen reflektierendem und Neutronen absorbierendem Material ausgeführt ist;
- eine hohle Antriebswelle des Antriebsmotors (13) mit der hohlen Zentralachse (9) gekoppelt ist und ein Schleifring (14) über einen Verbindungsstecker (16) auf der oberen Aufbauplatte des Antriebsteils (15) angebracht ist und die elektrischen Signale zwischen dem Rotationsmodul und der Energie- und Steuereinheit überträgt;
- die Dreheinheit, zum jeweiligen Casing passend, in verschiedenen Durchmessern vorliegt.
2. Verfahren zur helikalen Bohrlochkartierung mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- die elektronische Basiseinheit und die elektronische Sondeneinheit vor dem Absenken des Rotationsmoduls in das Casing mittels Lichtwellenleiter (LWL) verbunden werden und die Hallsonde im Rotationsmodul zwecks Festlegung der Azimut Nulllage eingenordet wird;
- nach dem Absenken des Rotationsmoduls zur tiefsten Stelle im Casing die Dreheinheit durch den Antriebsmotor (13) in Rotation versetzt wird, und die Anordnung von Neutronenquellen (1) und Neutronenzählrohr (3) in einer synchronisierten horizontalen Dreh- und vertikalen Hubbewegung - entlang einer Schraubenlinie - durch das Casing geführt wird;
- das Neutronenzählrohr (3) dabei durch den vorgebauten wabenförmigen Sechseck Neutronenkollimator (5) die rückgestreuten thermischen Neutronen in einem engen Raumwinkel detektiert;
- die Zählrate durch Betrieb des Neutronenzählrohrs (3) im Proportionalbereich auf Energiebereich und Pulsüberlagerungen korrigiert wird;
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- die Hallsonde den vorbeilaufenden Indexmagnet und somit die relative Nullposition des Sondenkopfs detektiert und die absolute Nullposition der ganzen Anordnung durch die Kombination dieses Wertes mit der Information aus den FOGs bestimmt wird;
- die elektronische Sondeneinheit daraus kontinuierlich die absolute Azimut Null-Lage des Sondenkopfs im Casing errechnet und ein Zeit-Winkelprofil erstellt;
- die elektronische Basiseinheit an der Erdoberfläche mit der von der Förderanlage gelieferten Tiefeninformation ein Zeit-Tiefenprofiel erstellt;
- die elektronische Basiseinheit durch Zusammenführen beider Profile ein Tiefen-Winkelprofil erstellt, welches als kontinuierliche Aufzeichnung zum Anlagenrechner übertragen wird, wobei als Ergebnis eine komplette Kartierung der Rückstreuung thermischer Neutronen durch die Betonummantelung nach Azimut und Tiefe vorliegt.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
71713
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| AT525823A2 AT525823A2 (de) | 2023-08-15 |
| AT525823A3 AT525823A3 (de) | 2025-02-15 |
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Family Applications (1)
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| US9031790B2 (en) * | 2010-03-23 | 2015-05-12 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for correction of borehole effects in a neutron porosity measurement |
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|---|---|
| AT525823A2 (de) | 2023-08-15 |
| AT525823A3 (de) | 2025-02-15 |
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