DK155197B - Apparat til kontinuerlig maaling af tryk i et borehul - Google Patents

Description

DK 155197 B

Opfindelsen angår et apparat til kontinuerlig måling af tryk ved og til angivelse på overfladen af sådanne borehulstryk, hvilket apparat omfatter et rør, som strækker sig fra overfladen ned i borehullet, idet røret er åbent i sin nedre ende for 5 fluida i borehullet, samt midler ved overfladen for opretholdelse af tryk i røret.

Fluidumtrykkene i borehuller er specielt vigtige ved produktion af olie og gas. Ved sekundære udvindingsoperationer kræ-10 ves f.eks. informationer om trykkene med henblik på at bestemme flere faktorer, som er nødvendige for operationens heldige gennemførelse.

Før de sekundære udvindingsoperationer sættes igang, giver bo-15 rehu1strykket en indikation om brøndproduktionspotentialet og om den mængde fluidum, som vil være nødvendig til at opfylde rummet i formationen før olie og gas vil blive tvunget ud. Under operationerne vil måling af trykforandringer i et antal borehuller i en formation indikere lokaliseringen af ind-20 sprøjtningsvæskestrømsfronten, såvel som med hvilken effektivitet strømningsfronten bevæger sig gennem formationen.

Foruden til sekundære genvindingsoperationer er borehulstryk vigtige i forbindelse med andre sider af olie- og gasproduk-25 tionen. For eksempel kan trykmålinger anvendes til at angive borehulsbeskadigelser eller et stort antal andre problemer ved produktionsbrønde.

Fra US patentskrift 2.832.566 kendes et apparat af den indled-30 ningsvis nævnte art, hvor der gennem røret, som strækker sig ned i borehullet sendes en strøm af luft ved et tryk, som registreres ved overfladen, og som netop er tilstrækkeligt til at opretholde luftstrømmen mod det tryk, der hersker i borehullet ved rørets nedre ende. Det er en ulempe ved apparatet, 35 at det kræver fortsat tilførsel af trykluft under brugen og ligeledes en ulempe, at det ikke er i stand til med stor nøjagtighed at registrere hurtige trykændringer i borehullet.

DK 155197 B

2

Formålet med opfindelsen er at afhjælpe disse ulemper, og dette gøres ved at indrette det indledningsvis nævnte apparat således, at røret er fastgjort til et brøndrør, som strækker sig fra overfladen ned i borehullet, og at det endvidere omfatter 5 et kammer, hvis volumen står i et forhold til volumenet af røret, som stort set er lig med forholdet mellem forskellen mellem det største og det mindste forventede tryk i borehullet og det mindste forventede tryk, og hvor kammeret ved sin øvre ende er forbundet med røret og ved sin nedre ende har åbninger, 10 som munder ud i borehullets miljø.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, hvor 15 fig. i viser et borehul med et måleapparat ifølge opfindelsen, set fra siden delvis i snit, fig. 2 en del af apparatet i større målestok, 20 fig. 3 en del af et apparat for en ændret udførelsesform, set fra siden i snit, og fig. 4 en grafisk fremstilling af trykvariationen i apparatet som funktion af tiden.

25 På fig. 1 ses et borehul, som strækker sig ned i undergrundsformationen. Produktionsudstyr til at føre væske fra formationen er vist skematisk og indbefatter et hus 11, som er anbragt i borehullet, og som ved sin nedre ende har huller 13, 30 der muliggør indtræden af væske. Et rør 15 strækker sig fra overfladen ned igennem borehullet til den nedre ende af dette. Røret er forsynet med afstandsorganer 17, der tjener til at holde røret centreret i borehullet. Et prøvekammer 19 er fastgjort til den nedre ende af røret og indeholder et trykprøve-35 rør 27, som er vist anbragt i huset. Et rør 29 med en lille diameter strækker sig fra prøverøret 27 langs ydersiden af røret 15 op til overfladen, hvor det forlader huset 11 gennem en nippe! 31. Et trykreservoir 33, der kan være en beholder

DK 155197 B

3 med trykgas, er forbundet med røret 29. Endvidere findes der en trykmåler 35. En måler 36 tjener til at måle trykforandringen, når tryk leveres til systemet. Trykforandringen kan bestemmes ved enhver art apparat, som måler tryk som en funktion 5 af tiden. Når tryk og tid således sættes op i en kurve i tidssekvens, vil dette tjene til at bestemme hastigheden af trykændr i ngen.

Prøverøret 27 er vist i større målestok i fig. 2. Det er en 10 lukket beholder med et kammer 20, der har to porte 44, gennem hvilke væske kan kommunikere med det ydre. Ved den øvre ende er røret 29 tilsluttet prøverøret. Et filter 42, der kan være fremstillet af porøst metalmateriale, forhindrer forureninger i at komme fra kammeret 20 i prøverøret 27 og ind i røret 29.

15 Ved bunden af prøverøret tillader portene 44, at borehulsvæske kan trænge ind i og ud af kammeret 20.

En alternativ udførelsesform er vist i fig. 3. Her omslutter en cylindrisk kappe 50 koncentrisk røret 115 og er forbundet med 20 dette foroven og forneden, således at der er dannet et lukket kammer 52 med ringformet tværsnit imellem kappen 50 og røret 115. Kammeret 52 er forbundet med røret 29 via et porøst filter 54. Borehulsvæske står i forbindelse med kammeret 52 gennem porte 56 i bunden af prøverøret.

25

Volumenet af kammeret 20 i prøverøret 27 skal generelt være væsentligt større end volumenet af røret 29, der forbinder prøverøret med overfladeudstyret. Den større størrelse medvirker til at nedsætte lodret væskebevægelse i kammeret 20 hidrø-30 rende fra trykændringer. Hvis der kun blev anvendt et lille prøverør, ville selv en meget lille stigning af trykket i borehullet forårsage, at væsken ville stige en væsentlig højde gennem røret 27 henimod overfladen. Større trykstigninger ville forårsage, at borehulsvæske blev trykket helt op til over-35 fladeudstyret. I et kammer 20 med stort volumen vil imidlertid en trykændring, selv om den tvinger den samme væskemængde opad, forårsage en væsentlig mindre ændring i væskehøjden i kammeret 20. Det nødvendige kammervolumen kan beregnes på følgende måde:

DK 155197 B

4

Kammervolumen = maksimumtryk x volumen af rør _ volumen af rør minimumtryk

Forholdet mellem volumenet af kammeret 20 og volumenet af rø-5 ret 29 kan udtrykkes ved: maksimumtryk - minimumtrvk minimumtryk 10 Prøvemediet, der leveres af trykkilden, kan være mange forskellige medier, af hvilke kvælstof har vist sig særlig velegnet .

Ved brug af apparatet beskrevet i det foregående fyldes røret 15 29 og kammeret 20 med trykprøvevæske fra reservoiret 33. I

hvilken grad røret eller kammeret er fyldt, kan bestemmes ved, at man overvåger trykket i måletrykvæsken med trykmåleren 35. Hvis trykket i målevæsken afsættes som funktion af tiden, fremkommer der en kurve som den, der er vist i fig. 4, hvis 20 røret og kammeret fyldes med konstant hastighed. Trykket vil vokse jævnt fra nul langs partiet 100 på kurven i fig. 4, indtil det når et toppunkt 102. Ved dette vil prøvevæskens tryk være blevet tilstrækkeligt stort til at prøvevæsken kan begynde at fortrænge borehulsvæsken fra kammeret 20 i prøverøret 27 25 (se fig. 2). Efter at målevæsken er begyndt at fortrænge borehulsvæsken, vil trykket begynde at falde svarende til kurvepartiet 104. Det volumen af kammeret 20, som er optaget af prøvevæsken, forøges, efterhånden som borehulsvæsken fortrænges. Når borehulsvæsken er fuldstændig fortrængt, vil prøvevæ-30 sken selv begynde at afgå gennem portene 44, og trykket i prøvevæsken vil nu ikke ændre sig yderligere. Dette er vist på kurven med partiet 106. Punktet 108 viser, hvor kammeret 20 er blevet fyldt med prøvevæske. Efter punktet 108 kan trykket reduceres, og systemet lukkes, og derefter kan ændringer i 35 borehulstrykket aflæses direkte på trykmåleren 35.

Claims (2)

1. Apparat til kontinuerlig måling af tryk i et borehul og 5 til angivelse på overfladen af sådanne borehulstryk, hvilket apparat omfatter et rør (29), som strækker sig fra overfladen ned i borehullet, idet røret er åbent i den nedre ende for fluidum i borehullet, samt midler (33) ved overfladen til opretholdelse af et tryk i røret (29), kendetegnet 10 ved, at røret (29) er fastgjort til et brøndrør (15), som strækker sig fra overfladen ned i borehullet, hvilket apparat endvidere omfatter et kammer (20, 52), hvis volumen står i et forhold til volumenet af røret (29), som stort set er lig med forholdet mellem forskellen mellem det største og det mindste 15 forventede tryk i borehullet og det mindste forventede tryk, og hvor kammeret (20, 52) ved sin øvre ende er forbundet med røret (29) og ved sin nedre ende har åbninger (44, 56), som munder ud i borehullets miljø.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det omfatter et porøst filter (42, 54), som er placeret mellem kammeret (20, 52) og røret (29) med henblik på at forhindre overføring af urenheder fra kammeret til røret. 25 30 35