NO324748B1 - Anordning og fremgangsmate for nedihulls formasjons-testing med utskiftbar sonde - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedører generelt anordninger og fremgangsmåter til evaluering av formasjoner som er krysset av et brønnborehull, og mer bestemt en testanordning som har modulære testkomponenter, og fremgangsmåter til bruk av en modulær testinnretning ved formasjons-evalueringsoperasjoner.

Innen olje- og gassindustrien har formasjonstestverktøy blitt brukt ved over-våking av formasjonstrykk langs et brønnborehull, for fremskaffelse av forma-sjonsfluidprøver fra borehullet, og for å forutsi ytelsen til reservoarer rundt borehullet. Slike formasjonstestverktøy inneholder typisk et langstrakt legeme som har en elastomerisk pakning som tettende presses mot en sone av interesse i borehullet for å innsamle formasjonsfluidprøver i fluidmottakende kammere som er plassert i verktøyet.

Det har blitt utviklet nedihulls multitestinstrumenter med fremførbare prøve-takingssonder for inngrep med borehullsveggen ved formasjonen av interesse for uttrekking av fluidprøver derfra og måling av trykk. I nedihullsinstrumenter av denne type er det vanlig å anordne et innvendig stempel, som føres frem- og tilbake hydraulisk eller elektrisk for å øke det innvendige volum i et fluidmottakende kammer inne i instrumentet etter at det har kommet i inngrep med borehullsveggen. Denne handlingen reduserer trykket ved grenseflaten mellom instrumentet og formasjonen, hvilket bringer fluid til å strømme fra formasjonen og inn i det fluidmottakende kammer i instrumentet.

Under boring av et borehull brukes et borefluid, "slam", for å gjøre borepro-sessen lettere og for å opprettholde et trykk i borehullet som er større enn fluidtrykket i formasjonene som omgir borehullet. Dette er særlig viktig ved boring inn i formasjoner hvor trykket er unormalt høyt: hvis fluidtrykket i borehullet faller under formasjonstrykket er det en fare for utblåsing av brønnen. Som et resultat av trykkdifferansen som forårsakes av borefluidet, penetrerer borefluidet inn i eller invaderer formasjonene i varierende radiale dybder (generelt benevnt invaderte soner) i avhengighet av typene av formasjonen og borefluider som brukes. For-masjonstestverktøyene henter ut formasjonsfluider fra de ønskede formasjoner eller soner av interesse, tester de uthentede fluider for å sikre at det uthentede fluid er hovedsakelig fritt for slamfiltrater, og innsamler slike fluider i ett eller flere kammere som er forbundet med verktøyet. De innsamlede fluidene bringes til overflaten og analyseres for å bestemme egenskaper ved slike fluider, og å bestemme tilstanden i sonene eller formasjonen hvorfra slike fluider har blitt samlet inn.

Et trekk som alle slike testinstrumenter har felles er en fluidprøvetakings-sonde. Disse kan bestå av en bestandig gummipute som presses mekanisk mot formasjonen ved borehullet, idet puten presses hardt nok til at det dannes en hydraulisk tetning. Puten har en åpning, som typisk støttes av et innvendig metallrør som ofte benevnes en sone ("probe"). Sonden brukes til å få kontakt med formasjonen og er forbundet til et prøvekammer, som i sin tur er forbundet til en pumpe som opereres til å senke trykket ved den tilknyttede sonden. Når trykket i sonden er senket under trykket i formasjonsfluidene, trekkes formasjonsfluidene gjennom sonden, inn i brønnboringen, for å skylle bort de invaderte fluidene før prøveta-king. Ved enkelte innretninger ifølge teknikkens stand bestemmer en fluididentifi-kasjonssensor når fluidet fra sonden består hovedsakelig av formasjonsfluider; deretter gjør et system av ventiler, rør, prøvekammere og pumper det mulig å samle en eller flere fluidprøver som kan tas ut og analyseres når prøvetakingsinn-retningen er hentet opp fra borehullet.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et modulært boreverktøy og en fremgangsmåte til å redusere eller fjerne noen av ulempene som finnes ved kon-vensjonelle verktøy som brukes ved boring og andre nedihullsbrønnoperasjoner.

Et aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er en anordning til bruk i et brønnborehull som er boret inn i en formasjon. Anordningen omfatter en arbeidsstreng som er anordnet i borehullet. Arbeidsstrengen inkluderer minst et modulært legemeparti som har minst én mottaker. Et modulært verktøy er anordnet i den minst ene mottaker for utførelse av en boreoperasjon.

Det modulære verktøy kan være et verktøy til bruk ved boring av et brønn-borehull, det kan være et verktøy for testing av en formasjon som omgir et borehull, eller det modulære verktøy kan være en kombinasjon av verktøy for formasjonstesting og borestyring. Dette aspektet ved den foreliggende oppfinnelse en modulær styreribbe som inkluderer modulære komponenter for prøvetaking og testing av formasjonsfluid, omfattende en utstrekkbar sonde med en del for å motta formasjonsfluid, hvori proben er plassert i en fleksibel barriere for separering av porten fra et hydraulikkfluid som er opptatt i en mottaker i sondemodulen, hvori en pumpe som er anordnet på arbeidsstrengen opereres til å variere mengden av hydraulikkfluid i reservoaret, idet den varierende mengde bevirker at den fleksible barriere bøyes, og den fleksible barriere presser dermed formasjonsfluid inn i porten.

Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte til utførelse av boreoperasjoner. Fremgangsmåten omfatter tilkopling av ett eller flere modulære verktøy til mottakere i en arbeidsstreng, og føring av arbeidsstrengen inn i et brønnborehull. Arbeidsstrengen blir deretter brukt til å utføre boreoperasjonene, hvori en fluidprøve trekkes ut fra en tilstøtende formasjon ved bruk av sondemodulen, som omfatter en fremførbar sonde med en port for å motta formasjonsfluid og en fleksibel barriere anordnet i sonden for adskillelse av porten fra et hydraulisk fluid som befinner seg i reservoaret i sondemodulen, hvori en pumpe som er anordnet på arbeidsstrengen opereres for å variere mengden av hydraulisk fluid i reservoaret, slik at den varierende mengde bevirker at den fleksible barrieren bøyes og den fleksible barrieren presser dermed formasjonsfluid inn i porten.

I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et system som omfatter en arbeidsstreng som føres i et brønnborehull. En rørdel er tilkoplet til arbeidsstrengen, og rørdelen inkluderer minst en mottaker. Et modulært verktøy er avtagbart tilkoplet til rørdelen i den minst éne mottaker for utførelse av boreoperasjonen, og en kontroller er anordnet ved overflaten for styring av boreverktøyet.

For en detaljert forståelse av den foreliggende oppfinnelse skal det vises til den følgende detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelse, sett sammen med de ledsagende tegninger, hvor like elementer har blitt gitt like henvisningstall, og hvor: Fig. 1 er et sideriss av et boresystem som inkluderer en modulær rørdel ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser en modulær MWD-rørdel ifølge den foreliggende oppfinnelse, tilpasset til bruk i boresystemet på fig. 1; Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom en fremførbar sondemodul ifølge den foreliggende oppfinnelse; Fig. 4 viser et tverrsnitt gjennom et borerør som er tilpasset til å motta en fast modulær komponent; Fig. 5 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor en modulær rørdel inkluderer en modulær fremførbar ribbesammenstilling; og Fig. 6 er et modulært kabelverktøy ifølge en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 er et sideriss av et boresystem 100 i et måling-under-boring (measu-rement-while-drilling (MWD)) arrangment ifølge den foreliggende oppfinnelse. Et konvensjonelt boretårn 102 bærer en borestreng 104, som kan være et kveilerør eller et borerør. Borestrengen 104 bærer en nedihullssammenstilling (bottom hole assembly (BHA)) 106 og en borkrone 108 i sin distale ende, for boring av et borehull 110 gjennom formasjoner i grunnen.

Boreoperasjoner inkluderer pumping av borefluid eller "slam" fra en slam-tank 122, og bruk av et sirkulasjonssystem 124, som sirkulerer slammet gjennom en indre boring i borestrengen 104. Slammet forlater borestrengen 104 ved borkronen 108 og returnerer til overflaten gjennom ringrommet mellom borestrengen 104 og en innvendig vegg i borehullet 110. Borefluidet er designet til å tilveiebringe det hydrostatiske trykk som er større enn formasjonstrykket, for å unngå utblåsninger. Det trykksatte borefluidet driver også en boremotor og tilveiebringer smøring til forskjellige elementer i borestrengen.

Modulære rørdeler 114 og 116 ifølge den foreliggende oppfinnelse er posi-sjonert etter ønske langs borestrengen 104. Som vist kan den modulære rørdel 116 være inkludert som en del av BHA 106. Hver modulære rørdel inkluderer én eller flere modulære komponenter 118. De modulære komponenter 118 er fortrinnsvis tilpasset til å tilveiebringe formasjonstester under boring ("FTWD") og/eller funksjoner relatert til boreparametere. Det er ønskelig at boreoperasjonene inkluderer modulære komponenter 118 som er tilpasset til å fremskaffe parametere av interesse som er relatert til formasjonen, formasjonsfluidet, borefluidet, boreoperasjonene eller enhver ønsket kombinasjon. Karakteristika som måles for å fremskaffe den ønskede parameter av interesse kan inkludere trykk, strømningsmeng-der, resistivitet, dielektrisk egenskap, temperatur, optiske egenskaper, verktøya-zimut, verktøyskråstilling, borkronerotasjon, vekt på borekronen o.s.v. Disse karakteristika prosesseres av en prosessor (ikke vist) nedihulls for å bestemme den ønskede parameter. Signalene som angir parameteren blir deretter overført med telemetri oppover i hullet til overflaten via en modulær sender 112 som er lokalisert i BHA 106 eller en annen foretrukket lokalisering på borestrengen 104. Disse signalene kan lagres nedihulls i en passende datalagringsinnretning, og kan også prosesseres og brukes nedihulls for geostyring.

Fig. 2 viser en modulær MWD-rørdel ifølge den foreliggende oppfinnelse, tilpasset til bruk i boresystemet på fig. 1. Den modulære MWD-rørdel, eller bare rørdel 200, inkluderer et rørdellegeme 201 og én eller flere mottakere 202a-c som er dannet i rørdellegeme 201. Uttrykket "mottaker" slik det her brukes er definert som enhver utsparing, åpning eller spor som er dannet i en konstruksjon for mottak av en innretning. Hver mottaker 202a-c er tilpasset til mottak av en modulær verktøykomponent. Uttrykket modulær verktøykomponent som det her brukes er definert som en innretning som er tilpasset til tilkopling og fråkopling i forhold til en mottaker. Fig. 2 viser enn sondemodul 204 som er tilkoplet til rørdelen 200 i en sondemottaker 202a. En pumpemodul 206 er tilkoplet til rørdelen 200 i en pum-pemottaker 202b, og en testmodul 208 er vist tilkoplet til rørdelen 200 i en testmo-dulmottaker 202c. Hver modul som er vist utfører en ønsket funksjon for MWD-testing og/eller borestyring.

Rørdelen 200 er konstruert ved bruk av kjente materialer og teknikker for tilpassing av rørdelen 200 til en borestreng, så som borestrengen 104 som er vist på fig. 1 og beskrevet ovenfor. Den viste rørdelen 200 inkluderer gjengede koplinger 224 og 226 for tilkopling av rørdelen 200 til borestrengen 104. Rørdellege-met 201 er fortrinnsvis av stål eller et annet egnet metall for bruk i en nedihulls omgivelse.

Sondemodulen 204 inkluderer en fremførbar sonde 210 og en tetningspute 212 som er tilkoplet til en ende av den fremførbare sonde 210. Sondemodulen har en konnektor 228 som muliggjør hurtig tilkopling og fråkopling av sondemodulen 204 inn i den korresponderende sondemodulmottaker 202a. Rørdellegemet 201 inkluderer en konnektor 230 som er forenlig med sondekonnektoren 228. Konnektorene 228 og 230 kan være hvilke som helst egnede konnektorer som tillater hurtig innsetting og fråkopling av sondemodulen 204 inne i rørdellegemet 201. Konnektorene kan være gjengede konnektorer, konnektorer av pluggtypen, eller andre egnede konnektorer.

Sondemodulen er valgfritt tilkoplet til pumpemodulen 206. Tilkopling av sondemodulen 204 til pumpemodulen 206 utføres når modulene 204 og 206 er installert i sine respektive mottakere 202a og 202b. Koplingsmekanismen avheng-er av operasjonsprinsippene for komponentene. I en utførelse er den fremførbare sondemodul 204 hydraulisk operert, og tilkoplet til pumpemodulen 206 ved hjelp av fluidledninger (ikke vist) som på forhånd er ført gjennom rørdellegemet 201.1 en annen utførelse er den fremførbare sondemodul 204 elektrisk operert, og tilkoples til pumpemodulen 206 ved hjelp av elektriske ledere (ikke vist) som på forhånd er ført gjennom rørdellegemet 201. Fagpersoner innen området som har støtte i de ovenfor beskrevne utførelser vil også forstå at det kan anvendes en alternativ utførelse hvor sondemodulen 204 anvender et kombinert elektrisk/hydraulisk arrangement for operasjon. Som sådan vil konnektorene 228 og 230 inkludere både elektriske og hydrauliske forbindelser. Dette arrangementet fordrer ingen ytterligere illustrasjon.

Tetningsputen 212 er festet til en distal ende av den fremførbare sonde 210 ved bruk av enhver egnet festeinnretning eller klebemiddel. Tetningsputen 212 er fortrinnsvis av et sterkt polymermateriale for å sørge for tetting av et parti av borehullsveggen når den fremførbare sonden 210 er ført frem, mens den motstår slita-sje forårsaket av nedihulls abrasive tilstander. Ethvert velkjent tetningsputemateri-ale kan brukes til å bygge opp tetningsputen 212.

I utførelsen vist på fig. 2 er pumpemodulen 206 koplet til sondemodulen 204, som beskrevet ovenfor. Pumpemodulen 206 opereres til å føre frem og trekke tilbake den fremførbare sonden 210, og å ekstrahere eller trekke ut formasjonsfluid fra en tilstøtende formasjon (ikke vist). Den viste pumpemodulen inkluderer en motor 214 som er koplet til en pumpe 216. Motoren 214 og pumpen 216 kan være enhver egnet kjent motor og pumpe som er tilpasset i henhold til den foreliggende oppfinnelse for modulært grensesnitt med rørdelen 200. Konnektorer 232 og 234 brukes til avtagbart å montere pumpemodulen 206 inn i pumpemodulmottakeren 202b. Konnektorene 212 og 234 er hvilken som helst egnede konnektorer som vil tilveiebringe mekanisk, hydraulisk og/eller elektrisk avtagbar kopling for pumpemodulen 206. Den bestemte pumpemodul som velges vil bestemme hvilken konnektor som er nødvendig. For eksempel kan pumpemodulen om-fatte en kuleskruepumpe som er drevet av en elektrisk motor. Konnektorene 232 og 234 behøver ikke å være funksjonelt eller mekanisk identiske med hverandre. For eksempel kan en konnektor 232 være en konnektor av den type som har en elektrisk plugg (som vist) for å tilkople kraft til pumpemodulen, mens den andre konnektoren 234, som vist (kan være en fluidkonnektor for hurtig fråkopling for å kople pumpen 216 til fluidledninger (ikke vist) som fører til sondemodulen 204.

Med fortsettelse med utførelsen på fig. 2, er testmodulen 208 avtagbart koplet til rørdellegemet 201 i testmodulmottakeren 202c ved bruk av egnede konnektorer 236 og 238. Konnektorene 236 og 238 er hvilke som helst egnede konnektorer som vil sørge for mekanisk, hydraulisk og/eller elektrisk avtagbar tilkopling for testmodulen 206.

Den bestemte testmodul som velges vil bestemme hvilken konnektor som er påkrevet, som beskrevet ovenfor med hensyn på pumpemodulen og tilhørende konnektorer. Likeledes behøver konnektoren 236 og 238 ikke å være funksjonelt eller mekanisk identiske med hverandre. For eksempel kan en konnektor 236 være en konnektor av den typen som har en elektrisk plugg (som vist) for å tilkople kraft til testmodulen 208, mens den andre konnektoren 238 (som vist) kan være en fluidkonnektor for hurtig fråkopling for å kople testmodulen 208 til fluidledninger (ikke vist) som fører til testmodulen 204.

Den viste testmodulen 208 inkluderer en motor 220 og en fluidprøveta-kingsinnretning 222. Prøvetakingsinnretningen 222 er fortrinnsvis et frem- og tilba-kegående stempel som opereres av motoren 220. Alternativt kan fluidprøveta-kingsinnretningen 222 være en motordrevet pumpe, hvor motoren kan være en elektrisk eller en slamdrevet motor. Alternativt kan prøvetakingsinnretningen være et hydraulisk stempel som er operert av en proporsjonalventil. Ved aktivering av prøvetakingsinnretningen dannes det en trykkdifferanse, og differansen brukes til å presse fluid inn i innretningen. Testmodulen 208 er operativt forbundet med sondemodulen 204 for bestemmelse av en eller flere parametere av interesse i formasjonsfluidet som mottas gjennom sonden. Disse parameterne av interesse kan være enhver kombinasjon av fluidtrykk, temperatur, resistivitet, kapasitans, mobilitet, kompressibilitet og fluidsammensetning. Testmodulen inkluderer en passende sensor eller sensorer 218 for måling av karakteristika som viser parameterne av interesse. For eksempel kan testmodulen inkludere ethvert antall kjente trykksensorer, resistivitetssensorer, termiske sensorer, soniske sensorer, gam-masensorer, sensorer for nukleærmagnetisk resonans (NMR), og/eller ethvert sensorarrangement som er nyttig ved boreoperasjoner eller formasjonsevalue-ringsoperasjoner. Alternativt kan sensorene være anordnet inne i sondemodulen, og sensorutmatingen kan overføres til testmodulen via elektriske ledere (ikke vist) som på forhånd er ført inne i rørdelen.

Under operasjon blir formasjonsfluid som kommer inn i sondemodulen 204 uavhengig trukket inn i et kammer 240 som er lokalisert i testmodulen, hvilket skjer ved bruk av fluidprøvetakingsinnretningen 222. En sensor 218 som beskrevet ovenfor er tilkoplet til kammere for sansing av en karakteristikk av formasjonsfluidet som trekkes inn i kammeret. En nedihullsprosessor (ikke vist) er tilpasset til å motta en utmating fra sensoren 218 og til å bestemme den ønskede parameter av interesse som er assosiert med den målte karakteristikk.

En særlig modulær sonde til bruk i en sondemodul ifølge den foreliggende oppfinnelse er vist på fig. 3. Fig. 3 er et tverrsnittsriss av en fremførbar sondemodul 300 hovedsakelig som beskrevet ovenfor og vist som sondemodulen 204, uten et puteelement. På fig. 3 inkluderer sondemodulen 300 et fremførbart sondelege-me 302 som har en tetningsputeholder 304 som er anordnet på en ende av dette. En tetningspute som tetningsputen 212 på fig. 2 vil i operasjons bli festet til tet-ningsputeholderen 304 ved bruk av enhver egnet kjent festemetode. Tetningspu-teholderen 304 holder tetningsputen 212, og kombinasjonen brukes til å tilveiebringe tetningsinngrep med borehullets vegg når sondelegemet 302 er ført frem. Et prøvekammer 308 som er lokalisert i sondelegemet 302 inkluderer en fleksibel membran 310 for å adskille prøvekammeret 308 fra et hydraulisk oljekammer 312. Det hydrauliske oljekammer 312 og prøvekammeret 308 forblir i trykkombinasjon via den fleksible membran 310. Under operasjon mottas formasjonsfluid i prøve-kammeret via en åpning 306.

Det hydrauliske oljekammer 312 er fylt med olje eller et annet egnet hydraulisk fluid. Et stempel 314 er operativt forbundet med pumpemodulen 206 beskrevet ovenfor og vist på fig. 2. Aksial bevegelse av stemplet 314 endrer volumet i det hydrauliske oljekammer 312. Aksial bevegelse bort fra den fleksible membran 310 reduserer trykk i det hydrauliske oljekammer 312, og membranen bøyes for å øke volumet i prøvekammeret 308, slik at volumet i prøvekammeret 308 øker. Øking av volumet i prøvekammeret 308 reduserer trykket i kammeret 308 og presser formasjonsfluid inn i prøvekammeret 308 for testing.

Når prøvetakingen og/eller testingen er fullført, blir stemplet 314 operert i motsatt aksial retning for å rense prøvekammeret 308 for formasjonsfluid. Denne handlingen hjelper også til med å trekke tilbake sonden 302 ved å øke trykket i prøvekammeret 308.

Den viste modulære sonde 300 tilkoples til rørdelen 200 i sondemottakeren 202a. Det er vist en passende sondekopling 316 som tillater uttakbar kopling til rørdelen 200 og tilveiebringer en god tetning. Standard O-ring tetninger 318 sør-ger for trykktetting når sonden 300 er forbundet til rørdelen 200. En passende rør-forbindelsesdel 320 er i ett med stemplet 314 og muliggjør automatisk tilkopling når sonden 300 er innsatt i sondemottakeren 202a.

Fig. 4 viser et tverrsnitt gjennom rørdelen på fig. 2, for å vise hvordan borefluid sirkuleres gjennom den modulære rørdel 200 ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 viser et rørdellegeme 201 som inkluderer pumpemodulmottakeren 202b og testmodulmottakeren 202c. Pumpemodulen 206 og testmodulen 208 beskrevet ovenfor og vist på fig. 2 er tatt bort av hensyn til klarheten. Pumpemodulmottakeren 202b er vist med konnektoren 232 av pluggtypen, som

på fig. 2 for å kople pumpemodulen 206 til rørdellegemet 201. Testmodulmottakeren 202c er vist med konnektoren 236 av pluggtypen, som vist på fig. 2, for å kople testmodulen 208 til rørdellegemet 201. Hver modul kan være forsynt med ytterligere koplinger så som festeelementer etter ønske, for å sikre at den tilhørende modulære komponent holdes fast inne i rørdellegemet under operasjoner.

Under boring må formasjonsfluid sirkuleres gjennom boresystemet og gjennom den modulære rørdel 200. For å bevirke fluidstrømning gjennom rørdelen 200 har rørdellegemet 201 en flerhet av fluidpassasjer 400a-d for å gjøre det mulig for borefluid å passere gjennom lengden av rørdelen 200 under boring. Form og antall av individuelle passasjer kan velges etter ønske for å sørge for tilstrekke-lig strømning gjennom rørdelen 200. Formen og/eller antallet passasjer kan variere i henhold til det antall komponentmottakere som er nødvendig for en bestemt modulær rørdel.

I en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en modulær ribbe som er i stand til å motta formasjonsfluid. Fig. 5 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor en modulær rørdel 500 inkluderer en frem-førbar ribbemodul 502. Den viste rørdelen inkluderer et rørdellegeme 504 som har en sentral passasje 506 for å tillate borefluid å strømme gjennom rørdellegemet 504 under boreoperasjoner. I rørdellegemet 504 er det dannet en utsparing 508 som er tilpasset til å motta ribbemodulen 502.

Ribbemodulen 502 inkluderer et langstrakt legeme 510 som er forbundet til rørdellegemet 504 i en ende ved bruk av en kopling 512 som fortrinnsvis tillater at ribbemodulen 502 dreies ved koplingen 512. Koplingen 512 er fortrinnsvis en kopling av pinnetypen som tillater frigjøring av ribbemodulen når det er ønskelig for reparasjon eller utbytting. Ribbemodulen 502 kan trekkes tilbake inn i utsparingen 508 under boring eller ellers når rørdelen 500 beveger seg inne i borehullet eller blir transportert. Ribbemodulen ifølge den foreliggende oppfinnelse sørger for den ene av to forskjellige funksjoner; geostyring og formasjonstesting. Fremføring og tilbaketrekking av ribbemodulen styres i henhold til kjente metoder, så som med en prosessor og posisjonssensorer. Fremføring av legemet 510 påfører en kraft på borehullsveggen, og den påførte kraften brukes til å styre rørdelen langs en ønsket borebane.

Den annen funksjon, formasjonstesting, behøver ikke å integreres i styre-funksjonen beskrevet ovenfor. For å tilveiebringe formasjonstestefunksjonen inkluderer ribbemodulen 502 et puteelement 514 som er anordnet ved en annen ende av ribbelegemet 510. Puten 514 sørger for tetningsinngrep med borehullsveggen år ribben er i en fremført posisjon, som vist med stiplede linjer 522. Puten 514 inkluderer en port 516 for mottak av fluid. En pumpe 518 anordnet i ribbemodulen 502 brukes til å presse fluid inn i porten 516, og kan også brukes til å drive fluid ut fra porten 516.1 en foretrukket utførelse inkluderer ribbemodulen 510 en kraftforsyning (ikke vist separat) så som et batteri for drift av pumpen. I en foretrukket utførelse inkluderer ribbemodulen 502 én eller flere sensorer 520 og en prosessor (ikke vist separat) for testing av fluidet som kommer inn i porten. Prosessoren brukes til å motta utmatingen fra en sensor og til å prosessere utmatingen for bestemmelse av en parameter av interesse for formasjonen og/eller formasjonsfluidet. Den sansede karakteristikk og parameter av interesse er hovedsakelig identisk til de som er beskrevet ovenfor med hensyn på testmodulen beskrevet ovenfor og vist på fig. 2.

I en annen utførelse er koplingen 512 tilpasset til å inkludere hydrauliske og/eller elektriske konnektorer. En elektrisk konnnektor ved koplingen 512 mulig-gjør ledningsføring for å overføre elektrisk kraft og data til og fra ribbemodulen 502. Denne elektriske kraft og data kan inkludere kontrollsignaler for styring av modulene i ribben eller selve ribbemodulen for styring av borestrengen. En hydraulisk konnektor ved koplingen 512 muliggjør hydraulisk kommunikasjon og styring av pumpen 518 og/eller andre komponenter i ribbemodulen 502.

Fig. 6 viser et modulært kabelverktøy ifølge en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Det vises et kabelverktøy 600 som er opphengt i et brønn-borehull 602 ved hjelp av en kabel 604 i henhold til konvensjonell praksis. Verk-tøyet inkluderer et legeme 606 som har en flerhet av mottakere 608a-d for mottak av modulære restkomponenter. I den viste utførelse er en fremførbar sondemodul 610 tilkoplet til legemet 606 i en korresponderende mottaker 608b. Sondemodulen 610 er hovedsakelig identisk til sondemodulen 204 beskrevet ovenfor og vist på fig. 2, og detaljene ved denne krever ingen gjentakelse her. En støttelsesmodul 612 er tilkoplet til legemet i en korresponderende mottaker 608c som er posisjo-nert hovedsakelig diametralt motstående i forhold til sondemodulen 610. Støttel-sesmodulen 612 inkluderer én eller flere fremførbare gripere 614 som går i inngrep med borehullsveggen for tilveiebringelse av en motvirkende kraft for å holde verktøyet 600 sentrert i borehullet når sonden 610 føres frem.

En kontrollermodul 618 er tilkoplet til legemet 606 i en korresponderende kontrollermodulmottaker 608a. Kontrollermodulen inkluderer en prosessor (ikke vist separat) for styring av nedihullskomponenter som befinner seg i legemet 606. En prøve/testmodul 616 er tilkoplet til legemet 606 i en korresponderende prø-ve/testmodulmottaker 608d. Prøve/testmodulen 616 er operativt forbundet med kontrollermodulen 610 og sondemodulen 610 for å utføre kabeltesting og prøveta-king i henhold til konvensjonell praksis. Prøve/testmodulen 616 er fluidmessig forbundet til sondemodulen 610, slik at fluid som mottas gjennom sonden føres til prøve/testmodulen for testing og/eller lagring. Prøve/testmodulen 616 er hovedsakelig identisk til prøve/testmodulen beskrevet ovenfor og vist på fig. 2, og blir der-for her ikke beskrevet i detalj.

Så snart fluid er mottatt ved sondemodulen og ført til prøve/testmodulen, brukes sensorer så som de som er beskrevet ovenfor og vist på fig. 2 til å sanse en karakteristikk for fluidet. Sensoren tilveiebringer en utmating til prosessoren og prosessoren prosesserer den mottatte utmating for å bestemme én eller flere parametere av interesse i formasjonen og/eller formasjonsfluidet. Parameteren av interesse kan selvsagt være enhver kombinasjon av parametere beskrevet ovenfor.

Oppfinnelsen beskrevet ovenfor i forskjellige utførelser vist på fig. 1-6 er en modulær rørdel konfigurert til mottak av en spesifisert komponent av modulære komponenter. Rørdelen er forsynt med konnektorer, ledningsføring og rør som er nødvendig for operasjon sammen med de korresponderende komponenter. For eksempel kan en FTWD-rørdel inkludere en sondemodul, en test/prøvetakingsmodul, og en kontrollermodul. Rørdellegemet inkluderer for-håndsopplagt ledningsføring og rør som tillater fluidkommunikasjon mellom sondemodulen og test/prøvetakingsmodulen og datakommunikasjon mellom kontrolleren og test/prøvetakingsmodulen. Kontrolleren kan være tilkoplet til sondemodulen når det brukes en fremførbar sonde som er styrt av kontrolleren.

Hver komponentmodul og dens tilhørende mottaker er fortrinnsvis forsynt med korresponderende pluggkoplingsinnretningerforå muliggjøre hurtig tilkopling og fråkopling av komponentmodulen til rørdelen som er brukt betyr uttrykket pluggkopling en kopling som er tilpasset til å føre sammen fluidforbindelser og/eller elektriske forbindelser inne i rørdelen og komponentmodulen uten bruk av verktøy. Uttrykket ekskluderer imidlertid ikke muligheten av å bruke et festeele-ment for mekanisk å fastholde komponentmodulen inne i rørdelen.

Den foregående beskrivelse er rettet mot bestemte utførelser av den foreliggende oppfinnelse av hensyn til illustrasjon og forklaring. Det vil imidlertid være innlysende for en fagperson innen området at mange modifikasjoner og endringer med den utførelse som er beskrevet ovenfor er mulig uten å avvike fra kravenes ramme.

Claims (19)

1. Anordning til bruk i et brønnborehull (110, 602) som er boret inn i en formasjon, hvilken anordning omfatter: en arbeidsstreng (104) som er anordnet i borehullet (110, 602), hvor arbeidsstrengen (104) inkluderer minst ett modulært legemeparti (114,116, 201, 504, 606), idet det minst ene modulære legemeparti (114,116, 201, 504, 606) har minst én mottaker (202a-c, 608a-d); og et modulært verktøy (118) omfattende en formasjonstestinnretning med en sondemodul (204, 300, 610) anordnet i den minst éne mottaker (202a, 608b), idet sondemodulen (204, 300, 610) omfatter en fremførbar sonde (210, 302) med en port (306, 308, 516) for å motta formasjonsfluid, karakterisert ved: en fleksibel barriere (310) anordnet i sonden (210, 302) for atskillelse av porten (306, 308) fra et hydraulisk fluid som befinner seg i et reservoar (312) i sondemodulen (204, 300), hvor en pumpe (216) som er anordnet på arbeidsstrengen (104) opereres til å variere mengden av hydraulisk fluid i reservoaret (312), idet den varierende mengde bevirker at den fleksible barriere (310) bøyes, og den fleksible barriere (310) presser dermed formasjonsfluid inn i porten (306, 308).

2. Anordning ifølge krav 1, hvor arbeidsstrengen (104) er valgt fra gruppen bestående av i) et borerør, ii) et kveilerør, og iii) en kabel.

3. Anordning ifølge krav 1, hvor formasjonstestinnretningen er avtakbart tilkoplet i den minst éne mottaker (202a, 608b).

4. Anordning ifølge et av de foregående krav, pumpen (216) omfatter en pumpemodul (206) som er avtagbart tilkoplet i en annen mottaker (202b) og er operativt tilkoplet til sondemodulen (204, 300) for selektiv fremføring og tilbaketrekking av den fremførbare sonde(210, 302) og for selektiv pressing av formasjonsfluid inn i porten (306, 308) i den fremførbare sonden (210, 302).

5. Anordning ifølge et av de foregående krav, hvor formasjonstestinnretningen videre omfatter en testmodul (208, 616) som er avtagbart tilkoplet i en tredje mottaker (202c, 608) og operativt tilkoplet til sondemodulen (204, 300, 610) for testing av formasjonsfluid som sondemodulen (204, 300, 610) har tatt prøve av.

6. Anordning ifølge et av de foregående krav, hvor det modulære verktøyle-geme (201) omfatter én eller flere aksiale fluidpassasjer (400a-d) for å tillate at fluid strømmer gjennom anordningen.

7. Anordning ifølge et av de foregående krav, hvor det modulære verktøy (118) omfatter en borekontrollinnretning (502) for geostyring under boreoperasjoner.

8. Anordning ifølge krav 7, hvor borekontrollinnretningen (502) omfatter en fremførbar ribbe som er avtagbart tilkoplet til verktøylegemet (504) i den minst éne mottaker (508).

9. Anordning ifølge krav 8, hvor dem fremførbare ribbe omfatter et ribbelege-me (510) som har minst én annen mottaker for mottak av et annet modulært verk-tøy (118).

10. Anordning ifølge krav 9, hvor det annet modulære verktøy (118) omfatter en andre formasjonstestinnretning (522) som er avtakbart tilkoplet i den minst éne andre mottaker.

11. Anordning ifølge et av de foregående krav, hvor formasjonstesteinnretningen inkluderer minst én sensor (218, 520) for avføling av en formasjonskarakteris-tikk valgt fra gruppen bestående av i) trykk; ii) strømningsrate; iii) resistivitet; iv) dielektrisk egenskap; v) temperatur og vi) optiske egenskaper.

12. Anordning ifølge krav 1 til 10, hvor formasjonstesteinnretningen inkluderer minst én sensor (218, 520) for avføling av en boreparameter valgt fra gruppen bestående av i) verktøy azimut; ii) verktøyskråstilling; iii) borkronerotasjon; og iv) vekt på borkronen.

13. Fremgangsmåte til utførelse av en boreoperasjon i et brønnborehull (110, 602), omfattende: (a) tilkopling av ett eller flere modulære verktøy (118) til en arbeidsstreng (104) som har minst én mottaker (202a-c, 608a-d) deri for avtakbar motta-kelse av den éne eller de flere modulære verktøy (118), idet den éne eller de flere modulære verktøy (118) omfatter en formasjonstestinnretning med en sondemodul (204, 300, 610) anordnet i den minst éne mottaker (202a, 608b), idet sondemodulen (204, 300, 610) omfatter et fremførbart sondeelement (210, 302) med en port (306, 308, 516) for å motta formasjonsfluid og en fleksibel barriere (310) anordnet i sonden (210, 302) for adskillelse av porten (306, 308) fra et hydraulisk fluid som befinner seg i et reservoar (312) i sondemodulen (204, 300) (b) føring av arbeidsstrengen (104) inn i borehullet (110, 602), (c) utførelse av boreoperasjonen ved bruk av det éne eller de flere modulære verktøy (118), (d) uttrekking av en fluidprøve fra en tilstøtende formasjon ved bruk av sondemodulen (204, 300), hvori en pumpe (206) som er anordnet på arbeidsstrengen (104) opereres til å variere mengden av hydraulisk fluid i reservoaret (312), slik at den varierende mengde bevirker at den fleksible barriere (310) bøy-es, og den fleksible barriere (310) presser dermed formasjonsfluid inn i porten (306, 308).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvor arbeidsstrengen (104) er valgt fra en gruppe bestående av i) et borerør, ii) et kveilerør, og iii) en kabel.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 13 eller 14, hvor prøvetaking av fluidet videre omfatter selektiv fremføring av det fremførbare sondeelement (210, 302) og å presse fluidet inn i porten (306, 308, 516) idet fremførbare sondeelement (210, 302) ved bruk av en pumpemodul (206) som er avtakbart tilkoplet i en andre mottaker i arbeidsstrengen (104) og som opptar pumpen (206).

16. Fremgangsmåte ifølge krav 13 til 15, hvor det éne eller de flere modulære verktøy (118) videre omfatter en testmodul (208, 616) som er tilkoplet til arbeidsstrengen (104) i en tredje mottaker (202c, 608d) og er operativt tilkoplet til sondemodulen (204, 300, 610), og hvor boreoperasjonen videre omfatter testing av det fluid det er tatt prøve av ved bruk av testmodulen (208, 616).

17. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvor det ene eller de flere modulære verk-tøy (118) omfatter en fremførbar ribbe, og boreoperasjonen omfatter styring av boreretningen ved bruk av den fremførbare ribbe.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, hvor den fremførbare ribbe omfatter minst én annen mottaker for mottak av et andre modulært verktøy.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, hvor formasjonstestinnretningen videre omfatter en testmodul (616) som er avtakbart tilkoplet i den andre mottaker.