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Die
Erfindung bezieht sich auf Techniken zum Durchführen einer Formationsbewertung
einer unterirdischen Formation durch ein Bohrlochwerkzeug, das in
einem die unterirdische Formation durchdringenden Bohrloch positioniert
ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Techniken zum Verringern
der Kontamination von Formationsfluiden, die in das Bohrlochwerkzeug
angesaugt und/oder durch dieses bewertet werden.
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Bohrlöcher werden
gebohrt, um Kohlenwasserstoffe zu lokalisieren und zu fördern. Um
ein Bohrloch zu bilden, wird ein Bohrloch-Bohrwerkzeug, das an einem
Ende eine Krone aufweist, in die Erde vorgetrieben. Beim Vortreiben
des Bohrwerkzeugs wird Bohrschlamm durch das Bohrwerkzeug und aus
der Bohrkrone heraus gepumpt, um das Bohrwerkzeug zu kühlen und
Bohrabfälle
abzutransportieren. Das Fluid verlässt die Bohrkrone und fließt zur zurück an die
Oberfläche,
um erneut durch das Werkzeug umgewälzt zu werden. Der Bohrschlamm
wird auch dazu verwendet, einen Schlammkuchen zur Auskleidung des
Bohrlochs zu bilden.
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Während des
Bohrvorgangs sollten verschiedene Bewertungen der von dem Bohrloch durchdrungenen
Formationen durchgeführt
werden. In manchen Fällen
kann das Bohrwerkzeug mit Vorrichtungen zur Prüfung der umgebenden Formation und/oder
zur Entnahme von Proben aus dieser versehen sein. In manchen Fällen kann
das Bohrwerkzeug entfernt und ein Seilarbeitswerkzeug in dem Bohrloch
eingesetzt werden, um die Formation zu prüfen und/oder Proben aus dieser
zu entnehmen. In anderen Fällen
kann das Bohrwerkzeug dazu verwendet werden, das Prüfen oder
Probenehmen durchzuführen.
Diese Proben oder Prüfungen
können
beispielsweise dazu verwendet werden, wertvolle Kohlenwasserstoffe
zu lokalisieren.
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Die
Formationsbewertung erfordert häufig, dass
zum Prüfen
und/oder Probenehmen Fluid aus der Formation in das Bohrlochwerkzeug
aufgenommen wird. Aus dem Bohrlochwerkzeug werden verschiedene Vorrichtungen
wie etwa Sonden ausgefahren, um eine Fluidverbindung mit der das
Bohrloch umgebenden Formation herzustellen und Fluid in das Bohrlochwerkzeug
anzusaugen. Eine typische Sonde ist ein kreisförmiges Element, das von dem Bohrlochwerkzeug
ausgefahren und gegen die Seitenwand des Bohrlochs positioniert
wird. Um eine Abdichtung an der Bohrlochseitenwand zu schaffen, wird
am Ende der Sonde ein Gummidichtungsstück verwendet. Eine weitere
Vorrichtung, die zur Bildung einer Abdichtung an der Bohrlochseitenwand
verwendet wird, wird als Zweifach-Dichtungsstück (dual packer) bezeichnet.
Bei einem Zweifach-Dichtungsstück
verlaufen zwei elastomere Ringe radial um das Werkzeug, um einen
Abschnitt des Bohrlochs dazwischen zu isolieren. Die Ringe bilden
eine Abdichtung an der Bohrlochwand und ermöglichen das Ansaugen von Fluid
in den isolierten Abschnitt des Bohrlochs und in einen Einlass im
Bohrlochwerkzeug.
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Der
das Bohrloch auskleidende Schlammkuchen wird häufig dazu genutzt, das Herstellen
der Abdichtung an der Bohrlochwand durch die Sonde und/oder das
Zweifach-Dichtungsstück
zu unterstützen.
Sobald die Abdichtung hergestellt ist, wird Fluid aus der Formation
durch einen Einlass in das Bohrlochwerkzeug angesaugt, indem der
Druck im Bohrlochwerkzeug abgesenkt wird. Beispiele von Sonden und/oder
Dichtungsstücken,
die in Bohrlochwerkzeugen verwendet werden, sind in
US 6 301 959 ,
US 4 860 581 ,
US 4 936 139 ,
US 6 585 045 ,
US 6 609 568 und
US 6 719 049 sowie in der US-Patentanmeldung Nr.2004/0000433
beschrieben.
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Die
Formationsbewertung wird im Allgemeinen an in das Bohrlochwerk zeug
angesaugten Fluiden durchgeführt.
Gegenwärtig
gibt es Techniken zum Durchführen
verschiedener Messungen und Vorprüfungen und/oder zum Probensammeln
von Fluiden, die in das Bohrlochwerkzeug eindringen. Jedoch ist
entdeckt worden, dass dann, wenn die Formationsfluide in das Bohrlochwerkzeug
strömen,
verschiedene Schmutzstoffe wie etwa Bohrlochfluide und/oder Bohrschlamm
mit den Formationsfluiden in das Werkzeug eindringen können. Diese
Schmutzstoffe können
die Qualität
der Messungen und/oder Probenahmen der Formationsfluide beeinflussen. Zudem
kann eine Kontamination zu teuren Verzögerungen der Bohrlochvorgänge führen, da
sie zusätzliche
Zeit für
ein weiteres Prüfen
und/oder Probenehmen erfordern. Außerdem können solche Probleme schlechte
Ergebnisse erbringen, die fehlerbehaftet und/oder unbrauchbar sind.
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Daher
sollte das Formationsfluid, das in das Bohrlochwerkzeug eindringt,
für ein
gültiges
Prüfen hinreichend "sauber" oder "jungfräulich" sein. Mit anderen
Worten, das Formationsfluid sollte wenig oder keine Verschmutzung
aufweisen. Es sind Versuche gemacht worden, um Schmutzstoffe daran
zu hindern, mit dem Formationsfluid in das Bohrlochwerkzeug einzudringen.
Wie in
US 4 951 749 gezeigt
ist, sind beispielsweise Filter in Sonden positioniert worden, um
Schmutzstoffe daran zu hindern, mit dem Formationsfluid in das Bohrlochwerkzeug
einzudringen. Wie in
US 6 301
959 gezeigt ist, ist außerdem eine Sonde mit einem
Schutzring versehen, um verschmutzte Fluide von sauberem Fluid,
wenn es in die Sonde eintritt, abzuleiten.
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Trotz
des Vorhandenseins von Techniken zum Durchführen einer Formationsbewertung
und zum Versuchen, mit der Kontamination umzugehen, besteht noch
immer ein Bedarf, den Fluss von Fluiden durch das Bohrlochwerkzeug
zu beeinflussen, um die Verschmutzung zu verringern, wenn er in
das Bohrlochwerkzeug eintritt und/oder durch dieses hindurchgeht.
Solche Techniken sollten fähig
sein, Schmutzstoffe von dem sauberen Fluid abzuleiten. Ferner sollten
solche Techniken unter anderem mehr oder weniger zu Folgendem fähig sein:
Analysieren des durch die Fließlinien
strömenden
Fluids, wahlweises Beeinflussen des Fluidflusses durch das Bohrlochwerkzeug,
Reagieren auf eine erfasste Verschmutzung, Beseitigen der Verschmutzung und/oder
Schaffen einer Flexibilität
beim Transport von Fluiden im Bohrlochwerkzeug.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen,
die die soeben genannten Vorteile besitzen und die weiter oben genannten
Nachteile beseitigen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
System nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
und den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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In
wenigstens einem Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Formationsbewertungssystem
bei verringerter Kontamination für
ein Bohrlochwerkzeug, das in einem Bohrloch positionierbar ist,
das eine unterirdische Formation, die ein jungfräuliches Fluid und ein verschmutztes
Fluid enthält,
durchdringt.
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Das
System ist versehen mit wenigstens zwei Einlässen zum Aufnehmen der Fluide
aus der Formation, wenigstens einer Bewertungsfließlinie, die
mit wenigstens einem der wenigstens zwei Einlässe für den Durchgang des jungfräulichen
Fluids in das Bohrlochwerkzeug fluidisch verbunden ist, wenigstens
einer Reinigungsfließlinie,
die mit wenigstens einem der Einlässe für den Durchgang des verschmutzten
Fluids in das Bohrlochwerkzeug fluidisch verbunden ist, wenigstens
einem Fluidkreislauf, der mit den Bewertungs- und/oder den Reinigungsfließlinien
fluidisch verbunden ist, um in diese wahlweise Fluid anzusaugen,
wenigstens einem Fluidverbinder, um wahlweise eine Fluidverbindung
zwischen den Bewertungs- und/oder den Reinigungsfließlinien
herzustellen, und wenigstens einem Sensor zum Messen von Bohrlochparametern
in den Bewertungs- und/oder Reinigungsfließlinien.
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In
einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Formationsbewertungswerkzeug
bei verringerter Kontamination für
ein Bohrlochwerkzeug, das in einem Bohrloch positionierbar ist,
das eine unterirdische Formation, die ein jungfräuliches Fluid und ein verschmutztes
Fluid enthält,
durchdringt. Das Werkzeug ist versehen mit einer Fluidverbindungsvorrichtung,
die für
einen abdichtenden Eingriff mit einer Wand des Bohrlochs aus dem
Gehäuse ausfahrbar
ist und wenigstens zwei Einlässe
aufweist, um die Fluide aus der Formation aufzunehmen, wenigstens
einer Bewertungsfließlinie,
die im Gehäuse
positioniert und mit wenigstens einem der Einlässe für den Durchgang des jungfräulichen
Fluids in das Bohrlochwerkzeug fluidisch verbunden ist, wenigstens
einer Reinigungsfließlinie,
die mit den Einlässen
für den
Durchgang des verschmutzten Fluids in das Bohrlochwerkzeug fluidisch
verbunden ist, wenigstens einem Fluidkreislauf, der mit der Bewertungs-
und/oder der Reinigungsfließlinie
fluidisch verbunden ist, um in diese wahlweise Fluid anzusaugen, wenigstens
einem Fluidverbinder, der wahlweise eine Fluidverbindung zwischen
der Bewertungs- und/oder der Reini gungsfließlinie herstellt, und wenigstens
einem Sensor zum Messen von Bohrlochparametern in den Bewertungs-
und/oder Reinigungsfließlinien.
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In
einem nochmals weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein
Verfahren zum Bewerten einer unterirdischen Formation, die ein jungfräuliches Fluid
und ein verschmutztes Fluid enthält.
Das Verfahren schließt
ein Bohrlochwerkzeug ein, das wenigstens zwei Einlässe aufweist,
die geeignet sind, die Fluide in wenigstens eine Bewertungsfließlinie und
wenigstens eine Reinigungsfließlinie
im Bohrlochwerkzeug aufzunehmen. Das Werkzeug wird in einem Bohrloch
positioniert, das die Formation durchdringt, in die Bewertungs-
und/oder die Reinigungsfließlinien
wird wahlweise Fluid angesaugt, zwischen den Bewertungs- und/oder den Reinigungsfließlinien
wird wahlweise eine Fluidverbindung hergestellt, und es werden Bohrlochparameter
der Fluide in den Bewertungs- und/oder Reinigungsfließlinien
gemessen.
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In
einem weiteren Aspekt schließlich
bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Ansaugen von Fluid
in ein Bohrlochwerkzeug, das in einem Bohrloch positionierbar ist,
das eine Formation, die ein jungfräuliches Fluid und ein verschmutztes
Fluid enthält,
durchdringt. Das Verfahren umfasst das Positionieren einer Fluidverbindungsvorrichtung
des Bohrlochwerkzeugs in einen abdichtenden Eingriff mit einer Wand
des Bohrlochs, das Herstellen einer Fluidverbindung zwischen wenigstens
einer Bewertungsfließlinie
der Fluidverbindungsvorrichtung und der Formation, das Herstellen
einer Fluidverbindung zwischen wenigstens einer Reinigungsfließlinie der Fluidverbindungsvorrichtung
und der Formation, das Pumpen von Fluid in die Reinigungsfließlinie mit
einer Reinigungspumpleistung, das Pumpen von Fluid in die Bewertungsfließlinie mit
einer Bewertungspumpleistung, das wahlweise Verändern der Reinigungspumpleistung
und/oder der Bewertungspumpleistung für ein diskretes Zeitintervall
und das Durchführen
der Formationsbewertung des Fluids in der Bewertungs- und/oder der
Reinigungsfließlinie
nach dem Zeitintervall.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen
dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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1 ist
eine schematische Darstellung, teilweise in einem Querschnitt, des
Bohrloch-Formationsbewertungswerkzeugs, das in der Nähe einer
unterirdischen Formation in einem Bohrloch positioniert ist.
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2 ist
eine schematische Darstellung eines Abschnitts des Bohrloch-Formationsbewertungswerkzeugs
von 1, die ein Fluidflusssystem zum Auf nehmen von
Fluid aus der angrenzenden Formation zeigt.
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3 ist
eine schematische, detaillierte Darstellung des Bohrlochwerkzeugs
und des Fluidflusssystems von 2.
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4A ist
ein Diagramm, das die Durchflüsse
von Fluid durch das Bohrlochwerkzeug von 2 durch
nicht synchronisiertes Pumpen zeigt. Die 4B1–4 sind
schematische Darstellungen von Fluid, das durch das Bohrlochwerkzeug
von 2 an den Punkten A-D von 4A strömt.
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5A ist
ein Diagramm, das die Durchflüsse
von Fluid durch das Bohrlochwerkzeug von 2 durch
synchronisiertes Pumpen zeigt. Die 5B1–4 sind
schematische Darstellungen von Fluid, das durch das Bohrlochwerkzeug
von 2 an den Punkten A-D von 5A strömt.
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6A ist
ein Diagramm, das die Durchflüsse
von Fluid durch das Bohrlochwerkzeug von 2 durch
teilweise synchronisiertes Pumpen zeigt. Die 6B1–4 sind
schematische Darstellungen von Fluid, das durch das Bohrlochwerkzeug
von 2 an den Punkten A-D von 6A strömt.
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7A ist
ein Diagramm, das die Durchflüsse
von Fluid durch das Bohrlochwerkzeug von 2 durch
versetzt synchronisiertes Pumpen zeigt. Die 7B1–5 sind
schematische Darstellungen von Fluid, das durch das Bohrlochwerkzeug
von 2 an den Punkten A-E von 7A strömt;
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8A ist
ein Diagramm, das die Durchflüsse
von Fluid durch das Bohrlochwerkzeug von 2 und ferner
den Fluss in eine Probenkammer zeigt. Die 8B1–5 sind
schematische Darstellungen von Fluid, das durch das Bohrlochwerkzeug
von 2 an den Punkten A-E von 8A strömt.
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Zunächst ist
in 1 ein Bohrlochwerkzeug gezeigt, das in Verbindung
mit der Erfindung verwendbar ist. Es kann jedes Bohrlochwerkzeug,
das zum Durchführen
einer Formationsbewertung geeignet ist, wie etwa ein Rohrwendel-Bohrwerkzeug (coiled
tubing-Werkzeug) oder ein anderes Bohrlochwerkzeug verwendet werden.
Das Bohrlochwerkzeug von 1 ist ein herkömmliches
Seilarbeitswerkzeug 10, das von einem Bohrgestell 12 über ein Seilarbeitskabel 16 eingefahren
und in der Nähe
einer Formation F positioniert wird. Das Bohrlochwerkzeug 10 ist
mit einer Sonde 18 versehen, die zum Abdichten an der Wand
und zum Ansaugen von Fluid aus der Formation in das Bohrlochwerkzeug 10 geeignet
ist. Es sind auch Zweifach-Dichtungsstücke 21 gezeigt, um
zu demonstrieren, dass verschiedene Fluidverbindungsvorrichtungen
wie etwa Sonden und/oder Dichtungsstücke verwendet werden können, um
Fluid in das Bohrlochwerkzeug 10 zu saugen. Stützkolben 19 unterstützen das
Drücken
des Bohrlochwerkzeugs 10 und der Sonde 18 gegen
die Bohrlochwand.
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2 ist
eine schematische Darstellung eines Abschnitts des Bohrlochwerkzeugs 10 von 1,
die ein Fluidflusssystem 34 zeigt. Die Sonde 18 wird
für einen
Eingriff mit der Bohrlochwand vorzugsweise von dem Bohrlochwerkzeug 10 ausgefahren.
Die Sonde 18 ist mit einem Dichtungsstück 20 zum Abdichten
an der Bohrlochwand versehen. Das Dichtungsstück 20 gelangt mit
der Bohrlochwand in Kontakt und bildet mit dem Schlammkuchen 22,
der das Bohrloch auskleidet, eine Abdichtung. Der Schlammkuchen
dringt in die Bohrlochwand ein und schafft eine Eindringzone 24 um
das Bohrloch. Die Eindringzone 24 enthält Schlamm und andere Bohrlochfluide,
die die umgebenden Formationen einschließlich der Formation F und eines
darin enthaltenen Teils des sauberen Formationsfluids verschmutzen.
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Die
Sonde
18 ist vorzugsweise mit wenigstens zwei Fließlinien,
einer Bewertungsfließlinie
28 und
einer Reinigungsfließlinie
30,
versehen. Selbstverständlich
können
in Fällen,
in denen Zweifach-Dichtungsstücke
verwendet werden, Einlässe dazwischen
vorgesehen sein, um Fluid in die Bewertungs- und Reinigungsfließlinien
28,
30 im
Bohrlochwerkzeug
10 anzusaugen. Beispiele von Fluidverbindungsvorrichtungen
wie etwa Sonden und Zweifach-Dichtungsstücke, die zum Ansaugen von Fluid in
getrennte Fließlinien
verwendet werden, sind in der US-Patentanmeldung 6719049 und der
veröffentlichten
US-Patentanmeldung Nr. 20040000433 und in
US 6 301 959 gezeigt.
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Die
Bewertungsfließlinie 28 erstreckt
sich in das Bohrlochwerkzeug 10 und wird verwendet, um sauberes
Formationsfluid zum Prüfen
und/oder Probenehmen in das Bohrlochwerkzeug 10 zu leiten.
Die Bewertungsfließlinie 28 erstreckt
sich bis zu einer Probenkammer 35 zum Sammeln von Proben
des Formationsfluids. Die Reinigungsfließlinie 30 erstreckt
sich in das Bohrlochwerkzeug 10 und wird verwendet, um
verschmutztes Fluid von dem sauberen Fluid, das in die Bewertungsfließlinie 28 fließt, abzuziehen.
Verschmutztes Fluid kann durch eine Austrittsöffnung 37 in das Bohrloch
geleert werden. Um Fluid durch die Fließlinien zu transportieren,
können eine
oder mehrere Pumpen 36 verwendet werden. Zwischen der Bewertungs-
und der Reinigungsfließlinie 28, 30 ist
vorzugsweise ein Teiler oder eine Barriere abgeordnet, der das darin
fließende
Fluid trennt.
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In 3 ist
nun das Fluidflusssystem 34 von 2 ausführlicher
gezeigt. In dieser Figur wird über die
Sonde 18 Fluid in die Bewertungs- und die Reinigungsfließlinie 28, 30 angesaugt.
Wenn Fluid in das Werkzeug strömt,
bricht das verschmutzte Fluid in der Eindringzone 24 (2)
durch, so dass das saubere Fluid 26 in die Bewertungsfließlinie 28 eindringen
kann (3). Verschmutztes Fluid 24 wird, wie durch
die Pfeile gezeigt ist, von der Bewertungsfließlinie 28 weg in die
Reinigungsfließlinie 30 gesaugt. 3 zeigt
die Sonde 18 mit einer Reinigungsfließlinie 30, die einen
Ring um die Oberfläche
der Sonde 18 bildet. Jedoch können selbstverständlich andere Auslegungen
einer oder mehrerer Einlass- und Flusslinien, die durch die Sonde 18 verlaufen,
verwendet werden.
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Die
Bewertungs- und die Reinigungsfließlinie 28, 30 erstrecken
sich von der Sonde 18 durch das Fluidflusssystem 34 des
Bohrlochwerkzeugs 10. Die Bewertungs- und die Reinigungsfließlinie 28, 30 stehen
wahlweise mit Fließlinien,
die sich durch das Fluidflusssystem 34 erstrecken, in Fluidverbindung,
wie weiter unten näher
beschrieben wird. Das Fluidflusssystem 34 von 3 umfasst
verschiedene Merkmale zum Beeinflussen des Flusses von sauberem und/oder
verschmutztem Fluid, wenn es von einem Ort flussaufwärts in der
Nähe der
Formation zu einem Ort flussabwärts
durch das Bohrlochwerkzeug 10 strömt. Das System ist mit verschiedenen
Fluidmess- und/oder Fluidbeeinflussvorrichtungen wie etwa Fließlinien 28, 29, 30, 31, 32, 33, 35,
Pumpen 36, Vorprüfkolben 40,
Probenkammern 42, Ventilen 44, Fluidverbindern 48, 51 und
Sensoren 38, 46 versehen. Das System kann außerdem mit
verschiedenen Zusatzvorrichtungen wie etwa Drosseln, Trennern, Prozessoren
und anderen Vorrichtungen zum Manipulieren bzw. Beeinflussen des
Flusses und/oder Abwickeln verschiedener Formationsbewertungsvorgänge versehen
sein.
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Die
Bewertungsfließlinie 28 geht
von der Sonde 18 aus und ist mit Fließlinien, die durch das Bohrlochwerkzeug 10 verlaufen,
fluidisch verbunden. Die Bewertungsfließlinie 28 ist vorzugsweise
mit einem Vorprüfkolben 40a und
Sensoren wie etwa einem Druckmesser 38a und einem Fluidanalysator 46a versehen.
Die Reinigungsfließlinie 30 geht
von der Sonde 18 aus und ist mit Fließlinien, die durch das Bohrlochwerkzeug 10 verlaufen,
fluidisch verbunden. Die Reinigungsfließlinie 30 ist vorzugsweise mit
einem Vorprüfkolben 40b und
Sensoren wie etwa einem Druckmesser 38b und einem Fluidanalysator 46b versehen.
Mit der Bewertungs- und der Reinigungsfließlinie 28 und 30 können Sensoren
wie etwa ein Druckmesser 38c verbunden sein, um dazwischen
Parameter wie etwa den Differenzdruck zu messen. Solche Sensoren
können,
falls gewünscht, an
anderen Stellen entlang der Fließlinien des Fluidflusssystems 34 angeordnet
sein.
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Um
Fluid in das Werkzeug anzusaugen und einen Vorprüfvorgang abzuwickeln, können ein
oder mehrere Vorprüfkolben
vorgesehen sein. Vorprüfungen
werden im Allgemeinen durchgeführt,
um eine Druckaufzeichnung des abfallenden oder sich aufbauenden
Drucks in der Fließlinie
zu erzeugen, wenn Fluid durch die Sonde 18 in das Bohrlochwerkzeug 10 angesaugt
wird. Der Vorprüfkolben
kann, wenn er in Kombination mit einer Sonde, die eine Bewertungs-
und eine Reinigungsfließlinie
aufweist, verwendet wird, entlang jeder Fließlinie angeordnet sein, um
Kurven der Formation zu erzeugen. Diese Kurven können verglichen und analysiert
werden. Zusätzlich
können
die Vorprüfkolben
verwendet werden, um Fluid in das Werkzeug anzusaugen, um den Schlammkuchen
entlang der Bohrlochwand aufzubrechen. Die Kolben können synchron
oder mit unterschiedlicher Geschwindigkeit hin- und herbewegt werden,
um Druckdifferenzen unter den jeweiligen Fließlinien auszugleichen und/oder
zu erzeugen.
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Die
Vorprüfkolben
können
außerdem
dazu verwendet werden, Probleme während des Betriebs zu diagnostizieren
und/oder zu erfassen. Wenn die Kolben mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
hin- und herbewegt werden, kann die Unversehrtheit der Isolation
zwischen den Linien festgestellt werden. Wenn sich eine Druckänderung
in einer Fließlinie
in einer zweiten Fließlinie
widerspiegelt, kann dies ein Anzeichen dafür sein, dass eine unzureichende
Isolation zwischen den Fließlinien
besteht. Ein Mangel an Isolation zwischen den Fließlinien
kann angeben, dass zwischen den Fließlinien eine unzureichende Isolation
besteht. Die Druckablesungen an den Fließlinien während der Hin- und Herbewegung
der Kolben können
zur Unterstützung
der Diagnose von Problemen oder der Überprüfung hinreichender Funktionsfähigkeit
verwendet werden.
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Das
Fluidflusssystem 34 kann mit Fluidverbindern wie etwa einer Überführung 48 und/oder
einem Übergang 51 zum
Leiten von Fluid zwischen der Bewertungs- und der Reinigungsfließlinie 28, 30 (und/oder
damit fluidisch verbundenen Fließlinien) versehen sein. Diese
Vorrichtungen können
an verschiedenen Orten entlang des Fluidflusssystems 34 positioniert
sein, um den Fluidfluss von einer oder mehreren Fließlinien
zu gewünschten
Komponenten oder Abschnitten des Bohrlochwerkzeugs 10 umzuleiten.
Wie in 3 gezeigt ist, kann eine drehbare Überführung 48 verwendet
werden, um die Bewertungsfließlinie 28 mit
der Fließlinie 32 und
die Reinigungsfließlinie 30 mit
der Fließlinie 29 fluidisch
zu verbinden. Mit anderen Worten, Fluid von den Fließlinien
kann, falls erwünscht, wahlweise
zwischen verschiedenen Fließlinien
umgeleitet werden. Beispielsweise kann Fluid von der Fließlinie 28 zum
Flusskreislauf 50b und Fluid von der Fließlinie 30 zum Flusskreislauf 50a umgeleitet
werden.
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Der
in 3 gezeigte Übergang 51 enthält eine
Reihe von Ventilen 44a, b, c, d und zugeordnete Verbindungsfließlinien 52 und 54.
Das Ventil 44a ermöglicht
das Strömen
von Fluid von der Fließlinie 29 zur
Verbindungsfließlinie 54 und/oder
durch die Fließlinie 31 zum
Flusskreislauf 50a. Das Ventil 44b ermöglicht das
Strömen
von Fluid von der Fließlinie 32 zur
Verbindungsfließlinie 54 und/oder
durch die Fließlinie 35 zum
Flusskreislauf 50b. Das Ventil 44c ermöglicht das
Fließen
von Fluid zwischen den Fließlinien 29, 32 flussaufwärts von
den Ventilen 44a und 44b. Das Ventil 44d ermöglicht das
Fließen
von Fluid zwischen den Fließlinien 31, 35 flussabwärts von
den Ventilen 44a und 44b. Diese Konfiguration
ermöglicht das
wahlweise Mischen von Fluid zwischen den Bewertungs- und Reinigungsfließlinien 28, 30.
Dies kann beispielsweise dazu verwendet werden, Fluid wahlweise
von den Fließlinien
zu einem oder beiden der Probenahme-Kreisläufe 50a, b zu leiten.
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Die
Ventile 44a und 44b können außerdem als Trennventile verwendet
werden, um Fluid in der Fließlinie 29 oder 32 von
dem restlichen Fluidflusssystem 34, das sich flussabwärts von
den Ventilen 44a, b befindet, zu trennen. Die Trennventile
werden geschlossen, um ein festes Fluidvolumen innerhalb des Bohrlochwerkzeugs
(d. h. in den Fließlinien
zwischen der Formation und den Ventilen 44a, b) einzuschließen. Das
sich flussaufwärts
von den Ventilen 44a und/oder 44b befindende feste
Volumen wird zur Durchführung
von Bohrlochmessungen wie etwa des Drucks und der Beweglichkeit
bzw. des Fließvermögens verwendet.
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In
manchen Fällen
ist es wünschenswert, während der
Probenahme eine Trennung zwischen der Bewertungs- und der Reinigungsfließlinie 28, 30 aufrechtzuerhalten.
Dies kann beispielsweise dadurch vollzogen werden, dass die Ventile 44c und/oder 44d geschlossen
werden, um einen Übergang
von Fluid zwischen den Fließlinien 29 und 32 bzw. 31 und 35 zu
verhindern. In anderen Fällen
kann eine Fluidverbindung zwischen den Fließlinien wünschenswert sein, um Bohrlochmessungen
wie etwa des Formationsdrucks und/oder Beweglichkeitsschätzungen
durchzuführen.
Dies kann beispielsweise dadurch vollzogen werden, dass die Ventile 44a,
b geschlossen und die Ventile 44c und/oder 44d geöffnet werden,
um zuzulassen, dass Fluid zwischen den Fließlinien 29 und 32 bzw. 31 und 35 fließt. Wenn Fluid
in die Fließlinien
fließt,
können
die entlang der Fließlinien
angeordneten Druckmesser dazu verwendet werden, den Druck zu messen
und die Änderung des
Volumens und der Strömungsfläche an der Grenzfläche zwischen
der Sonde und der Formationswand zu bestimmen. Diese Informationen
können verwendet
werden, um die Formationsbeweglichkeit zu erzeugen.
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Die
Ventile 44c, d können
auch dazu verwendet werden, einen Übergang von Fluid zwischen
den Fließlinien
innerhalb des Bohrlochwerkzeugs 10 zu ermöglichen,
um eine Druckdifferenz zwischen den Fließlinien zu verhindern. Bei
Fehlen eines solchen Ventils könnten
Druckdifferenzen zwischen den Fließlinien dazu führen, dass
Fluid von einer Fließlinie
durch die Formation und zurück
in eine andere Fließlinie
im Bohrlochwerkzeug 10 fließt, was Messungen wie etwa
der Beweglichkeit und des Drucks verfälschen kann.
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Der Übergang 51 kann
auch dazu verwendet werden, Abschnitte des Fluidflusssystems 34 flussabwärts davon
von einem Abschnitt des Fluidflusssystems 34 flussaufwärts davon
zu trennen. Der Übergang 51 kann
beispielsweise (durch Schließen der
Ventile 44a, b) dazu verwendet werden, Fluid von einer
Stelle flussaufwärts
vom Übergang 51,
beispielsweise über
das Ventil 44j und die Fließlinie 25, zu anderen
Abschnitten des Bohrlochwerkzeugs 10 zu leiten, um dadurch
die Fluidflusskreisläufe
zu vermeiden. In einem weiteren Beispiel kann durch Schließen der
Ventile 44a, b und Öffnen
des Ventils d diese Konfiguration dazu verwendet werden, einen Übergang
von Fluid zwischen den Fluidkreisläufen 50 und/oder anderen
Teilen des Bohrlochwerkzeugs 10 über das Ventil 44k und
die Fließlinie 39 zuzulassen.
Diese Konfiguration kann auch dazu verwendet werden, einen Übergang
von Fluid zwischen anderen Komponenten und den Fluidflusskreisläufen 50a, 50b zu
ermöglichen,
ohne mit der Sonde 18 in Fluidverbindung zu stehen. Dies
kann beispielsweise in Fällen,
in denen Zusatzkomponenten wie etwa zusätzliche Sonden und/oder Fluidflussmodule
flussabwärts
vom Übergang
vorhanden sind, sinnvoll sein.
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Der Übergang 51 kann
außerdem
so betätigt werden,
dass die Ventile 44a und 44d geschlossen sind
und die Ventile 44b und 44c geöffnet ist. In dieser Konfiguration
kann Fluid von beiden Fließlinien von
einer Stelle flussaufwärts
vom Übergang 51 zur Fließlinie 35 geleitet
werden. Alternativ können
die Ventile 44b und 44d geschlossen und die Ventile 44a und 44c geöffnet werden,
so dass Fluid von beiden Fließlinien
von einer Stelle flussaufwärts
vom Übergang 51 zur
Fließlinie 31 geleitet
werden kann.
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Die
Flusskreisläufe 50a und 50b (gelegentlich
Probenahme- oder Fluidkreisläufe
genannt) enthalten vorzugsweise Pumpen 36, eine Probenkammer 42,
Ventile 44 und zugeordnete Fließlinien, um wahlweise Fluid
durch das Bohrlochwerkzeug 10 zu befördern. Es können ein oder mehrere Flusskreisläufe verwendet
werden. Zum Zweck der Beschreibung sind zwei verschiedene Flusskreisläufe 50a, 50b gezeigt,
jedoch können
gleiche oder veränderte Flusskreisläufe verwendet
werden.
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Die
Fließlinie 31 erstreckt
sich vom Übergang 51 zum
Flusskreislauf 50a. Das Ventil 44e ist vorgesehen,
um wahlweise zuzulassen, dass Fluid in den Flusskreislauf 50a fließt. Fluid
kann von der Fließlinie 31 über das
Ventil 44e zur Fließlinie 33a1 und
durch die Austrittsöffnung 56a zum
Bohrloch abgeleitet werden. Alternativ kann Fluid von der Fließlinie 31 über das
Ventil 44e und durch die Fließlinie 33a2 zum Ventil 44f umgeleitet
werden. In der Fließlinie 33a1 und 33a2 können Pumpen 36a1 bzw. 36a2 vorgesehen
sein.
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Fluid,
das durch die Fließlinie 33a2 strömt, kann über das
Ventil 44f und die Fließlinie 33b1 zum Bohrloch
oder über
die Fließlinie 33b2 zum
Ventil 44g umgeleitet werden. In der Fließlinie 33b2 kann eine
Pumpe 36b angeordnet sein.
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Fluid,
das durch die Fließlinie 33b2 strömt, kann über das
Ventil 44g zur Fließlinie 33c1 oder
zur Fließlinie 33c2 geleitet
werden. Fluid, das zur Fließlinie 33c1 umgeleitet
wird, kann über
das Ventil 44h und durch die Fließlinie 33d1 zum Bohrloch
oder durch die Fließlinie 33d2 zurück geleitet
werden. Fluid, das durch die Fließlinie 33c2 umgeleitet
wird, wird in der Probenkammer 42a gesammelt. Die Puffer-Fließlinie 33d3 erstreckt
sich in das Bohrloch und/oder ist mit der Fließlinie 33d2 fluidisch
verbunden. In der Fließlinie 33d3 ist
eine Pumpe 36c angeordnet, um Fluid hindurchzubefördern.
-
Der
Flusskreislauf 50b ist mit einem Ventil 44e' gezeigt, das
wahlweise das Fließen
von Fluid von der Fließlinie 35 in
den Flusskreislauf 50b zulässt. Fluid kann durch das Ventil 44e' in die Fließlinie 33c1' oder in die
Fließlinie 33c2' zur Probenkammer 42b fließen. Fluid,
das durch die Fließlinie 33c1' strömt, kann über das
Ventil 44g' zur
Fließlinie 33d1' und danach
zum Bohrloch oder zur Fließlinie 33d2' geleitet werden.
Die Puffer-Fließlinie 33d3' erstreckt sich
von der Probenkammer 42b zum Bohrloch und/oder ist mit
der Fließlinie 33d2' fluidisch verbunden.
In der Fließlinie 33d3' ist eine Pumpe 36d angeordnet,
um Fluid hindurchzubefördern.
-
Für den Flusssteuerkreislauf
können
verschiede Flusskonfigurationen verwendet werden. Beispielsweise
können
zusätzliche
Probenkammern enthalten sein. In einer oder mehreren Fließlinien
des gesamten Kreislaufs können
eine oder mehrere Pumpen angeordnet sein. Um das Pumpen und Umleiten
von Fluid in Probenkammern und/oder in das Bohrloch zu ermöglichen,
können
verschiedenartige Ventilanordnungen und zugeordnete Fließlinien
vorgesehen sein.
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Die
Flusskreisläufe 50a, 50b können nebeneinander
angeordnet sein, wie in 3 gezeigt ist. Alternativ können die
Flusskreisläufe
oder ein Teil von diesen um das Bohrlochwerkzeug angeordnet und über Fließlinien
fluidisch verbunden sein. In manchen Fällen können Abschnitte der Flusskreisläufe (sowie
andere Abschnitte des Werkzeugs wie etwa die Sonde) in Modulen angeordnet
sein, die in verschiedenen Konfigurationen verbindbar sind, um das Bohrlochwerkzeug
zu bilden. Mehrfache Flusskreisläufe
können
an verschiedenen Orten und/oder in verschiedenen Konfigurationen
enthalten sein. Im gesamten Bohrlochwerkzeug können eine oder mehrere Fließlinien
zur Verbindung mit dem einen oder den mehreren Flusskreisläufen verwendet
werden.
-
Es
sind ein Ausgleichsventil 44i und eine zugeordnete Fließlinie 49,
die mit der Fließlinie 29 verbunden
sind, gezeigt. Entlang der Bewertungs- und/oder der Reinigungsfließlinie können eines
oder mehrere solcher Ausgleichsventile angeordnet sein, um den Druck
zwischen der Fließlinie
und dem Bohrloch auszugleichen. Dieser Ausgleich erlaubt das Ausgleichen
der Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Werkzeugs und dem
Bohrloch, so dass das Werkzeug nicht an der Formation hängen bleibt.
Außerdem
trägt eine
Ausgleichsfließlinie
dazu bei, sicherzustellen, dass das Innere der Fließlinien
von unter Druck stehenden Fluiden und Gasen entleert ist, wenn das
Werkzeug zur Oberfläche
hochsteigt. Dieses Ventil kann an verschiedenen Stellen entlang
einer oder mehrerer Fließlinien
vorhanden sein. Vor allem dort, wo angenommen wird, dass an mehreren Orten
Druck eingeschlossen ist, können
mehrere Ausgleichsventile eingesetzt werden. Alternativ können andere
Ventile 44 im Werkzeug so konfiguriert sein, dass sie automatisch öffnen, um
an mehreren Orten den Druck auszugleichen.
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Um
den Fluidfluss durch die Fließlinien
zu lenken und/oder zu steuern, können
unterschiedliche Ventile verwendet werden. Solche Ventile können Absperrventile, Übergangsventile,
Drosselkörper, Ausgleichs-,
Trenn- oder Umgehungsventile und/oder andere Vorrichtungen, die
zum Steuern des Fluidflusses geeignet sind, umfassen. Die Ventile 44a–k können Schaltventile
sein, die wahlweise den Fluidfluss durch die Fließlinie zulassen.
Jedoch können
sie auch Ventile sein, die einen begrenzten Durchfluss zulassen.
Das Übergangsventil 48 ist
ein Beispiel eines Ventils, das verwendet werden kann, um den Fluss
von der Bewertungsfließlinie 28 zum ersten
Probenahme-Kreislauf und den Fluss von der Reinigungsfließlinie 30 zum
zweiten Probenahme-Kreislauf herzustellen und dann die Probenahme-Fließlinie zum
zweiten Probenahme-Kreislauf und die Reinigungsfließlinie zum
ersten Probenahme-Kreislauf umzuschalten.
-
In
den Fließlinien
können
eine oder mehrere Pumpen vorhanden sein, die den Fluidfluss in diesen beeinflussen.
Die Position der Pumpe kann verwendet werden, um den Transport von
Fluid durch bestimmte Abschnitte des Bohrlochwerkzeugs zu unterstützen. Die
Pumpen können
außerdem
dazu verwendet werden, Fluid wahlweise durch eine oder mehrere der
Fließlinien
mit einem gewünschten Durchfluss
und/oder Druck zu befördern.
Die Betätigung
der Pumpen kann verwendet werden, um das Bestimmen von Bohrloch-Formationsparametern
wie etwa des Drucks des Formationsfluids, des Fließvermögens des
Formationsfluids usw. zu unterstützen. Die
Pumpen sind im Allgemeinen so positioniert, dass die Fließlinie und
die Ventilanordnung dazu verwendet werden können, den Fluidfluss durch
das System zu beeinflussen. Beispielsweise können eine oder mehrere Pumpen
flussaufwärts
und/oder flussabwärts
von bestimmten Ventilen, Probenkammern, Sensoren, Messgeräten oder
anderen Vorrichtungen vorhanden sein.
-
Die
Pumpen können
wahlweise aktiviert und/oder koordiniert werden, um in jede Fließlinie nach
Bedarf Fluid anzusaugen. Beispielsweise kann die Pumpleistung einer
mit der Reinigungsfließlinie verbundenen
Pumpe erhöht
werden und/oder die Pumpleistung einer mit der Bewertungsfließlinie verbundenen
Pumpe herabgesetzt werden, um die Menge an Fluid, das in die Bewertungsfließlinie angesaugt
wird, zu optimieren. Eine oder mehrere solcher Pumpen können auch
entlang einer Fließlinie
angeordnet sein, um die Pumpleistung des durch die Fließlinie strömenden Fluids
wahlweise zu erhöhen.
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Es
können
ein oder mehrere Sensoren wie etwa die Fluidanalysatoren
46a,
b (d. h. die Fluidanalysatoren, die in
US 4 994 671 beschrieben sind) und die
Druckmesser
38a, b, c vorgesehen sein. Zum Bestimmen von
Bohrlochparametern wie unter anderem Gehalt und Verschmutzungsniveaus,
chemisch (z. B. Prozentsatz einer bestimmten Substanz oder einer bestimmten
Chemikalie), hydromechanisch (Viskosität, Dichte, Prozentsatz verschiedener
Phasen usw.), elektromagnetisch (z. B. spezifischer elektrischer
Widerstand), thermisch (z. B. Tempe ratur), dynamisch (z. B. Volumen-
oder Massendurchflussmesser), optisch (Absorption oder Emission),
radiologisch, Druck, Temperatur, Salzhaltigkeit, Ph-Wert, Radioaktivität (Gamma-
und Neutronenstrahlung sowie spektrale Energie), Kohlenstoffgehalt,
Tonzusammensetzung und Tongehalt sowie Sauerstoffgehalt und/oder anderer
Daten über
das Fluid und/oder damit zusammenhängender Bohrlochbedingungen
können
verschiedenartige Sensoren verwendet werden. Die Sensordaten können gesammelt,
an die Oberfläche übertragen
und/oder im Bohrloch verarbeitet werden.
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Vorzugsweise
sind einer oder mehrere der Sensoren Druckmesser 38, die
in der Bewertungsfließlinie
angeordnet sind, (38a), in der Reinigungsfließlinie angeordnet
sind, (38b), oder in beiden angeordnet sind, um den Differenzdruck
dazwischen zu messen, (38c). An verschiedenen Orten entlang
der Fließlinien
können
zusätzliche
Messgeräte
positioniert sein. Die Druckmesser können verwendet werden, um zur
Fehlererfassung oder zu anderen analytischen und/oder diagnostischen
Zwecken Druckpegel in den jeweiligen Fließlinien zu vergleichen. Die Messdaten
können
gesammelt, an die Oberfläche übertragen
und/oder im Bohrloch verarbeitet werden. Diese können allein oder in Kombination
mit Sensordaten verwendet werden, um Bohrlochbedingungen zu bestimmen
und/oder Entscheidungen zu treffen.
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An
verschiedenen Stellen entlang der Fließlinie können eine oder mehrere Probenkammern
angeordnet sein. Zur Vereinfachung ist nur eine Probenkammer mit
einem darin enthaltenen Kolben gezeigt. Jedoch kann selbstverständlich eine
Vielzahl einzelner oder mehrerer Probenkammern verwendet werden.
Die Probenkammern können
durch Fließlinien
verbunden sein, die sich zu anderen Probenkammern, anderen Abschnitten
des Bohrlochwerkzeugs, in das Bohrloch und/oder anderen Beschickungskammern
erstrecken. Beispiele von Probenkammern und verwandten Konfigurationen
lassen sich in den US-Patenten/Patentanmeldung
Nrn. 2003042021, 6 467 544 und 6 659 177 finden. Vorzugsweise sind
die Probenkammern so positioniert, dass sie sauberes Fluid sammeln
können.
Zudem sollten die Probenkammern zur effizienten und hochqualitativen
Aufnahme von sauberem Formationsfluid positioniert sein. Es kann
Fluid von einer oder mehreren Fließlinien in einer oder mehreren
Probenkammern gesammelt und/oder in das Bohrloch entleert werden.
Es besteht vor allem für
die Reinigungsfließlinie,
die verschmutztes Fluid enthalten kann, keine Anforderung, dass
eine Probenkammer enthalten sein muss.
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In
manchen Fällen
können
die Probenkammern und/oder bestimmte Sensoren wie etwa ein Fluidanalysator
in der Nähe
der Sonde und/oder flussaufwärts
von der Pumpe positioniert sein. Es ist häufig von Nutzen, Fluidparameter
an einem Punkt zu erfassen, der näher zur Formation oder zur
Quelle des Fluids liegt. Es kann auch von Nutzen sein, flussaufwärts von
der Pumpe zu prüfen
und/oder Proben zu nehmen. Die Pumpe bewegt im Allgemeinen das durch
die Pumpe gehende Fluid heftig. Diese heftige Bewegung kann die
Verschmutzung auf Fluid, das die Pumpe durchquert, ausbreiten und/oder
die Zeit, die verstreicht, bevor sauberes Fluid erhalten werden kann,
verlängern.
Durch Prüfen
und Probenehmen flussaufwärts
von der Pumpe kann ein solches Auslösen und Verbreiten von Kontamination
vermieden werden.
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Vorzugsweise
ist ein Computer oder eine andere Verarbeitungseinrichtung vorgesehen,
die verschiedene Vorrichtungen im System wahlweise aktiviert. Die
Verarbeitungseinrichtung kann dazu verwendet werden, Bohrlochdaten
zu sammeln, zu analysieren, zusammenzusetzen, zu übermitteln
oder anderweitig zu verarbeiten oder auf Bohrlochdaten zu reagieren.
Das Bohrlochwerkzeug kann so beschaffen sein, dass es auf vom Prozessor
stammende Befehle reagiert. Diese Befehle können zur Abwicklung von Bohrlochvorgängen verwendet
werden.
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Im
Betrieb ist das Bohrlochwerkzeug 10 (1)
in der Nähe
der Bohrlochwand positioniert, wobei die Sonde 18 ausgefahren
ist, um eine Abdichtung an der Bohrlochwand zu bilden. Die Stützkolben 19 werden
ausgefahren, um das Treiben des Bohrlochwerkzeugs und der Sonde
in die Eingriffsposition zu unterstützen. Eine oder mehrere Pumpen 36 im Bohrlochwerkzeug 10 werden
wahlweise betätigt,
um Fluid in eine oder mehrere Fließlinien (3)
anzusaugen. Das Fluid wird durch die Pumpen 36 in die Fließlinien
angesaugt und über
die Ventile durch die gewünschten
Fließlinien
geleitet.
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Die 4A–8B5 zeigen den Fluidfluss in eine Sonde, die wie
im Fluidflusssystem nach 2 und/oder 3 mehrere
Fließlinien
aufweist. Diese Figuren demonstrieren Techniken zum Beeinflussen
des Fluidflusses in das Werkzeug, um den Fluss von sauberem Fluid
in die Bewertungsfließlinie zu
erleichtern und die Kontamination zu verringern. In jeder Figur
ist der Fluidfluss in die Sonde 18 sowie durch die Bewertungsfließlinie 28 und
die Reinigungsfließlinie 30 gezeigt.
Es sind schematisch Pumpen 60, 62 gezeigt, die
mit der Fließlinie 28 bzw. 30 wirksam
verbunden sind, um Fluid hindurchzubefördern. Es ist gezeigt, dass
die Pumpe 62 mit einer höheren Leistung als die Bewertungspumpe 60 arbeitet.
Jedoch können die
Pumpen 60, 62 selbstverständlich mit gleicher Leistung
betrieben werden, oder die Reinigungspumpe 62 kann mit
einer höheren
Leistung als die Bewertungspumpe 60 betrieben werden. Zur
Vereinfachung der Zeichnung ist lediglich eine Pumpe in jeder Fließlinie gezeigt.
Jedoch können
in jeder Fließlinie
mehrere Pumpen verwendet werden. Diese Pumpen können den Pumpen 36 aus 3 entsprechen.
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In
den 4A–4B4 sind Pumpen 60, 62 gezeigt,
die in einer nicht synchronisierten Weise arbeiten. 4A zeigt
in einem Diagramm den Durchfluss Q (y-Achse) über der Zeit t (x-Achse) von
Fluid, das durch die Bewertungsfließlinie 28 und die
Reinigungsfließlinie 30,
die durch die Linien 66 bzw. 64 wiedergegeben
sind, strömt.
Die 4B1–4B4 zeigen
den Betrieb der Pumpen und den Fluidfluss in die Sonde an den Punkten
A-D des Diagramms von 4A.
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Am
Punkt A in 4A sind beide Pumpen 60, 62 in
Betrieb und saugen Fluid in die Bewertungs- bzw. die Reinigungsfließlinie 28, 30.
Wie in 4A1 gezeigt ist, strömt ein Teil
des Formationsfluids in die Bewertungsfließlinie 28 und ein
Teil des Fluids in die Reinigungsfließlinie 30. Vorzugsweise
wird das verschmutzte Fluid 24 in die Reinigungsfließlinie 30 angesaugt,
so dass nur sauberes Fluid 26 in die Bewertungsfließlinie 28 fließt, wie
durch die Pfeile angedeutet ist.
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Am
Punkt B in 4A wird die Reinigungspumpe
angehalten, während
die Bewertungspumpe weiterläuft.
Die entsprechenden Durchflüsse
der Pumpen 60, 62 am Punkt B zeigen, dass der
Durchfluss 64 durch die Reinigungsfließlinie 30 abgefallen ist,
während
der Durchfluss 66 durch die Bewertungsfließlinie 28 konstant
geblieben ist. Wie in 4B2 gezeigt
ist, wird kein verschmutztes Fluid mehr von der Bewertungsfließlinie 28 weg
in die Reinigungsfließlinie 30 transportiert.
In diesem Fall kann sowohl verschmutztes als auch sauberes Fluid
in die Bewertungsfließlinie 28 gelangen,
wie durch die Pfeile angedeutet ist.
-
Am
Punkt C in 4A arbeiten beide Pumpen, wobei
der Durchfluss 64 der Reinigungspumpe zugenommen hat. Wie
in 4A3 gezeigt ist, kehren die Pumpen 60, 62 zu
dem oben bezüglich
des Punktes A beschriebenen Betrieb zurück.
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Am
Punkt D in 4A arbeitet die Reinigungspumpe,
während
die Bewertungspumpe angehalten ist. Die entsprechenden Durchflüsse der
Pumpen 60, 62 am Punkt D zeigen, dass der Durchfluss 64 durch
die Reinigungsfließlinie 30 konstant
geblieben ist, während
der Durchfluss 66 durch die Bewertungsfließlinie 28 abgefallen
ist. Wie in 4B4 gezeigt ist, wird in die
Bewertungsfließlinie 28 kein
Fluid mehr angesaugt. In diesem Fall kann sowohl verschmutztes als
auch sauberes Fluid in die Reinigungsfließlinie 30 gelangen,
wie durch die Pfeile angedeutet ist.
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In
den 5A–5B4 sind Pumpen 60, 62 gezeigt,
die in einer synchronisierten Weise arbeiten. Die Figuren gleichen
den 4A–4B4 bis auf die Tatsache, dass beide Pumpen 60, 62 an
den Punkten B und D abgeschaltet werden. An den Punkten B und D
von 5A fallen die Durchflüsse 64a, 66a beide
ab, wenn die Pumpen 60, 62 angehalten werden.
Wie in den 5B2 und 4 gezeigt ist, hört das Fluid
auf, in beide Fließlinien
zu fließen,
wenn die Pumpen 60, 62 angehalten werden.
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In
den 6A–6B4 sind Pumpen 60, 62 gezeigt,
die in einer teilweise synchronisierten Weise arbeiten. Die Figuren
gleichen den 4A–4B4 bis
auf die Tatsache, dass beide Pumpen am Punkt B abgeschaltet werden.
Am Punkt B von 6A fallen die Durchflüsse 64b, 66b beide
ab, wenn die Pumpen 60, 62 angehalten werden.
Wie in 6B2 gezeigt ist, hört das Fluid
auf, in beide Fließlinien
zu fließen.
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In
den 7A–7B5 sind Pumpen 60, 62 gezeigt,
die in einer versetzt synchronisierten Weise arbeiten. Die Figuren
gleichen den 4A–4B4 bis
auf die Tatsache, dass am Punkt B die Reinigungspumpe abgeschaltet
wird, während
die Bewertungspumpe eingeschaltet bleibt, am Punkt C beide Pumpen 60, 62 ausgeschaltet
sind und am Punkt D die Reinigungspumpe eingeschaltet wird, während die
Bewertungspumpe ausgeschaltet bleibt. Außerdem ist ein zusätzlicher
Punkt E gezeigt, an dem beide Pumpen 60, 62 eingeschaltet
sind. Die sich ergebenden Kurven 64c, 66c in 7A zeigen,
dass der Durchfluss durch die Reinigungsfließlinie am Punkt C abfällt, während der
Durchfluss durch die Bewertungsfließlinie für eine längere Zeit zwischen den Punkten
B und D abfällt.
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In
den 8A–8B5 ist ein Pump- und Probenahmevorgang gezeigt.
In diesem Fall sind Pumpen 60, 62 gezeigt, die
in der versetzt synchronisierten Weise nach den 7A–7B5 arbeiten. Jedoch kann der Probenahmevorgang
in irgendeiner der beschriebenen Weisen abgewickelt werden. Diese
Figuren gleichen den 7A–7B5 bis
auf die Tatsache, dass in den 8B1–5 eine
Probenkammer 42 mit der Bewertungsfließlinie verbunden ist. Entlang
der Fließlinie 28 sind
Ventile 66 und 68 gezeigt, die Fluid wahlweise
an die Probenkammer 42 umleiten.
-
Die
Ventile 66, 68 werden vorzugsweise an einem Punkt,
an dem sauberes Fluid in der Bewertungsfließlinie 28 vorhanden
ist, aktiviert und/oder Fluid in die Probenkammer 42 geleitet.
Das Probenehmen wird in der in den 8A–8B5 beschriebenen Weise durchgeführt, nachdem
die Pumpen 60, 62 so an- und abgeschaltet worden
sind, dass der Fluss von sauberem Fluid in die Bewertungsfließlinie 28 sichergestellt
ist. Wie in den 8B1–3 gezeigt ist, wird an den
Punkten A-C des Pumpbetriebs das Ventil 66 geschlossen,
während das
Ventil 68 geöffnet
ist. Wie in 8B4 gezeigt ist, wird am Punkt
D das Ventil 66 geöffnet,
während
das Ventil 68 geschlossen wird, damit Fluid in die Probenkammer 42 zu
fließen
beginnen kann. Wie in 8B5 gezeigt
ist, beginnt am Punkt E, Fluid in die Probenkammer 42 zu
fließen.
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Die 8A–8B5 zeigen einen Probenahmevorgang, der in Kombination
mit einer bestimmten Art und Weise zu pumpen verwendet wird. Der
Probenahmevorgang kann auch in Kombination mit einer anderen Art
und Weise zu pumpen wie etwa jener, die in den 4–6 gezeigt ist, verwendet werden. Vorzugsweise
wird ein solches Pumpen und Probenehmen so beeinflusst, dass sauberes
Fluid in die Probenkammer 42 transportiert wird und/oder verschmutztes
Fluid von dieser wegbefördert
wird. Das Fluid durch die Fließlinien
kann überwacht
werden, um eine Verschmutzung zu erfassen. Wenn eine Verschmutzung
eintritt, kann Fluid von der Probenkammer 42 beispielsweise
in das Bohrloch abgeleitet werden.
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Der
Druck in den Fließlinien
kann auch mittels einer anderen Vorrichtung so beeinflusst werden, dass
der Druck in einer oder mehreren Fließlinien erhöht und/oder abgesenkt wird.
Beispielsweise können
Kolben in den Proben- und Vorprüfkammern
zurückgezogen
werden, um Fluid anzusaugen. Zum Beeinflussen des Drucks in den
Fließlinien
können auch
andere Techniken wie etwa Beschickungs-, Ventilanordnungs- und Flüssigkeitsdrucktechniken angewandt
werden.
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Selbstverständlich können an
den beschriebenen bevorzugten und alternativen Ausführungsformen
verschiedene Abwandlungen und Abänderungen
vorgenommen werden, ohne vom Leitgedanken der Erfindung abzuweichen.
Die hier umfassten Vorrichtungen können zur Abwicklung des gewünschten Vorgangs
manuell und/oder automatisch betätigt werden.
Die Aktivierung kann nach Bedarf und/oder gestützt auf erzeugte Daten, erfasste
Bedingungen und die Analyse der Ergebnisse von Bohrlochvorgängen erfolgen.