NO20111365A1 - Fremgangsmate og apparat for a beregne formasjonsfluidviskositet ved a prosessere nedihullsmalinger av vaiere som vibrerer i fluider - Google Patents

Description

Dette patentet krever fordelen ved U.S. provisorisk patentsøknad nr. 61/161,391, med tittel "Two Step Processing of Vibrating Wire Sensor" og levert 18. mars, 2009, som herved er inkorporert ved referanse i sin helhet.

FELT FOR REDEGJØRELSEN

Dette patentet omhandler generelt vaiere som vibrerer i fluider og, mer spesielt, fremgangsmåter, apparatur og produksjonsartikler for å prosessere målinger av vaiere som vibrerer i fluider.

BAKGRUNN

Borebrønner blir boret for å, for eksempel, lokalisere og produsere hydrokarboner. I løpet av en boreoperasjon, kan det være ønskelig å utføre evalueringer av de penetrerte formasjonene og/eller påtrufne formasjonsfluider. I noen tilfeller, blir et boreverktøy fjernet og et ledningstrådverktøy blir så plassert i borebrønnen for å teste og/eller ta prøve fra formasjonen og/eller fluider assosiert med formasjonen. I andre tilfeller, kan boreverktøyet være tilveiebrakt med anordninger for å teste og/eller ta prøve av den omkringliggende formasjonen og/eller formasjonsflu-idene uten å måtte fjerne boreverktøyet fra borebrønnen. Disse prøvene eller tes-tene kan bli brukt, for eksempel, for å karakterisere hydrokarboner utvunnet fra formasjonen.

Formasjonsevaluering krever ofte at fluid(er) fra formasjonen blir trukket inn

i nedihullsverktøyet for testing, evaluering og/eller prøvetakning. Forskjellige anordninger, så som sonder, blir strakt fra nedihullsverktøyet for å etablere fluid-kommunikasjon med formasjonen som omgir borebrønnen og å trekke fluid(er) inn i nedihullsverktøyet. Fluid(er) som passerer gjennom og/eller blir fanget innen nedihullsverktøyet kan bli testet og/eller analysert for å bestemme forskjellige parametere og/eller egenskaper mens nedihullsverktøyet blir posisjonert in situ, det vil si, innen en borebrønn. Forskjellige egenskaper for hydrokarbonreservoarflui-der, så som viskositet, tetthet og faseoppførsel for fluidet ved reservoarbetingelser kan bli brukt for å evaluere potensielle reserver, bestemme strømning i porøse media og designe kompletterings-, separasjons-, behandlings- og målingssyste-mer, blant andre.

OPPSUMMERING

Det er presentert eksempelvise fremgangsmåter, apparatur og produksjonsartikler for å prosessere målinger av vaiere som vibrerer i fluider. En vist eksempelapparatur inkluderer en nedihullssammenstilling og en overflatesammenstilling. Nedihullssammenstillingen inkluderer en sensor for å måle en bølgeform som er representativ for en bevegelse av en vaier som vibrerer i en strøm av et fluid ved en nedihullslokalisering i en borebrønn, en bølgeformmodellerer for å beregne en modellparameter fra den målte bølgeformen, og en første telemetri modul for å overføre den beregnede modellparameteren til en overflatelokalisering. Overflatesammenstillingen inkluderer en andre telemetrimodul for å motta den beregnede modellparameteren fra nedihullssammenstillingen og en viskositetsanalysator for å estimere en viskositet av fluidet fra den beregnede modellparameteren.

En vist eksempelvis fremgangsmåte inkluderer å aktuere en vaiersensor innen et fluid, måle en bølgeform som er representativ for en vibrasjon av vaiersensoren innen fluidet, beregne en vaiervibrasjonsmodellparameter som omfatter minst én av en resonansfrekvens eller en logaritmisk dekrement dempende faktor fra den målte bølgeformen og estimere en viskositet for fluidet fra den beregnede modellparameteren.

En vist eksempelapparatur for bruk ved en nedihullslokalisering av en bore-brønn inkluderer en aktuator for å aktuere en vaier innen et fluid ved nedihullslokaliseringen av borebrønnen, et måleinstrument for å måle en bølgeform som er representativ for en vibrasjon av vaieren innen fluidet, en transformer for å beregne en Hilbert-transformasjon av den målte bølgeformen og å beregne en målbølge-form basert på Hilbert-transformasjonen og den målte bølgeformen, en dekrementtilpasser for å velge første og andre koeffisienter av en lineær modell for å redusere en forskjell mellom den lineære modellen og den beregnede målbølge-formen og å beregne en logaritmisk dekrement dempende faktor basert på den første koeffisienten, og en telemetrimodul for å sende den beregnede logaritmiske dekrement dempende faktoren til en overflatelokalisering.

En annen vist eksempelvis fremgangsmåte inkluderer å aktuere en vaier innen et fluid ved en nedihullslokalisering innen en borebrønn, måle en bølgeform som er representativ for en vibrasjon av vaieren innen fluidet, beregne en Hilbert-transformasjon av den målte bølgeformen, beregne en målbølgeform basert på Hilbert-transformasjonen og den målte bølgeformen, velge første og andre koeffisienter av en lineær modell for å redusere en forskjell mellom den lineære modellen og den beregnede målbølgeformen, beregne en logaritmisk dekrement dempende faktor basert på den første koeffisienten, og sende den beregnede logaritmiske dekrement dempende faktoren til en overflatelokalisering.

Enda en annen vist eksempelvis fremgangsmåte inkluderer å motta ved en overflatelokalisering en logaritmisk dekrement dempende faktor for en vaier som vibrerer innen et fluid ved en nedihullslokalisering innen en borebrønn, motta ved overflatelokaliseringen, fra nedihullslokaliseringen, en resonansfrekvens av den vibrerende vaieren innen fluidet innen borebrønnen ved nedihullslokaliseringen, og estimere en viskositet av fluidet basert på den mottatte logaritmiske dekrement dempende faktoren og den mottatte resonansfrekvensen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

FIG. 1 og 2 er skjematiske, delvis tverrsnittsbetraktninger av eksempelvis formasjonsevalueringsapparatur som har en nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstilling og en overflate fluidviskositetsanalysesammenstilling for å prosessere målinger av vaiere som vibrerer i fluidstrømmer. FIG. 3 illustrerer en eksempelmåte for å implementere de eksempelvise nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstillingene ifølge FIG. 1 og 2. FIG. 4 illustrerer en eksempelmåte for å implementere de eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingene ifølge FIG. 1 og 2. FIG. 5 illustrerer en eksempelprosess som kan bli utført for å implementere de eksempelvise nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstillingene ifølge

FIG. 1-3.

FIG. 6 illustrerer en eksempelprosess som kan bli utført for å implementere de eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingene ifølge FIG. 1-2 og 4. FIG. 7 er en skjematisk illustrasjon av en eksempelvis prosessorplatform som kan bli brukt og/eller programmert for å utføre eksempelprosessene ifølge FIG. 5 og 6, og/eller for å implementere enhver eller alle fremgangsmåtene, appa-raturen og produksjonsartiklene vist heri.

Visse eksempler er vist i figurene identifisert over og beskrevet i detalj under. Ved beskrivelse av disse eksemplene, kan like eller identiske referansenumre bli brukt for å identifisere felles eller lignende elementer. Figurene er ikke nødven-digvis i riktig målestokk og visse trekk og visse riss av figurene kan bli vist over-drevet i skala eller skjematisk for klarhet og/eller kortfattethet. Selv om visse fore-trukne utførelsesformer er vist heri, kan dessuten andre utførelsesformer bli anvendt og strukturelle endringer kan bli gjort uten å avvike fra omfanget av oppfin-nelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE

De eksempelvise fremgangsmåtene, apparatur og produksjonsartiklene vist heri tilveiebringer visse fordeler for formasjonsevaluering. Gitt tettheten p av et fluid, kan viskositeten t| av fluidet bli estimert ved anvendelse av en vibrerende vaiersensor. Tradisjonelt blir målinger av vibrasjonene av vaiersensoren overført fra et nedihullsverktøy ved en nedihullslokalisering til en overflatelokalisering for påfølgende prosessering ved overflaten for å estimere fluidviskositet r\. Tele-metritransmisjonbåndbredden som er nødvendig for å overføre målingene fra nedihullslokaliseringen til overflatelokaliseringen kan imidlertid overstige den tilgjengelige båndbredden, noe som kan forhindre sanntidsbestemmelse av fluid-viskositeter i løpet av formasjonsevaluering.

For å løse disse vanskelighetene, prosesserer eksemplene beskrevet heri målingene av vaiersensorvibrasjonene i to faser. I en første fase, som kan bli implementert ved anvendelse av prosesserings- og/eller beregningsressursene som er ordinært og/eller lett tilgjengelig i et nedihullsverktøy, blir en resonansfrekvens ro og en logaritmisk dekrement dempende faktor A som karakteriserer og/eller representerer vibrasjonene av vaiersensoren beregnet fra målingene. De beregnede modellparametrene, det vil si, den beregnede resonansfrekvensen ro og den logaritmiske dekrement dempende faktoren A, blir overført fra nedihullsverktøyet til en overflatelokalisering ved anvendelse av bare en brøkdel av telemetribåndbredden krevet for å sende selve målingene til overflatelokaliseringen. I en andre fase, ved overflatelokaliseringen hvor mer beregningsressurser er lett tilgjengelige, blir de beregnede modellparameterne ro og A kombinert med én eller flere kalibreringsparametere for å definere en fluidviskositetsmodellerende ligning g(), som blir iterert for å estimere og/eller løse for viskositeten rj av fluidet som vibrasjonene av vaiersensoren ble målt i. Fordi den regneriske belastningen på nedihullsverktøyet og telemetribåndbreddekravene blir redusert, muliggjør eksemplene beskrevet heri hovedsakelig sanntidsbestemmelse av formasjonsfluidviskositet r| ettersom formasjonsevaluering foregår.

FIG. 1 viser et skjematisk, delvis tverrsnittsriss av en eksempelvis formasjonsevalueringsapparatur 100.1 det illustrerte eksempelet ifølge FIG. 1, blir et nedihullsverktøy 10 ifølge FIG. 1 opphengt fra en rigg 12 i en borebrønn 14 dannet i en geologisk formasjon G. Det eksempelvise nedihullsverktøyet 10 kan imple mentere enhver type nedihullsverktøy som er i stand til å utføre formasjonsevaluering, så som fluorescens, formasjonsfluidanalyse, formasjonsfluidprøvetakning, brønnlogging, etc. Det eksempelvise nedihullsverktøyet 10 ifølge FIG. 1 er et led-ningstrådverktøy plassert fra riggen 12 til borebrønnen 14 via en ledningstrådkabel 16 og posisjonert tilgrensende til en spesiell del F av den geologiske formasjonen G.

For å forsegle det eksempelvise nedihullsverktøyet 10 ifølge FIG. 1 til en vegg 20 av borebrønnen 14 (senere heri referert til som en "vegg 20" eller "bore-brønnvegg 20"), inkluderer det eksempelvise nedihullsverktøyet 10 en sonde 18. Eksempelsonden 18 ifølge FIG. 1 danner en forsegling mot veggen 20 og trekker fluid(er) fra formasjonen F inn i nedihullsverktøyet 10 som avbildet ved pilene. Re-servestempler 22 og 24 bistår i å presse eksempelsonden 18 av nedihullsverk-tøyet 10 mot borebrønnveggen 20.

For å utføre fluidviskositetsanalyse, inkluderer den eksempelvise forma-sjonsevalueringsapparaturen 100 ifølge FIG. 1 en nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstilling 26 og en overflate fluidviskositetsanalysesammenstilling 27 konstruert i samsvar med læren i denne redegjørelsen. Den eksempelvise nedihullssammenstillingen 26 mottar formasjonsfluid(er) fra sonden 18 via en evalue-ringsstrømningsledning 46. Den eksempelvise nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstillingen 26 ifølge FIG. 1 måler den elektromotoriske kraften (emf) D(t), som er en spenning som utvikler seg og/eller blir indusert som et resultat av tidsmessige endringer av den magnetiske fluksen som passerer gjennom en sløyfe som er delvis definert av lokaliseringen(e), forskyvningen(e), bevegelsen(e) og/eller vibrasjonen(e) av en vaier ettersom den vibrerer innen et fluid inneholdt i og/eller som strømmer i strømningsledningen 46. Den eksempelvise nedihullssammenstillingen 26 beregner en resonansfrekvens ro og en logaritmisk dekrement dempende faktor A som er karakteristisk og/eller representativ for den målte emf D(t), og overfører de beregnede modellparameterne ro og A til overflatesammenstillingen 27 ved anvendelse av ethvert antall og/eller type(r) av telemetri-og/eller dataoverføring(er). I noen eksempler, beregner nedihullssammenstillingen 26 et estimat og/eller tilnærmelse av viskositeten rj av fluidet fra det beregnede log dekrement A for å fremme andre formasjonsevalueringer utført av nedihullsverk-tøyet 10. Foreksempel, kan nedihullssammenstillingen 26 estimere viskositeten r\som en konstant ganger kvadratet av dekrementet A. Nedihullsverktøyet 10 kan sammenligne et slik estimat av viskositeten r| med en terskel for å, for eksempel, bestemme en fluidsynkehastighet for en formasjonsevalueringstest. En eksempelmåte for å implementere den eksempelvise nedihullssammenstilling fluidviskositetsanalysen 26 ifølge FIG. 1 er beskrevet under i forbindelse med FIG. 3.

Den eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingen 27 ifølge FIG. 1 mottar de beregnede modellparameterne ro og A fra nedihullssammenstillingen 26 og kombinerer dem med én eller flere kalibreringsparametere for å definere den viskositetsmodellerende ligningen g(). Overflatesammenstillingen 27 beregner iterativt utgangsstørrelser fra den viskositetsmodellerende ligningen g() for å estimere og/eller løse for viskositeten r| av fluidet innen strømningsled-ningen 46.1 noen eksempler, kan den eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingen 27 i tillegg eller alternativt motta fra nedihullssammenstillingen 26 et estimat av viskositeten r\, som kan bli beregnet som beskrevet over. Viskositeten r| mottatt fra nedihullssammenstillingen 26 kan bli brukt ved den eksempelvise overflatesammenstillingen 27 som et innledende startpunkt rjofor iterasjoner av den viskositetsmodellerende ligningen g(). En eksempelmåte for å implementere den eksempelvise overflatesammenstilling fluidviskositetsanalysen 27 ifølge FIG. 1 er beskrevet under i forbindelse med FIG. 4.

FIG. 2 viser et skjematisk, delvis tverrsnittsriss av en annen eksempelvis formasjonsevalueringsapparatur 200.1 det illustrerte eksempelet ifølge FIG. 2, blir et nedihullsverktøy 30 festet til en borestreng 32 og en borkrone 33 drevet ved riggen 12 og/eller en slammotor (ikke vist) drevet ved slamstrøm for å danne bo-rebrønnen 14 i den geologiske formasjonen G. Det eksempelvise nedihullsverk-tøyet 30 ifølge FIG. 2 blir fraktet blant én eller flere av (eller det kan selv være) et måling-under-boring (MWD) verktøy, et logging-under-boring (LWD) verktøy, eller annen type nedihullsverktøy som er kjent for fagpersoner.

For å forsegle det eksempelvise nedihullsverktøyet 30 ifølge FIG. 2 til veggen 20 av borebrønnen 14, inkluderer nedihullsverktøyet 30 en sonde 18a. Eksempelsonden 18a ifølge FIG. 2 danner en forsegling mot veggen 20 for å trekke fluid(er) fra formasjonen F inn i nedihullsverktøyet 30 som avbildet ved pilene. Re-servestempler 22a og 24a bistår i å presse eksempelsonden 18a av nedihullsverk- tøyet 30 mot borebrønnveggen 20. Boring blir stoppet før sonden 18a blir brakt i kontakt med veggen 20.

For å utføre fluidviskositetsanalyse, inkluderer den eksempelvise forma-sjonsevalueringsapparaturen 200 ifølge FIG. 2 en nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstilling 26a og en overflate fluidviskositetsanalysesammenstilling 27a konstruert i samsvar med læren i denne redegjørelsen. Den eksempelvise nedihullssammenstillingen 26a mottar formasjonsfluid(er) fra sonden 18a via en evalu-eringsstrømningsledning 46a. Den eksempelvise nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstillingen 26a ifølge FIG. 2 måler den emf D(t), som er en spenning som utvikler seg og/eller blir indusert som et resultat av tidsmessige endringer av den magnetiske fluksen som passerer gjennom en sløyfe som er delvis definert av lo-kaliseringene), forskyvningen(e), bevegelsen(e) og/eller vibrasjonen(e) av vaieren ettersom den vibrerer innen et fluid inneholdt i og/eller som strømmer i strøm-ningsledningen 46a. Den eksempelvise nedihullssammenstillingen 26a beregner en resonansfrekvens ro og en logaritmisk dekrement dempende faktor A som er karakteristisk og/eller representativ for den målte emf D(t), og overfører de beregnede modellparameterne ro og A til overflatesammenstillingen 27a ved anvendelse av ethvert antall og/eller type(r) av telemetri- og/eller dataoverføring(er). I noen eksempler beregner nedihullssammenstillingen 26a et estimat og/eller tilnærmelse av viskositeten r| av fluidet fra det beregnede log dekrement A for å fremme andre formasjonsevalueringer utført ved nedihullsverktøyet 30. For eksempel, kan nedihullssammenstillingen 26a estimere viskositeten r| som en konstant ganger kvadratet av dekrementet A. Nedihullsverktøyet 30 kan sammenligne et slik estimat av viskositeten r| med en terskel for å, for eksempel, bestemme en fluidsynkehastighet for en formasjonsevalueringstest. En eksempelmåte for å implementere den eksempelvise nedihullssammenstilling fluidviskositetsanalysen 26a ifølge FIG. 2 er beskrevet under i forbindelse med FIG. 3.

Den eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingen 27a ifølge FIG. 2 mottar de beregnede modellparameterne ro og A fra nedihullssammenstillingen 26a og kombinerer dem med én eller flere kalibreringsparametere for å definere den viskositetsmodellerende ligningen g(). Overflatesammenstillingen 27a beregner iterativt utgangsstørrelser fra viskositetsmodell-ligningen g() for å estimere og/eller løse for viskositeten r\av fluidet innen strømningsledningen 46a. I noen eksempler, kan den eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingen 27a i tillegg eller alternativt, fra nedihullssammenstillingen 26a motta et estimat av viskositeten t|, som kan bli beregnet som beskrevet over. Viskositeten r| mottatt fra nedihullssammenstillingen 26a kan bli brukt ved den eksempelvise overflatesammenstillingen 27a som et innledende startpunkt r|ofor iterasjoner av den viskositetsmodellerende ligningen g(). En eksempelmåte for å implementere den eksempelvise overflatesammenstilling fluidviskositetsanalysen 27a ifølge FIG. 2 er beskrevet under i forbindelse med FIG. 4.

FIG. 3 illustrerer en eksempelmåte for å implementere de eksempelvise nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstillingene 26 og 26a ifølge FIG. 1 og 2. Selv om hvilken som helst av de eksempelvise nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstillingene 26 og 26a kan bli implementert ved eksempelet ifølge FIG. 3 vil, for enkel diskusjon, det illustrerte eksempelet ifølge FIG. 3 bli referert til som nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstilling 300, eller ganske enkelt som nedihullssammenstilling 300.

For å ta målinger representative for en viskositet r| av et fluid 310 som strømmer i en strømningsledning 315, inkluderer den eksempelvise nedihullssammenstillingen 300 ifølge FIG. 3 enhver type vibrerende vaiersensor 305, enhver type aktuator 320 og enhver type bølgeformmåleinstrument 325. Den eksempelvise vibrerende vaiersensor 305 ifølge FIG. 3 inkluderer en vaier 306 holdt i strekk innen strømningsledningen 315. Eksempelaktuatoren 320 ifølge FIG. 3 inkluderer ethvert antall og/eller type(r) av elektromagnetisk(e) kilde(r) og magneter for å aktuere, aktivere og/eller indusere forskyvning(er) av vaieren 306 innen vaiersensoren 305. Det eksempelvise bølgeformmåleinstrumentet 325 ifølge FIG. 3 måler en indusert emf-spenning D(t) utviklet på tvers av vaieren 306 som svar på aktuatoren 320 og som avhenger av viskositeten rj av fluidet 310. Selv om bølge-formmåleinstrumentet 325 i praksis laster ut digitale prøver som er representative forden induserte emf-spenningen D(t) vil, for enkel diskusjon, utgangsstørrelsen fra bølgeformmåleinstrumentet 325 bli referert til heri som D(t). Den induserte emf-spenningen D(t) representerer en bølgeform som er karakteristisk og/eller representativ for bevegelsen av vaieren 306 over tid.

Eksempelvise vibrerende vaiersensorer 305, aktuatorer 320 og bølgeform-måleinstrumenter 325 er beskrevet i U.S. Patent nr. 7,574,898, med tittel "Vibra ting Wire Viscosity Sensor," og meddelt 18. august, 2009; U.S. patentsøknad nr. 12/534,151, med tittel "Vibrating Wire Viscometers," og levert 2. august, 2009; U.S. patentsøknad nr. 12/537,257, med tittel "Vibrating Wire Viscometers," og levert 7. august, 2009; U.S. patent nr. 7,194,902, med tittel "Apparatus and Method for Formation Evaluation", og meddelt 27. mars, 2007; og U.S. Patent nr. 7,222,671, med tittel "Apparatus and Method for Formation Evaluation", og meddelt 29. mai, 2007, alle disse er overdratt til innehaver av det foreliggende patentet, og alle disse er inkorporert heri ved referanse i deres helheter. Eksempelvise fremgangsmåter for å prosessere den induserte emf spenningsbølgeformen D(t) for å estimere viskositeten r\av fluidet 310 er beskrevet i en artikkel med tittel "On the Nonlinear Interpretation of a Vibrating Wire Viscometer Operated at a Large Amplitude," forfattet av Sullivan et al., og som opptrer i Fluid Phase Equilibria 276

(2008), pp. 99-107, som ble forfattet minst delvis av oppfinnerne av det foreliggende patentet, og som er inkorporert heri ved referanse i sin helhet.

I den transiente modus, er den induserte emf-spenningen D(t) utviklet på tvers av vaieren 306 i nærvær av fluidet 310 en kortvarig oscillasjon som tilpasser seg til en enkel dempet harmonisk modell, som kan bli uttrykt matematisk som

LIGN (1) hvor V(t) er et estimat av den målte induserte emf-spenningen D(t), hvor A er amplituden av den innledende transienten, A er en logaritmisk dekrement dempende faktor som kontrollerer dempingen av bevegelsen, w er resonansfrekvensen for vaieren 306 (i radian/sek), t er tidsindeksen og <j> er en ukjent fasevinkel.

Det logaritmiske dekrementet A av LIGN (1) er relatert til egenskaper for fluidet 310 og til egenskaper for vaieren 306. Det logaritmiske dekrementet A kan bli uttrykt matematisk som

hvor p og ps er tetthetene av henholdsvis fluidet 310 og vaieren 306, og Aoer den indre dempingen av vaieren 306 i et vakuum. Størrelsene k og k' ifølge LIGN (2) er definert av de matematiske uttrykkene hvor 3() betegner å ta den imaginære delen av en kompleks-verdi størrelse, og <R() betegner å ta den reelle delen av en kompleks-verdi størrelse. I LIGN (3) og (4), er størrelsen med kompleks verdi A definert ved hvor

Ko og Ki i LIGN (5) og (6) er modifiserte Bessel-funksjoner av det andre slag, og O er relatert til Reynolds-tallet som karakteriserer strømmen rundt den sylindriske vaieren 306 med radius R. I LIGN (6), er fluidviskositeten og -tettheten av fluidet 310 gitt ved henholdsvis r\og p.

I praksis, på grunn av den elektriske impedansen av den stasjonære vaieren 306, kan en ukjent bakgrunnsavdrift foreligge i den induserte emf-spenningen D(t), som kan bli gjort rede for med det følgende matematiske uttrykk:

hvor a og b er ukjente konstanter som karakteriserer forskyvningen og tids-avdriften på grunn av den ukjente bakgrunnsinterferensen. For eksitasjon av vaieren 306 ved anvendelse av en stor spenning og/eller ved en stor forskyvning, kan det matematiske uttrykket ifølge LIGN (7) bli forbedret til å inkludere et korrigerende andre eksponentielt formel ledd, som vist i det føl-gende matematiske uttrykket

Den matematiske modellen ifølge LIGN (8) er kjent i industrien som "VEZA" modellen. Heri, vil LIGN (7) bli referert til som enkelt-eksponent-modellen og LIGN (8) vil bli referert til som dobbel-eksponent-modellen. Selv om, LIGN (1)-(8), for klar-hetsformål, antar at fluidet 310 er et newtonsk fluid, kan de eksempelvise fremgangsmåter og apparatur beskrevet heri, i tillegg eller alternativt, bli brukt for å bestemme viskositeten r| av ikke-newtonske fluider ved anvendelse av matematiske modeller egnet for ikke-newtonske fluider. Dobbel-eksponent-modellen ifølge LIGN (8) kan bli brukt når vaieren 306 blir oscillert med en amplitude større enn LIGN (1) og (7) faktisk kan representere. Slike betingelser kan forekomme, for eksempel, når drivstrømmen og/eller det magnetiske feltet og, derfor, forskyv-ningskraften utøvet til vaieren 306 er overdreven for dempingen tilveiebrakt ved det omkringliggende fluidet 310. Alternativt, kan den overdrevne amplituden bli identifisert og ac strømmen utøvet til vaieren 306 redusert og/eller hvis sensoren 305 inkluderer en elektromagnet kan det genererte magnetiske feltet bli redusert ved å redusere dc strømmen dissipert deri. Ettersom dempingen tilveiebrakt ved fluidet 310 øker, avtar den induserte emf-spenningen og, for å opprettholde et ak-septabelt signal-til-støy-forhold, kan enten en øket ac strøm bli ført gjennom vaieren 310 og/eller et øket magnetisk felt kan bli utøvet.

For å beregne én eller flere modellparametere som er representative og/ eller karakteristiske forden målte emf-spenningens bølgeform D(t), inkluderer den eksempelvise nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstillingen 300 ifølge FIG. 3 en bølgeformmodellerer 330. Den eksempelvise bølgeformmodellereren 330 ifølge FIG. 3 tilpasser den målte induserte emf-spenningen D(t) (som en funksjon av tid) til en forventet V(t) som definert ved det matematiske uttrykket ifølge LIGN (7) for å bestemme, beregne og/eller på annen måte løse for én eller flere modellparametere A, A, w=2rcf, (j>, a og b. Som beskrevet mer detaljert under, vil en initialiserer 331 beregne og/eller bestemme innledende estimater A°, A°, rø<0>, <j»°, a° og b° av modellparametrene A, A, rø, a og b.

For å beregne modellparametrene A, A, rø, <j>, a og b, inkluderer den eksempelvise bølgeformmodellereren 330 en modellerer 332. Ved å starte med de innledende estimater A°, A°,©°, <f>°, a° og b° beregnet ved initialisereren 331, og ved anvendelse av ethvert antall og/eller type(r) fremgangsmåte(r), ligning(er) og/eller algoritme(r), itererer modellereren 330 modellparametrene A, A, rø, <j>, a, og b for å redusere en forskjell mellom den målte emf-spenning D(t) og den eksempelvise V(t) ifølge LIGN (7). I noen eksempler blir tilpasningen av den model-lerte emf spenningen V(t) til D(t) oppnådd ved å utføre Levenberg-Marquardt iterasjoner for å minimere og/eller redusere chi-kvadratet x,<2>mellom V(t) og D(t), som kan bli uttrykt matematisk som hvor

ti representerer tidene som prøver av den induserte emf spenningen D(t) ble målt ved, ved bølgeformmåleinstrumentet 325, N er antallet prøver som blir prosessert, og v er antallet frihetsgrader for tilpasning av N datapunkter. En eksempelvis fremgangsmåte for å utføre Levenberg-Marquardt iterasjoner for å løse de matematiske uttrykkene ifølge LIGN (9) og (10) er beskrevet ved Bevington et al., i en bok med tittel "Data Reduction and Error Analysis for the Physical Sciences," som herved er inkorporert ved referanse i sin helhet. I tillegg og/eller alternativt, kan Newton og/eller kvasi-Newton iterasjoner bli utført for å minimere en forskjell mellom den forutsagte emf-spenningen V(t) og den målte emf-spenningen D (t).

De matematiske uttrykkene ifølge LIGN (9) og (10) kan bli løst uten å beregne verdier for LIGN (2)-(6). Derfor kan modellparametrene A, A, co, <j>, a og b bli beregnet ved bølgeformmodellereren 330 uten å måtte beregne verdiene av Bessel-funksjonene K0og Ki som det er regnerisk tungt for prosessoren av et nedi-hullsverktøy 10, 30 å beregne med tilstrekkelig nøyaktighet.

Forden eksempelvise dobbel-eksponent-modellen ifølge LIGN (8), vil den eksempelvise modellereren 332 ifølge FIG. 3 redusere og/eller minimere forskjellen mellom den målte emf spenningsbølgeformen D(t) og den forventede bølge-formen V(t) ifølge LIGN (8) ved å, for eksempel, implementere LIGN (9) og (10) over parametere A3, <j>3, A, A, rø, <j>, a og b, hvor de innledende verdiene av A<3>og f<3>er henholdsvis A3<0>= A° og tø<0>= <f»°.

For å laste ut de beregnede modellparametere, inkluderer den eksempelvise nedihullssammenstillingen 300 ifølge FIG. 3 ethvert antall og/eller type(r) utlastingsgrensesnitt, ett av disse er betegnet ved referansenummer 335. Det eksempelvise utlastingsgrensesnitt 335 ifølge FIG. 3 sender noen eller alle de beregnede modellparameterne (f.eks. A og rø) og/eller den målte bølgeformen D(t) til overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingen 27, 27a via enhver type telemetri- og/eller dataoverføringsmodul 340, og/eller kan lagre de beregnede modellparameterne og/eller den målte bølgeformen D(t) i ethvert antall og/eller type(r) minne(r), minneenhet(er), lager og/eller lagringsenhet(er) 345.

I noen eksempler, blir modellparametrene beregnet i løpet av hvert telemet-rirammeintervall, og sendt til overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingen 27, 27a i hver telemetriramme. For utviklings- og/eller testeformål kan periodiske og/ eller aperiodiske deler av de målte bølgeformene D(t) bli splittet til flere segmenter og overført til overflatelokaliseringen ved anvendelse av flere telemetrirammer.

For å fjerne enhver system avhengig feil og/eller forskyvning som foreligger i den målte bølgeformen D(t), inkluderer den eksempelvise initialisereren 331 ifølge

FIG. 3 "de-biaser" 350. Den eksempelvise "de-biaser" 350 ifølge FIG. 3 beregner den gjennomsnittlige a° for den målte spenningen D(t), og subtraherer den gjennomsnittlige a° fra den målte D(t) for å danne en null-midlere bølgeform . Det vil si,

LIGN (11) Den eksempelvise "de-biaser" 350 setter det innledende estimat b° av b til null.

For å beregne et innledende estimat w° av resonansfrekvensen w av den vibrerende vaier 36, inkluderer den eksempelvise initialisereren 331 ifølge FIG. 3 en spektrumanalysator 355. Den eksempelvise spektrumanalysatoren 355 ifølge

FIG. 3 beregner et effektspektrum av den null-midlere bølgeformen ved anvendelse av, for eksempel, den velkjente Welch-metoden. Den eksempelvise spektrumanalysatoren 355 identifiserer og/eller lokaliserer frekvensen fp som sva-rer til den største størrelsesorden av det beregnede effektspektrum og beregner resonansfrekvensen

w° 2rcfp.

For å beregne et innledende estimat A° av det logaritmiske dekrementet A, inkluderer den eksempelvise initialisereren 331 ifølge FIG. 3 en transformer 360 og en dekrementtilpasser 365. Eksempeltransformeren 360 ifølge FIG. 3 beregner Hilbert-transformasjonen b( t) av den null-midlere bølgeformen . Eksempeltransformeren 360 beregner en målbølgeform D( t) basert på Hilbert-transformasjonen b( t) og den null-midlere bølgeformen . Målbølgeformen<D>(f) blir beregnet ved anvendelse av det følgende matematiske uttrykket

hvor In er den naturlige logaritmen, det vil si log av grunntallet e.

Den eksempelvise dekrementtilpasser 365 ifølge FIG. 3 beregner, estimerer og/eller på annen måte løser for et innledende estimat A° av det logaritmiske dekrementet A ved tilpasning av en lineær modell c - dt til den beregnede målbølge- form Dit). Den eksempelvise dekrementtilpasseren 365 løser for de ukjente c og d som minimerer kvadratet av forskjellen mellom den lineære modellen og målbøl-geformen D( t). I noen eksempler bruker dekrementtilpasseren 365 et minste kvadraters kriterium som kan bli uttrykt matematisk som

Den eksempelvise dekrementtilpasser 365 beregner det innledende estimerte logaritmiske dekrementet A° og amplituden A° fra det løst for parameterne c og d. Dekrementtilpasseren 365 beregner spesielt:

hvor e er grunntallet av den naturlige logaritmen.

For å bestemme et innledende estimat <j>° av fasen <j>, inkluderer den eksempelvise initialisereren 331 en fasetilpasser 370. For hver av mange mulige faser 0 (f.eks. valgt fra settet {0, n/ 8, nIA 2n}) beregner den eksempelvise fasetilpasseren 370 ifølge FIG. 3 en bølgeform bit, 9), som kan bli uttrykt matematisk som

Den eksempelvise fasetilpasseren 370 beregner standardavviket mellom hver av de beregnede bølgeformer bit, 6) og den null-midlere målte bølgeformen bit), og velger som fasen <j>° fasen 6 som tilsvarer til det minste standardavviket.

Selv om en eksempelmåte for å implementere de eksempelvise nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstillingene 26 og 26a ifølge FIG. 1 og 2 har blitt illustrert i FIG. 3, kan ett eller flere av elementene, sensorene, kretsene, modulene, prosessene og/eller anordningene illustrert i FIG. 3 bli kombinert, delt, omarrang-ert, utelatt, eliminert, implementert på en periodisk tilbakevendende måte, og/eller implementert på enhver annen måte. Videre kan den eksempelvise vibrerende vaiersensor 305, eksempelaktuatoren 320, det eksempelvise bølgeformmålein-strumentet 325, den eksempelvise bølgeformmodellereren 330, den eksempelvise initialisereren 331, den eksempelvise modellereren 332, det eksempelvise utlastingsgrensesnitt 335, eksempeltelemetrimodulen 340, eksempellageret 345, den eksempelvise "de-biaser" 350, den eksempelvise spektrumanalysatoren 355, eksempeltransformeren 360, den eksempelvise dekrementtilpasseren 365, den ek sempelvise fasetilpasseren 370 og/eller, mer generelt, den eksempelvise nedihullssammenstillingen 300 ifølge FIG. 3 bli implementert ved maskinvare, programvare, fastvare og/eller enhver kombinasjon av maskinvare, programvare og/eller fastvare. Derfor kan for eksempel, enhver eller alle av den eksempelvise vibrerende vaiersensor 305, eksempelaktuatoren 320, det eksempelvise bølge-formmåleinstrumentet 325, den eksempelvise bølgeformmodellereren 330, den eksempelvise initialisereren 331, den eksempelvise modellereren 332, det eksempelvise utlastingsgrensesnitt 335, eksempeltelemetrimodulen 340, eksempellageret 345, den eksempelvise "de-biaser" 350, den eksempelvise spektrumanalysatoren 355, eksempeltransformeren 360, den eksempelvise dekrementtilpasseren 365, den eksempelvise fasetilpasseren 370 og/eller, mer generelt, den eksempelvise nedihullssammenstillingen 300 bli implementert ved én eller flere krets(er), programmerbar(e) prosessor(er), applikasjonsspesifikk(e) integrert(e) krets(er)

(ASIC(er)), programmerbar(e) logisk(e) enhet(er) (PLD(er)), felt-programmerbar(e) logisk(e) enhet(er) (FPLD(er)), felt-programmerbar(e) gitteranordning(er)

(FPGA(er)), etc. Enda videre, kan nedihullssammenstillingen 300 inkludere elementene, sensorene, kretsene, modulene, prosessene og/eller anordningene istedenfor, eller i tillegg til, de illustrert i FIG. 3 og/eller kan inkludere mer enn én av enhver eller alle de illustrerte elementene, sensorene, kretsene, modulene, prosessene og/eller anordningene. Nedihullssammenstillingen 300 kan for eksempel inkludere et fluidtetthetsmodul (ikke vist) for å ta målinger av fluidet 310 som tettheten p av fluidet 310 kan bli estimert fra og/eller beregnet ved fluidtetthetsmodu-len og/eller ved en overflatesammenstilling, så som de eksempelvise overflate-sammenstillingene 27 og 27a.

FIG.4 illustrerer en eksempelmåte for å implementere de eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingene 27 og 27a ifølge FIG. 1 og 2. Selv om begge de eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingene 27 og 27a kan bli implementert ved eksempelet ifølge FIG. 4, vil for enkel diskusjon, det illustrerte eksempel ifølge FIG. 4 bli referert til som overflate fluidviskositetsanalysesammenstilling 400, eller ganske enkelt som overflatesammenstilling 400.

For å motta modellparametere (f.eks. A og co) som representerer de målte vibrasjoner av en vaier som vibrerer i en fluidstrøm, inkluderer den eksempelvise nedihullssammenstillingen 400 ifølge FIG. 4 enhver type telemetrimodul 405, og ethvert antall og/eller type(r) av (ett eller flere) innlesingsgrensesnitt, ett av disse

er betegnet ved referansenummer 410. Når beregnede modellparametere blir mottatt ved innlesingsgrensesnittet410 via eksempeltelemetrimodulen 405, lagrer det eksempelvise innlesingsgrensesnittet 410 ifølge FIG. 4 de mottatte modellparametere i ethvert antall og/eller type(r) av minne(r), minneenhet(er), lager og/eller lag-ringsenheter) 415. Hvis en målt indusert spenningsbølgeform D(t) blir mottatt via telemetrimodulen 405, blir bølgeformen V(t) likeledes lagret i lageret 415.

For å bestemme viskositeten rj av fluidet 310 (FIG. 3), inkluderer den eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingen 400 ifølge FIG. 4 en viskositetsanalysator 420. Den eksempelvise viskositetsanalysatoren 420 ifølge FIG. 4 beregner iterativt utgangsstørrelser fra en ikke-lineær fluidviskositetsmodellerende ligning g() for forskjellige estimater av viskositeten r| for å beregne, estimere og/eller på annen måte iterativt løse for viskositeten r|. Den ikke-lineære fluidviskositetsmodellerende ligningen g() iterert ved den eksempelvise viskositetsanalysator 420 er definert av modellparametrene A og ro beregnet ved og mottatt fra nedihullssammenstillingens 26, 26a, 300, forhåndsberegnede og/eller for-håndsmålte kalibreringsparametere 425 for den vibrerende vaiersensoren 305 og en målt og/eller beregnet tetthet p av fluidet 310. Tettheten p av fluidet 310 ifølge FIG. 4 kan bli målt ved en nedihullsverktøymodul og/eller sammenstilling ved anvendelse av ethvert antall og/eller type(r) fremgangsmåte(r), anordning(er) og/eller algoritme(r) og blir mottatt ved overflatesammenstillingen 400 via eksempeltelemetrimodulen 405.1 tillegg eller alternativt, kan overflatesammenstillingen 400 ifølge FIG. 4 inkludere en tetthetsanalysator (ikke vist) som estimerer og/eller beregner fluidtettheten p basert på målinger tatt ved et nedihullsverktøy. De eksempelvise kalibreringsparametere 425 blir bestemt før nedihullssammenstillingene 26, 26a og/eller 300 blir plassert innen borebrønnen 20. Eksempelvise kalibreringsparametere 425 inkluderer, men trenger ikke være begrenset til, radiusen R av vaieren 306, den indre dempende faktoren A0 for vaieren 306 og tettheten ps av vaieren 306.

Den eksempelvise viskositetsanalysatoren 420 ifølge FIG. 4 lagrer den beregnede og/eller estimerte viskositeten rj i eksempellageret 415, og/eller laster ut den beregnede og/eller estimerte viskositeten rj via ethvert antall og/eller type(r) av utlastingsanordninger, én av disse er betegnet ved referansenummer 440. Ek sempelvise utlastingsanordninger 440 inkluderer, men er ikke begrenset til, et dis-play, en skjerm, en skriver og/eller en terminal. Dessuten kan den eksempelvise utlastingsanordningen 440 bli brukt for å tilveiebringe den bestemte viskositeten r| til en annen overflateanordning og/eller sammenstilling (ikke vist) som styrer formasjonsevaluering.

For å beregne verdier av den fluidviskositetsmodellerende ligningen g(), inkluderer den eksempelvise viskositetsanalysatoren 420 ifølge FIG. 4 en modeller 430. Den eksempelvise modellereren 430 ifølge FIG. 4 beregner verdier av en ikke-lineær modellerende ligning g() definert ved det følgende matematiske uttrykket

hvor k og k' er definert ved de matematiske uttrykkene ifølge LIGN (3) til (6).

For å løse for viskositeten r], inkluderer den eksempelvise viskositetsanalysatoren 420 ifølge FIG. 4 en iterator 435. Den eksempelvise iteratoren 435 ifølge

FIG. 4 beregner, itererer og/eller løser på annen måte for viskositetsverdien r| slik at verdien av LIGN (17) er så nær null som mulig. I noen eksempler bruker den eksempelvise iteratoren 435 Newton-Raphson iterasjoner for å løse for viskositeten r|. Gitt en gjeldende estimert verdi t|nav viskositeten t|, beregner iteratoren 435 en oppdatert estimert verdi r)n+iav viskositeten rj ved anvendelse av det føl-gende uttrykket

hvor, Fordi den eksempelvise ikke-lineære funksjonen g(co,A,R,Ao,ps,p,Ti) funge-rer godt med hensyn til r| (dvs. den har en enkelt kryssing av null), kan iterasjoner starte med en innledende estimert viskositet t|opå 1 centipoise (cP). Alternativt kan en tilnærme viskositeten r| som en konstant ganger kvadratet av dekrementet A og bruke det som et innledende startpunkt rjofor iterasjoner av den viskositetsmodellerende ligningen g(). Konvergens av den eksempelvise iterasjonen uttrykt ved LIGN (18) og (19) vil typisk forekomme i løpet av mindre enn 10 iterasjoner. Mens en eksempelmåte for å implementere de eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingene 27 og 27a ifølge FIG. 1 og 2 har blitt illustrert i FIG. 4, kan én eller flere av elementene, sensorene, kretsene, modulene, prosessene og/eller anordningene illustrert i FIG. 4 bli kombinert, delt, omarrang-ert, utelatt, eliminert, implementert på en periodisk tilbakevendende måte og/eller implementert på enhver annen måte. Videre kan eksempeltelemetrimodulen 405, det eksempelvise innlesingsgrensesnitt 410, eksempellageret 415, den eksempelvise viskositetsanalysatoren 420, den eksempelvise modellereren 430, den eksempelvise iteratoren 435, den eksempelvise utlastingsanordningen 440 og/eller, mer generelt, den eksempelvise overflatesammenstillingen 400 ifølge FIG. 4 bli implementert ved maskinvare, programvare, fastvare og/eller enhver kombinasjon av maskinvare, programvare og/eller fastvare. Derfor kan for eksempel, enhver eller alle av eksempeltelemetrimodulen 405, det eksempelvise innlesingsgrensesnitt 410, eksempellageret 415, den eksempelvise viskositetsanalysatoren 420, den eksempelvise modellereren 430, den eksempelvise iteratoren 435, den eksempelvise utlastingsanordningen 440 og/eller, mer generelt, den eksempelvise overflatesammenstillingen 400 bli implementert ved én eller flere krets(er), pro-grammerbare) prosessor(er), ASIC(er), PLD(er), FPLD(er), FPGA(er), etc. Enda videre, kan overflatesammenstillingen 400 inkludere elementer, sensorer, kretser, moduler, prosesser og/eller anordninger istedenfor, eller i tillegg til, de illustrert i FIG. 4 og/eller kan inkludere mer enn én av enhver eller alle av de illustrerte elementene, sensorene, kretsene, modulene, prosessene og/eller anordningene. FIG. 5 er et flytskjema som er representativt for en eksempelprosess som kan bli utført for å implementere de eksempelvise nedhulls fluidviskositetsanalysesammenstillingene 26, 26a og 300 ifølge FIG. 1-3. FIG. 6 er et flytskjema som er representativt for en eksempelprosess som kan bli utført for å implementere de eksempelvise overflate fluidviskositetsanalysesammenstillingene 27, 27a og 400 ifølge FIG. 1, 2 og 4. Eksempelprosessene ifølge FIG. 5 og 6 kan bli utført ved en prosessor, en styringsenhet og/eller enhver annen egnet prosesseringsanordning. For eksempel kan eksempelprosessene ifølge FIG. 5 og 6 bli utført i kodede instruksjoner lagret på en produksjonsgjenstand så som ethvert reelt datamaskin-lesbart og/eller datamaskin-tilgjengelig medium. Eksempelvist reelt datamaskin-lesbart medium inkluderer, men er ikke begrenset til, et flash-minne, en "compact dise" (CD), en "digital versatile dise" (DVD), en diskett, et leseminne (ROM), et direktelager (RAM), en programmerbar ROM (PROM), en elektronisk-programmerbar ROM (EPROM), og/eller en elektronisk-slettbar PROM (EEPROM), en optisk lagringsdisk, en optisk lagringsenhet, magnetisk lagringsdisk, en magnetisk lagringsenhet og/eller ethvert annet reelt medium som kan bli brukt for å lagre og/eller holde programkode og/eller instruksjoner i form av maskin-tilgjengelige og/eller maskin-lesbare instruksjoner eller datastrukturer, og som kan bli aksessert ved en prosessor, en universal- eller spesialdatamaskin eller annen maskin med en prosessor (f.eks. den eksempelvise prosessorplatform P100 diskutert under i forbindelse med FIG. 7). Kombinasjoner av de ovennevnte er også inkludert innen omfanget av datamaskin-lesbare media. Maskin-lesbare instruksjoner omfatter, for eksempel, instruksjoner og/eller data som forårsaker at en prosessor, en univer-saldatamaskin, spesialdatamaskin eller en spesial-prosesseringsmaskin skal implementere én eller flere spesielle prosesser. Alternativt, kan noen eller alle eksempelprosessene ifølge FIG. 5 og 6 bli implementert ved anvendelse av enhver kombinasjon(er) av ASIC(er), PLD(er), FPLD(er), FPGA(er), diskret logikk, maskinvare, fastvare, etc. Noen eller alle eksempelprosessene ifølge FIG. 5 og 6 kan også isteden bli implementert manuelt eller som enhver kombinasjon av enhver av de foregående teknikker, for eksempel, enhver kombinasjon av fastvare, programvare, diskret logikk og/eller maskinvare. Videre kan mange andre fremgangsmåter for å implementere de eksempelvise operasjonene ifølge FIG. 5 og 6 bli anvendt. For eksempel kan rekkefølgen for gjennomføring av blokkene bli forandret, og/eller én eller flere av de beskrevne blokkene kan bli forandret, eliminert, ytterligere delt eller kombinert. I tillegg, kan enhver eller alle eksempelprosessene ifølge FIG. 5 og 6 bli utført sekvensielt og/eller utført parallelt ved, for eksempel, separate pro-sesseringstråder, prosessorer, anordninger, diskret logikk, kretser, etc.

Eksempelprosessen ifølge FIG. 5 begynner med at eksempelaktuatoren 320 aktuerer og/eller forårsaker en avbøyning av vaieren 306 (blokk 505), og det eksempelvise bølgeformmåleinstrumentet 325 måler over tid spenningsbølgefor-men D(t) indusert på tvers av vaieren 306 ved vibrasjonen av vaieren innen fluidet 310 (blokk 510). Den eksempelvise de-biaser 350 beregner det innledende estimerte gjennomsnitt a° av den målte bølgeformen D(t) og subtraherer den gjennomsnittlige a° fra den målte bølgeformen D(t) for å danne den null-midlere bølge-formen som vist i LIGN (11) (blokk 515).

Den eksempelvise spektrumanalysatoren 355 beregner effektspektrumet av den null-midlere bølgeformen (blokk 520) og identifiserer frekvensen fp som tilsvarer toppen av det beregnede effektspektrum (blokk 525). Det innledende re-sonansfrekvensestimatet co<0>blir beregner somco<0>= 2nfp

Eksempeltransformeren 360 beregner Hilbert-transformasjonen av den null-midlere bølgeformen (blokk 530). Transformeren 360 beregner målbølgefor-men ved anvendelse av, for eksempel, LIGN (12) og den eksempelvise dekrementtilpasseren 365 velger de ukjente parameterne c og d av en lineær modell for å redusere en forskjell mellom den lineære modellen og målbølgeformen som, for eksempel, vist i LIGN (13) (blokk 535). Dekrementtilpasseren 365 beregner det innledende estimerte logaritmiske dekrementet A° og amplituden A° fra parameterne c og d som vist i henholdsvis LIGN (14) og (15) (blokk 540).

Den eksempelvise fasetilpasseren 370 løser for den innledende estimerte fasen <j>° som, for eksempel, beskrevet over i forbindelse med LIGN (16) (blokk

545). Ved å starte med de innledende estimerte modellparameterne A°, a°, b°, A°,

<f>° og co<0>(A3° og f3° for dobbel-eksponent-modellen) vil den eksempelvise modellereren 332 beregne, bestemme, oppdatere og/eller iterere modellparametrene A, a, b, A, 4» og co (A3og <f>3for dobbel-eksponentmodellen) for å minimere en forskjell mellom den målte D(t) og den forventede V(t) (blokk 550).

Bølgeformmodellereren 330 lagrer den målte bølgeformen D(t) og de beregnede modellparameterne i lageret 345 (blokk 555), og utlastingsgrensesnittet 335 sender minst de beregnede modellparameterne A og co til en overflatelokalisering via telemetrimodulen 340 (blokk 560). Kontroller så det som forlater fra eksempelprosessen ifølge FIG. 5.

Eksempelprosessen ifølge FIG. 6 begynner med at eksempeltelemetrimodulen 405 (FIG. 4) mottar de beregnede modellparameterne A og co fra et nedi-hullsverktøy (blokk 605). Den eksempelvise modellereren 430 kaller tilbake kalib-reringsparametrene R, Aoog ps fra lageret 425 (blokk 610). Eksempeltelemetrimodulen 405 mottar fluidtettheten p fra det samme eller et annet nedihullsverktøy (blokk 612). I tillegg eller alternativt, kan fluidtettheten p bli oppnådd ved å beregne og/eller estimere tettheten p basert på målinger tatt ved et nedihullsverktøy. Den eksempelvise iteratoren 435 velger et innledende estimat tjoav viskositeten rj av fluidet 310 (blokk 615).

Basert på de mottatte parameterne A og co mottatt fra nedihullsverktøyet, de tilbakekalte kalibreringsparameterne og det innledende estimatet av viskositeten r|, beregner den eksempelvise modellereren 430 utgangsstørrelsen fra den ikke-lineære fluidviskositetsmodellerende ligningen g() definert av LIGN (17) (blokk 620). Basert på utgangsstørrelsene fra den fluidviskositetsmodellerende ligningen g() beregnet ved modellereren 430, beregner den eksempelvise iteratoren 435 et oppdatert estimat rjn+iav viskositeten r\ved anvendelse av, for eksempel,

LIGN (18) og (19) (blokk 625).

Hvis estimatet av viskositeten rj ikke har konvergert (blokk 630), returnerer kontroll til blokk 620 for å beregne en annen utgangsstørrelse fra den fluidviskositetsmodellerende ligningen g(). Hvis estimatet av viskositeten r| har konvergert (blokk 630), lagrer viskositetsanalysatoren 420 den estimerte viskositeten rj i lageret 415 og/eller laster ut den estimerte viskositeten rj via utlastingsanordningen 440 (blokk 635). Kontroller så det som forlater fra eksempelprosessen ifølge

FIG. 6.

FIG. 7 er et skjematisk diagram av en eksempelvis prosessorplatform P100 som kan bli brukt og/eller programmert for å implementere de eksempelvise fluidviskositetsanalysesammenstillingene 26, 26a, 27, 27a, 300 og 400 beskrevet heri. For eksempel, kan prosessorplatformen P100 bli implementert ved én eller flere universalprosessorer, prosessorkjerner, mikrostyringsenheter, etc.

Prosessorplatformen P100 ifølge eksempelet ifølge FIG. 7 inkluderer minst én universell programmerbar prosessor P105. Prosessoren P105 utfører kodede instruksjoner P110 og/eller P112 som foreligger i hovedminne av prosessoren P105 (f.eks. innen et RAM P115 og/eller et ROM P120). Prosessoren P105 kan være enhver type prosesseringsenhet, så som en prosessorkjerne, en prosessor og/eller en mikrostyringsenhet. Prosessoren P105 kan, blant andre ting, utføre eksempelprosessene ifølge FIG. 5 og 6 for å implementere de eksempelvise fremgangsmåter, apparatur og produksjonsartikler beskrevet heri.

Prosessoren P105 er i kommunikasjon med hovedminnet (inkludert et ROM P120 og/eller RAM P115) via en buss P125. RAM-et P115 kan bli implementert ved dynamisk direktelager (DRAM), synkront dynamisk direktelager (SDRAM) og/eller enhver annen type RAM anordning, og ROM kan bli implementert ved flash minne og/eller enhver annen ønsket type minneenhet. Adgang til minnet P115 og minnet P120 kan bli kontrollert ved en minnestyringsenhet (ikke vist). Minnet P115, P120 kan bli brukt for å implementere eksempellageret 345 og 440.

Prosessorplatformen P100 inkluderer også en grensesnittkrets P130. Grensesnittkretsen P130 kan bli implementert ved enhver type grensesnittstandard, så som et eksternminnegrensesnitt, seriell port, universal innlesing/utlasting, etc. Én eller flere innlesingsanordninger P135 og én eller flere utlastingsanordninger P140 er forbundet til grensesnittkretsen P130. Den eksempelvise utlastingsanordningen P140 kan bli brukt for å, foreksempel, implementere eksempeltelemetrimodulen 340. Den eksempelvise innlesingsanordningen P135 kan bli brukt for å, for eksempel, implementere eksempeltelemetrimodulen 405.

Selv om visse eksempelvise fremgangsmåter, apparatur og produksjonsartikler har blitt beskrevet heri, er dekningsomfanget for dette patentet ikke begrenset til dem. Tvert imot, dette patentet dekker alle fremgangsmåter, apparatur og produksjonsartikler som passende faller innen omfanget av de vedlagte kravene enten ordrett eller under ekvivalenslæren.

Claims (32)

1. Apparatur omfattende: en nedihullssammenstilling som inkluderer: en sensor for å måle en bølgeform som er representativ for en bevegelse av en vaier som vibrerer innen et fluid ved en nedihullslokalisering i en bo-rebrønn; en bølgeformmodellerer for å beregne en modellparameter fra den målte bølgeformen; og en første telemetrimodul for å overføre den beregnede modellparamete ren til en overflatelokalisering; og en overflatesammenstilling som inkluderer: en andre telemetrimodul for å motta den beregnede modellparameteren fra nedihullssammenstillingen; og en viskositetsanalysator for å estimere en viskositet av fluidet fra den beregnede modellparameteren.

2. Apparatur ifølge krav 1, hvori bølgeformmodellereren skal beregne modellparameteren ved å løse et første minimeringsproblem, og viskositetsanalysatoren skal estimere viskositeten ved å løse et andre minimeringsproblem.

3. Apparatur ifølge krav 1, hvori den beregnede modellparameteren omfatter minst én av en logaritmisk dekrement dempende faktor eller en resonansfrekvens av den vibrerende vaieren.

4. Apparatur ifølge krav 1, hvori bølgeformmodellereren omfatter: en transformer for å beregne en Hilbert-transformasjon av den målte bølge-formen og å beregne en målbølgeform basert på Hilbert-transformasjonen og den målte bølgeformen; og et dekrementfilter for å velge første og andre koeffisienter av en lineær modell for å redusere en forskjell mellom den lineære modellen og den beregnede målbølgeformen og å beregne modellparameteren fra den første koeffisienten.

5. Apparatur ifølge krav 1, hvori bølgeformmodellereren omfatter en spektrumanalysator for å beregne et effektspektrum av den målte bølgeformen og for å identifisere en topp av det beregnede effektspektrum, hvori modellparameteren representerer toppen av det beregnede effektspektrum.

6. Apparatur ifølge krav 1, hvori bølgeformmodellereren omfatter en modellerer for å oppdatere den beregnede modellparameteren for å redusere en forskjell mellom den målte bølgeformen og en forventet bølgeform.

7. Apparatur ifølge krav 1, hvori viskositetsanalysatoren omfatter: en modellerer for å beregne utgangsstørrelsesverdier av en ikke-lineær funksjon som karakteriserer den vibrerende vaieren, den ikke-lineære funksjonen er definert av den beregnede modellparameteren og minst én kalibreringsparameter; og en iterator for å estimere viskositeten ved å identifisere et nullpunkt for den ikke-lineære funksjonen basert på de beregnede utgangsstørrelsesverdiene.

8. Apparatur ifølge krav 7, hvori iteratoren skal identifisere nullpunktet ved å: velge en første estimerte verdi av viskositeten; og beregne en andre estimerte verdi av viskositeten fra den første estimerte viskositetsverdien ved anvendelse av en Newton-Raphson iterasjon.

9. Fremgangsmåte som omfatter å: aktuere en vaiersensor innen et fluid; måle en bølgeform som er representativ for en vibrasjon av vaiersensoren innen fluidet; beregne en vaiervibrasjonsmodellparameter som omfatter minst én av en resonansfrekvens eller en logaritmisk dekrement dempende faktor fra den målte bølgeformen; og estimere en viskositet av fluidet fra den beregnede modellparameteren.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, hvori vaiervibrasjonsmodellparameteren blir beregnet ved å løse et første minimeringsproblem, og viskositeten av fluidet blir estimert ved å løse et andre minimeringsproblem.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9, som videre omfatter å: beregne en Hilbert-transformasjon av den målte bølgeformen; beregne en målbølgeform basert på Hilbert-transformasjonen og den målte bølgeformen; velge første og andre koeffisienter av en lineær modell for å redusere en forskjell mellom den lineære modellen og den beregnede målbølgeformen; og beregne modellparameteren basert på den første koeffisienten.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 9, som videre omfatter å: beregne et effektspektrum av den målte bølgeformen; og identifisere en topp av det beregnede effektspektrum, hvori modellparameteren representerer toppen av det beregnede effektspektrum.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 9, som videre omfatter å estimere viskositeten av fluidet ved å identifisere et nullpunkt for en ikke-lineær funksjon definert ved den beregnede modellparameteren og minst én kalibreringsparameter.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 9, som videre omfatter å: velge en første estimerte verdi av viskositeten; og utføre en Newton-Raphson iterasjon for å danne en andre estimerte verdi av viskositeten.

15. Apparatur for bruk ved en nedihullslokalisering av en borebrønn, som omfatter: en aktuator for å aktuere en vaier innen et fluid ved nedihullslokaliseringen av borebrønnen; et måleinstrument for å måle en bølgeform som er representativ for en vibrasjon av vaieren innen fluidet; en transformer for å beregne en Hilbert-transformasjon av den målte bølge-formen og å beregne en målbølgeform basert på Hilbert-transformasjonen og den målte bølgeformen; en dekrementtilpasser for å velge første og andre koeffisienter av en lineær modell for å redusere en forskjell mellom den lineære modellen og den beregnede målbølgeformen og å beregne en logaritmisk dekrement dempende faktor basert på den første koeffisienten; og en telemetrimodul for å sende den beregnede logaritmiske dekrement dempende faktoren til en overflatelokalisering.

16. Apparatur ifølge krav 15, hvori det å beregne den logaritmiske dekrement dempende faktoren omfatter å beregne et forhold av den første koeffisienten og en resonansfrekvens av vaieren innen fluidet.

17. Apparatur ifølge krav 15, som videre omfatter: en spektrumanalysator for å beregne et effektspektrum av den målte bølge-formen og å identifisere en topp av det beregnede effektspektrum ved en resonansfrekvens av vaieren innen fluidet, hvori telemetrimodulen skal sende resonansfrekvensen til overflatelokaliseringen.

18. Apparatur ifølge krav 15, som videre omfatter en "de-biaser" for å beregne et gjennomsnitt av den målte bølgeformen og å subtrahere gjennomsnittet fra den målte bølgeformen for å danne en null-midlere målt bølgeform, hvori transformeren skal beregne Hilbert-transformasjonen av den null-midlere målte bølgeformen.

19. Apparatur ifølge krav 15, som videre omfatter en modellerer for å oppdatere den beregnede logaritmiske dekrement dempende faktoren for å redusere en forskjell mellom den målte bølgeformen og en forventet bølgeform.

20. Fremgangsmåte som omfatter å: aktuere en vaier innen et fluid ved en nedihullslokalisering innen en bore-brønn; måle en bølgeform som er representativ for en vibrasjon av vaieren innen fluidet; beregne en Hilbert-transformasjon av den målte bølgeformen; beregne en målbølgeform basert på Hilbert-transformasjonen og den målte bølgeformen; velge første og andre koeffisienter av en lineær modell for å redusere en forskjell mellom den lineære modellen og den beregnede målbølgeformen; beregne en logaritmisk dekrement dempende faktor basert på den første koeffisienten; og sende den beregnede logaritmiske dekrement dempende faktoren til en overflatelokalisering.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, hvori det å beregne den logaritmiske dekrement dempende faktoren omfatter å beregne et forhold av den første koeffisienten ved en resonansfrekvens av vaieren innen fluidet.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 20, som videre omfatter å: beregne et effektspektrum av den målte bølgeformen; identifisere en topp av det beregnede effektspektrum ved en resonansfrekvens av vaieren innen fluidet; og sende resonansfrekvensen til overflatelokaliseringen.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 20, som videre omfatter å: beregne et gjennomsnitt av den målte bølgeformen; og subtrahere gjennomsnittet fra den målte bølgeformen for å danne en null-midlere målt bølgeform, hvori Hilbert-transformasjonen blir beregnet på den null-midlere målte bølgeformen.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 20, som videre omfatter å oppdatere den beregnede logaritmiske dekrement dempende faktoren for å redusere en forskjell mellom den målte bølgeformen og en forventet bølgeform.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, hvori oppdatering av den beregnede logaritmiske dekrement dempende faktoren for å redusere en forskjell mellom den målte bølgeformen og den forventede bølgeformen omfatter en Levenberg-Marquardt iterasjon.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 20, som videre omfatter å: estimere en viskositet av fluidet basert på den beregnede logaritmiske dekrement dempende faktoren; og bestemme en parameter av en formasjonsevalueringstest basert på den estimerte viskositeten.

27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, hvori estimering av viskositeten omfatter å: beregne et kvadrat av den beregnede logaritmiske dekrement dempende faktoren; og beregne et produkt av kvadratet og en konstant.

28. Fremgangsmåte ifølge krav 26, hvori parameteren for formasjonsevalue-ringstesten omfatter en synke hastig het.

29. Fremgangsmåte som omfatter å: motta ved en overflatelokalisering en logaritmisk dekrement dempende faktor for en vaier som vibrerer innen et fluid ved en nedihullslokalisering innen en borebrønn; motta ved overflatelokaliseringen fra nedihullslokaliseringen en resonansfrekvens av den vibrerende vaieren innen fluidet innen borebrønnen ved nedihullslokaliseringen; og estimere en viskositet av fluidet basert på den mottatte logaritmiske dekrement dempende faktoren og den mottatte resonansfrekvensen.

30. Fremgangsmåte ifølge krav 29, hvori det å estimere viskositeten av fluidet omfatter å identifisere et nullpunkt av en ikke-lineær funksjon definert ved viskositeten, den mottatte logaritmiske dekrement dempende faktoren, den mottatte resonansfrekvensen og en kalibreringsparameter.

31. Fremgangsmåte ifølge krav 30, hvori den ikke-lineære funksjonen omfatter en forskjell mellom den mottatte logaritmiske dekrement dempende faktoren og en modellert logaritmisk dekrement dempende faktor beregnet ved anvendelse av viskositeten, den mottatte resonansfrekvensen og kalibreringsparameteren.

32. Fremgangsmåte ifølge krav 29, hvori det å estimere viskositeten av fluidet omfatter å: velge en første estimerte verdi av viskositeten; og utføre en Newton-Raphson iterasjon for å beregne en andre estimerte verdi av viskositeten.