NO20130934A1

NO20130934A1 - Optimering av rensing av prøve under formasjonstesting

Info

Publication number: NO20130934A1
Application number: NO20130934A
Authority: NO
Inventors: James T Cernosek; Holger Stibbe; Avigdor Hetz; Russell Mceacharn; Anthony D Self
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-08-19
Also published as: US9068438B2; BR112013018157A2; BR112013018157B1; GB2501631B; WO2012103461A3; NO345653B1; GB2501631A; GB201311995D0; US20130019671A1; WO2012103461A2

Abstract

Det vises et formasjonstesterverktøy for å trekke ut formasjonsfluid fra en grunnformasjon som gjennomskjæres av et borehull med et borefluid. Verktøyet innbefatter: et prøve-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid fra formasjonen i en prøvesone; en prøvesone-tetning som danner en omkrets som avgrenser prøvesonen; et kontaminasjonsfjerning- strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid kontaminert med borefluidet fra en kontaminasjonsfjerningssone i formasjonen; en kontaminasjonsfjerningssonetetning som danner en omkrets som avgrenser kontaminasjonsfjerningssonen, som omgir og ekskluderer prøvesonen; og en styringsenhet innrettet for å regulere en prøve-strømningsrate i prøve-strømningselementet og en kontaminasjonsfjerning-strømningsrate i kontaminasjonsfjerningstrømningselementet for å redusere en mengde tid nødvendig for å innhente en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering.

Description

KRYSSREFERANSE TIL BESLEKTEDE SØKNADER

Denne søknaden tar prioritet fra en tidligere innleveringsdato fra den ugranskede US-søknaden 61/437,259, innlevert 28. januar 2011, som inntas her som referanse i sin helhet.

BAKGRUNN

1. Oppfinnelsens område

[0001] Oppfinnelsen som vises her vedrører prøvetaking av formasjonsfluider, og mer spesifikt rensing av prøvene.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

[0002] Ved leting etter hydrokarboner blir borehull boret inn i geologiske formasjoner som kan inneholde reservoarer for hydrokarbonene. Boretid kan være veldig dyrt som følge av kostnader til personell og borerigg. For å utnytte boreressurser på en effektiv måte blir prøver av formasjonsfluider innhentet fra formasjonene med bruk av formasjonstestere utplassert i borehullene. Basert på testing av prøver, så som kjemisk karakterisering, kan borerelaterte avgjørelser bli tatt for å oppnå en effektiv utnyttelse av boreressursene.

[0003] Et borefluid eller -slam blir typisk pumpet gjennom en borestreng til en borkrone som borer et borehull for å smøre borkronen og skylle ut borekaks fra borehullet. Boreslammet befinner seg i borehullet og kan komme seg inn i porer i bergarter i borehullsveggen, hvor boreslammet kalles filtrat. En formasjontester blir anvendt for å trekke ut en prøve av formasjonsfluid gjennom borehullsveggen. Imidlertid kan filtrat kontaminere prøven. For å minimere kontaminering blir formasjonsfluidet trukket ut kontinuerlig over et tidsintervall. I løpet av dette tidsintervallet avtar mengden av filtratkontaminering til et akseptabelt nivå eller til nær null, og da innhentes en prøve av formasjonsfluidet.

[0004] Avhengig av faktorer som typen bergart og filtrat, kan det ta timer eller også dager å oppnå filtratnivåer som er akseptable for karakterisering. Det ville bli godt mottatt innen boreindustrien dersom formasjonstestingsteknikken kunne forbedres ved å redusere tiden nødvendig for å innhente en prøve av et formasjonsfluid med et akseptabelt nivå av slamfiltratkontaminering.

KORT OPPSUMMERING

[0005] Det beskrives et formasjonstesterverktøy for å trekke ut formasjonsfluid fra en grunnformasjon som gjennomskjæres av et borehull med et borefluid, der verktøyet innbefatter: et prøve-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid fra formasjonen i en prøvesone; en prøvesone-tetning som danner en omkrets som avgrenser prøvesonen; et kontaminasjonsfjerning-strømnings-element innrettet for å trekke ut formasjonsfluid kontaminert med borefluidet fra en kontaminasjonsfjerningssone i formasjonen; en kontaminasjonsfjerningssone-tetning som danner en omkrets som avgrenser kontaminasjonsfjerningssonen, som omgir og ekskluderer prøvesonen; og en styringsenhet innrettet for å regulere en prøve-strømningsrate i prøve-strømningselementet og en kontaminasjons-fjerning-strømningsrate i kontaminasjonsfjerning-strømningselementet for å redusere en mengde tid nødvendig for å innhente en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering.

[0006] Det beskrives også en fremgangsmåte for trekke ut formasjonsfluid fra en grunnformasjon som gjennomskjæres av et borehull med et borefluid, der fremgangsmåten inkluderer å: frakte et formasjonstesterverktøy gjennom borehullet, der verktøyet innbefatter: et prøve-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid fra formasjonen i en prøvesone; en prøvesone-tetning som danner en omkrets som avgrenser prøvesonen; et kontaminasjonsfjerning-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid kontaminert med borefluidet fra en kontaminasjonsfjerningssone i formasjonen; en kontaminasjonsfjerningssone-tetning som danner en omkrets som avgrenser kontaminasjonsfjerningssonen, som omgir og ekskluderer prøvesonen; og en styringsenhet innrettet for å regulere en prøve-strømningsrate i prøve-strømningselementet og en kontaminasjonsfjerning-strømningsrate i kontaminasjonsfjerning-strømnings-elementet; og regulere prøve-strømningsraten og kontaminasjonsfjerning-strømningsraten for å redusere en mengde tid nødvendig for å innhente en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering.

[0007] Det beskrives videre et ikke-volatilt datamaskinlesbart medium med datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å trekke ut formasjonsfluid fra en grunnformasjon som gjennomskjæres av et borehull med et borefluid ved å utføre en fremgangsmåte som inkluderer å: regulere en prøve-strømningsrate; og regulere en kontaminasjonsfjerning-strømningsrate for å redusere en mengde tid nødvendig for å innhente en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering ved anvendelse av et formasjonstesterverktøy som innbefatter: et prøve-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid fra formasjonen i en prøvesone; en prøvesone-tetning som danner en omkrets som avgrenser prøvesonen; et kontaminasjonsfjerning-strømnings-element innrettet for å trekke ut formasjonsfluid kontaminert med borefluidet fra en kontaminasjonsfjerningssone i formasjonen; en kontaminasjonsfjerningssone-tetning som danner en omkrets som avgrenser kontaminasjonsfjerningssonen, som omgir og ekskluderer prøvesonen; og en styringsenhet innrettet for å regulere prøve-strømningsraten i prøve-strømningselementet og kontaminasjonsfjerning-strømningsraten i kontaminasjonsfjerning-strømningselementet.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0008] De følgende beskrivelsene er ikke å anse som begrensende på noen som helst måte. Det henvises til de vedlagte tegningene, hvor like elementer er gitt like henvisningstall:

[0009] Figur 1 illustrerer et eksempel på utførelse av et formasjonstesterverktøy utplassert i et borehull som gjennomskjærer en grunnformasjon;

[0010] Figur 2 illustrerer aspekter ved en prøvesone, en kontaminasjonsfjerningssone og en borehullssone med hensyn til formasjonstesterverktøyet;

[0011] Figur 3 illustrerer en graf som viser aspekter ved en mengde formasjonsfluid som må trekkes ut fra grunnformasjonen for å oppnå forskjellige nivåer av kontaminasjon;

[0012] Figur 4 viser forskjellige aspekter ved formasjonstesterverktøyet for å redusere en tid nødvendig for innhenting av en formasjonsprøve; og

[0013] Figur 5 viser ett eksempel på en fremgangsmåte for å trekke ut en prøve av et formasjonsfluid innenfra borehullet.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0014] En detaljert beskrivelse av én eller flere utførelsesformer av apparatet og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil bli gitt her som et eksempel, og ikke en begrensning, med støtte i figurene.

[0015] Figur 1 illustrerer et eksempel på utførelse av et formasjonstesterverktøy 10 utplassert i et borehull 2 som gjennomskjærer jordgrunnen 3, som har en grunnformasjon 4. Selv om borehullet 2 er vist i figur 1 med en vertikal orientering, kan borehullet 2 også avvike fra den vertikale orienteringen. Borehullet 2 inneholder et borefluid (eller slam) 9. Formasjonstesterverktøyet 10 fraktes gjennom borehullet 2 av en bærer 5.1 utførelsesformen i figur 1 er bæreren 5 en armert kabel 6. Foruten å støtte formasjonstesterverktøyet 10 i borehullet 2 kan kabelen 6 også sørge for kommunikasjon mellom formasjonstesterverktøyet 10 og et databehandlingssystem 8 på overflaten av jorden 3.1 utførelser med logging-under-boring (LWD) eller måling-under-boring (MWD) kan bæreren 5 være en borestreng. I LWD/MWD-utførelser kan formasjonstesterverktøyet 10 bli aktivert under en midlertidig stans i boringen. For å betjene nedihullsverktøyet 10 og/eller tilveiebringe et kommunikasjonsgrensesnitt med databehandlingssystemet 8 på overflaten, innbefatter formasjonstesterverktøyet 10 nedihullselektronikk 7.

[0016] Fortsatt med henvisning til figur 1 innbefatter formasjonstesterverktøyet 10 en fluidprøvetakingssideveggpute 11 innrettet for å strekkes ut fra formasjons-testerverktøyet 10 til kontakt med formasjonen 4 ved en vegg i borehullet 2.1 utførelsesformen i figur 1 har fluidprøvetakingssideveggputen 11 et sirkulært tverrsnitt, hvis plan er vinkelrett på planet i figur 1. Andre utforminger av sideveggputen 11 er også mulig, deriblant former som følger krumningen til borehullet 2. For å fastgjøre fluidprøvetakingssideveggputen 11 til formasjonen 4 og hindre at sideveggputen 11 skyver verktøyet 10 bort og hindrer forsegling mot borehullsveggen, innbefatter formasjonstesterverktøyet 10 en mekanisme 12 innrettet for å holde formasjonstesterverktøyet 10 på plass i borehullet 2.

[0017] Fortsatt med henvisning til figur 1 innbefatter fluidprøvetakingssidevegg-puten 11 et prøve-strømningselement 13 som definerer en prøve-strømningsvei 14 og et kontaminasjonsfjerning-strømningselement 15 som definerer en kontaminasjonsfjerning-strømningsvei 16. En første tetning 17 danner en omkrets rundt prøve-strømningsveien 14 for å isolere prøve-strømningsveien 14 fra kontaminasjonsfjerning-strømningsveien 16. En andre tetning 18 danner en omkrets rundt kontaminasjonsfjerning-strømningsveien 16 for å isolere kontaminasjon-strømningsveien 16 fra et område i formasjonen 4 utenfor omkretsen dannet av den andre tetningen 18. Den første tetningen 17 og den andre tetningen 18 avgrenser således tre atskilte soner - en prøvesone innenfor omkretsen dannet av den første tetningen 17, en kontaminasjonssone dannet innenfor omkretsen til den andre tetningen 18, men som ikke inkluderer prøvesonen, og en borehullssone utenfor omkretsen dannet av den andre tetningen 18.1 én utførelsesform er prøve-strømningselementet 13 konsentrisk med kontaminasjonsfjerning-strømningselementet 15.

[0018] Figur 2 er en illustrasjon som viser en prøvesone 20, en kontaminasjonsfjerningssone 21 og en borehullssone 22. Disse tre sonene er gjensidig utelukkende. Som vist i figur 2 omgir og ekskluderer kontaminasjonsfjerningssonen 21 prøvesonen 20. Prøve-strømningselementet 13 er innrettet for å trekke ut fluid fra prøvesonen 20 med en prøve-strømningsrate. Kontaminasjonsfjerning-strømningselementet er innrettet for å trekke ut fluid fra kontaminasjonsfjerningssonen 21 med en kontaminasjonsfjerning-strømningsrate. Fluidet trekkes ut ved å senke trykket i det aktuelle strømningselementet i en sone ved anvendelse av en trykksenkningsanordning, så som en pumpe, koblet til et strømningselement. Det vil forstås at ett eller flere prøve-strømningselementer 13 kan bli anvendt for å trekke ut fluid fra prøvesonen 20 og at ett eller flere kontaminasjonsfjerning-strømningselementer 15 kan bli anvendt for å trekke ut fluid fra kontaminasjonsfjerningssonen 21. Det vil også forstås at prøve-strømningselementet 13 og kontaminasjonsfjerning-strømningselementet 15 kan være konstruert slik at de har andre former, så som ovale former. Det vil også forstås at prøve-strømnings-elementet 13 og kontaminasjonsfjerning-strømningselementet 15 kan være innrettet slik at de ikke er konsentriske med hverandre.

[0019] Før uttrekking av formasjonsfluidet anses prøvesonen som invadert av boreslammet 9. Med "invadert" menes at boreslammet 9 befinner seg inne i porer i formasjonen 4 inn til en bestemt radial avstand fra veggen i borehullet 2 eller danner et belegg eller dekke langs veggen i borehullet 2.1 én utførelsesform, når uttrekkingen av formasjonsfluidet begynner, er konsentrasjonen av slamfiltratkontaminering omtrent den samme i prøvesonen 20 som den er i kontaminasjonsfjerningssonen 21. Etter hvert som uttrekkingen fortsetter vil konsentrasjonen av slamfiltratkontaminering i prøve-strømningsveien 14 være mindre enn konsentrasjonen av slamfiltratkontaminering i kontaminasjonsfjerning-strømnings-veien 16. Dette er fordi alt eller det meste av slamfiltratet som passerer rundt den andre tetningen 18 gjennom porene i formasjonsbergarten fra borehullssonen 22 til kontaminasjonsfjerningssonen 21 (som følge av redusert trykk i sonen 21) vil bli fjernet via kontaminasjonsfjerning-strømningselementet 15.

[0020] Eksperimenter, modellering og analyse ble anvendt for å bestemme kontaminasjonsfjerningsyterlsen til utførelsesformen vist i figurene 1 og 2. Det henvises nå til figur 3, som illustrerer en graf som viser aspekter ved forskjellige nivåer av kontaminasjon i et utvunnet formasjonsfluid som funksjon av mengde formasjonsfluid trukket ut fra grunnformasjonen for forskjellige forhold mellom prøve-strømningsrate og kontaminasjonsfjerning-strømningsrate. Merk at når kontaminasjonsfjerning-strømningsraten øker i forhold til prøve-strømningsraten, den totale mengden fluidstrømning nødvendig for å oppnå en ønsket mengde kontaminering i prøve-strømningsveien 14 avtar og at derfor prøveinnhentings-tiden også avtar.

[0021] Det henvises nå til figur 4, som viser aspekter ved formasjonstester-verktøyet 10 mer detaljert. Til prøve-strømningselementet 13 er det koblet en prøve-strømningsreguleringsventil 40 og en prøve-strømningspumpe 41. Tilsvarende er det til kontaminasjonsfjerning-strømningselement 15 koblet en kontaminasjonsfjerning-strømningsreguleringsventil 42 og en kontaminasjons-fjerning-strømningspumpe 43. En styringsenhet 44 er koblet til hver av strømningsreguleringsventilene 40 og 42 og hver av strømningspumpene 41 og 43. Styringsenheten 44 er innrettet for å regulere prøve-strømningsraten ved å modulere eller justere prøve-strømningsreguleringsventilen 40, hastigheten til prøve-strømningspumpen 41, eller en kombinasjon av dette. Tilsvarende er styringsenheten 44 innrettet for å regulere kontaminasjonsfjerning-strømnings-raten ved å modulere eller justere kontaminasjonsfjerning-strømningsregulerings-ventilen 42, hastigheten til kontaminasjonsfjerning-strømningspumpen 43, eller en kombinasjon av dette.

[0022] Fortsatt med henvisning til figur 4 føres utstrømningen fra prøve-strømningselementet 13 enten inn i borehullet 2, når kontaminasjonen overstiger en bestemt terskelverdi, eller inn i en prøvebeholder 45, når kontaminasjonen er mindre enn eller lik terskelverdien, ved hjelp av en treveisventil 49.1 én eller flere utførelsesformer kan andre typer ventiler bli anvendt i stedet for eller i tillegg til treveisventilen 49. Kontaminasjonsterskelverdier kan bli matet inn til styrings enheten 44 av nedihullselektronikken 7 og/eller overflatedatabehandlingssystemet 8. Isolasjonsventiler (ikke vist) kan bli anvendt for å isolere en prøve av formasjonsfluidet i prøvebeholderen 45. Prøvebeholderen 45 kan bli hentet ut fra formasjonstesterverktøyet 10 for analyse av innholdet i et laboratorium. Alternativt kan en kjemisk analyse av innholdet bli utført i formasjonstesterverktøyet 10 ved hjelp av en kjemisk analysator 46.1 én utførelsesform er den kjemiske analysatoren 46 et optisk spektrometer som optisk vekselvirker med innholdet i prøvebeholderen 45 gjennom ett eller flere vinduer i prøvebeholderen 45. Ikke-begrensende eksempler på typer optisk spektroskopi inkluderer transmissiv absorbsjonsspektroskopi og reflekterende absorbsjonsspektroskopi.

[0023] Fortsatt med henvisning til figur 4 innbefatter formasjonstesterverktøyet 10 én eller flere følere 47 anordnet for å avføle et trekk eller en egenskap ved formasjonsfluidet som strømmer i prøve-strømningsveien 14 og/eller kontaminasjonsfjerning-strømningsveien 16. Den ene eller de flere følerne 47 gir innmating til styringsenheten 44. Vanligvis vedrører trekket eller egenskapen en mengde kontaminering i form av borefluid 9 i formasjonsfluidet i disse strømnings-veiene. I én utførelsesform er føleren 47 en akustisk føler med en resonator, så som en stemmegaffel anordnet i strømningsveien for formasjonsfluidet. Resonatoren resonerer ved en frekvens som avhenger av mengden kontaminering i den uttrukkede formasjonsfluidprøven. Ved å måle resonansfrekvensen kan mengden kontaminering i den uttrukkede formasjonsfluidprøven bestemmes. I én utførelsesform er føleren 47 en optisk føler.

[0024] I én utførelsesform er den optiske føleren basert på Raman-effekten, som er uelastisk spredning av fotoner av molekyler. I Raman-spredning er energiene i de innkommende eller pumpede fotonene og de spredte fotonene forskjellige. Energien i Raman-spredt stråling kan være mindre enn energien i innkommende stråling og ha bølgelengder som er lengre enn de innkommende fotonene (Stokes-linjer), eller energien i den spredte strålingen kan være større enn energien til de innkommende fotonene (anti-Stokes-linjer) og ha bølgelengder som er kortere enn de innkommende fotonene. Raman-spektroskopi analyserer disse Stokes- og anti-Stokes-linjene. Spektralseparasjonen mellom den optiske pumpebølgelengden og de Raman-spredte bølgelengdene danner en spektralsignatur for sammen-setningen som analyseres. Oljebasert slamfiltrat har ofte en spektralsignatur som følge av tilstedeværelsen av olefiner og estere, som ikke opptrer naturlig i råolje. På denne måten kan Raman-spektroskopi bli anvendt for å beregne prosent-andelen kontaminasjon i form av oljebasert slamfiltrat i formasjonsfluidprøver (så som prøver av råolje) etter hvert som de innhentes nedihulls. Prøver av formasjonsfluid kan bli trukket inn fra formasjonen 4 og ført ut i borehullet 2 inntil kontaminasjonen faller under et valgt nivå, og deretter kan den rene prøven bli omledet, ved hjelp av treveisventilen 45, inn i prøvebeholderen 45.

[0025] Den ene eller de flere følerne 47 kan også bli anvendt for å måle en egenskap ved formasjonsfluidet knyttet til en begrensning som er påkrevet i prosessen med å trekke ut formasjonsfluidet fra formasjonen 4. For eksempel kan en begrensning være boblepunktstrykket til en formasjonsfluidblanding som inneholder formasjonsfluidet og slamfilttratkontaminasjonen. Boblepunktstrykket er det laveste trykket ved hvilket damp vil dannes fra en blanding. Trykket ved hvilket formasjonsfluidblandingen trekkes ut må holdes lavere enn boblepunktstrykket for å hindre at formasjonsfluidblandingen danner damp eller avgasses. Avgassing av formasjonsfluidblandingen kan forårsake skade på formasjonstesterverktøyet 10 og kan gjøre at følerne 47 ikke måler kontaminasjonen nøyaktig. I én utførelses-form forårsaker strømningspumpene 41 og 43 en trykksenkning henholdsvis i prøve-strømningsveien 14 og i kontaminasjonsfjerning-strømningsveien 16, for å trekke ut formasjonsfluidet fra formasjonen 4. Styringsenheten 44 kan således, ved anvendelse av trykkinnmatinger fra trykkfølere 47 som overvåker trykket i hver av prøve-strømningsveien 14 og kontaminasjon-strømningsveien 16, styre strømningspumpene 41 og 43 for å sikre at trykksenkningen ikke overstiger formasjonsfluidblandingens boblepunktstrykk. Data vedrørende påkrevede begrensninger, så som boblepunktstrykk, kan bli matet inn til styringsenheten 44 av nedihullselektronikken 7 og/eller overflatedatabehandlingssystemet 8.

[0026] I én utførelsesform er styringsenheten 44 en MIMO-(Multiple Input - Multiple Output)-styringsenhet. I én utførelsesform er MIMO-styringsenheten 44 innrettet for å besørge PID-(Proportional-lntegral-Derivative)-kontroll. I én utførelsesform er MIMO-styringsenheten 44 innrettet for å anvende kunstig intelligens for å bestemme kontrollutmatinger. I én utførelsesform er den kunstig intelligensbaserte styringsenheten 44 innrettet for å perturbere én eller flere av kontrollutmatingene for å lære seg hvordan kontaminasjon i prøve-strømnings- veien 14, som målt av følerne 47, vil reagere. Ved å lære seg hvordan systemet, som innbefatter verktøyet 10, borehullet 2, borefluidet 9 og formasjonen 4, reagerer på forskjellige kontrollperturbasjoner kan den kunstig intelligensbaserte styringsenheten optimalisere kontrollutmatingene for å minimere eller redusere tiden nødvendig for å trekke ut en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering. I én utførelsesform har styringsenheten 44 et minne innrettet for å lagre innlært informasjon. Minnet kan også være innrettet for å lagre informasjon vedrørende geometrien og strømningstrekkene i prøve-strømningsveien 14 og kontaminasjonsfjerning-strømningsveien 16.

[0027] I én utførelsesform beregner styringsenheten 44 en endring i en mengde kontaminering C i formasjonsfluidet over et tidsintervall, som kan uttrykkes som den førstederiverte av C med hensyn til tid (dvs. dC/dt). Styringsenheten 44 kan således regulere prøve-strømningsraten og kontaminasjonsstrømningsraten for å maksimere eller forsøke å maksimere dC/dt som en negativ verdi innenfor eventuelle innmatede begrensninger. Opprettholdelse av dC/dt som en så stor som mulig negativ verdi vil resultere i en reduksjon av tiden nødvendig for å innhente en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering.

[0028] Når følerne 47 blir anvendt for å måle slamfiltratkontaminering måler følerne i alminnelighet en egenskap ved kontaminasjonen og konkluderer mengden kontaminering fra den målte egenskapen. For å bestemme mengden kontaminering i formasjonsfluidet i prøve-strømningsveien 14 med nøyaktighet kan utmatinger fra følerne 47 som måler forskjellige egenskaper bli matet inn til et Kalman-filter 48, som vist i figur 4, for å redusere støy og andre feilkilder.

[0029] Det vil forstås at forskjellige strømningsreguleringskomponenter, så som tilbakeslagsventiler og fireveisventiler, i tillegg til eller i stedet for strømnings-reguleringsventilene og treveisventilen vist i figur 4, kan innlemmes i nedihulls-verktøyet 10 for å utføre forskjellige strømningsreguleringsfunksjoner i støtte for reduksjon eller optimering av tiden nødvendig for å innhente en prøve av et formasjonsfluid med et akseptabelt nivå av slamfiltratkontaminering.

[0030] Figur 5 viser ett eksempel på en fremgangsmåte 50 for å trekke ut formasjonsfluid fra en grunnformasjon som gjennomskjæres av et borehull med et borefluid. Fremgangsmåten 50 inkluderer (trinn 51) å frakte formasjonstester- verktøyet 10 gjennom borehullet 2. Videre inkluderer fremgangsmåten 50 (trinn 52) å regulere prøve-strømningsraten og kontaminasjonsfjerning-strømningsraten i formasjonstesterverktøyet 10 ved hjelp av styringsenheten 44 for å redusere eller optimere tiden nødvendig for å innhente en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering.

[0031] I støtte for idéene her kan forskjellige analysekomponenter bli anvendt, deriblant et digitalt og/eller et analogt system. For eksempel kan nedihullselektronikken 7, overflatedatabehandlingssystemet 8, styringsenheten 44 eller Kalman-filteret 48 inkludere det digitale og/eller analoge systemet. Systemet kan ha komponenter så som en prosessor, lagringsmedier, minne, innmating, utmating, kommunikasjonsforbindelser (kabelbaserte, trådløse, pulset slam, optiske eller annet), brukergrensesnitt, dataprogrammer, signalprosessorer (digitale eller analoge) og andre slike komponenter (så som resistorer, kondensatorer, induktorer og annet) for å muliggjøre bruk av og analyse med anordningene og fremgangsmåtene vist her på en hvilken som helst av flere mulige måter velkjent for fagmannen. Det anses at disse idéene kan, men ikke trenger å bli realisert i forbindelse med et sett av datamaskineksekverbare instruksjoner lagret på et ikke-volatilt datamaskinlesbart medium, for eksempel minne (ROM, RAM), optisk (CD-ROM), eller magnetisk (platelagre, harddisker), eller en hvilken som helst annen type, som når de blir eksekvert, bevirker en datamaskin til å utføre fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Disse instruksjonene kan sørge for aktivering av utstyr, styring, innsamling og analyse av data og andre funksjoner anses som relevante av en utvikler, eier eller bruker av systemet og annet slikt personell, i tillegg til funksjonene beskrevet i denne beskrivelsen.

[0032] Videre kan forskjellige andre komponenter innlemmes og bli anvendt for å muliggjøre aspekter ved idéene her. For eksempel kan en kraftforsyning (f.eks. minst én av en generator, en fjernforsyning og et batteri), kjølekomponent, oppvarmingskomponent, magnet, elektromagnet, føler, elektrode, sender, mottaker, sender/mottaker-enhet, antenne, styringsenhet, optisk enhet, elektrisk enhet eller elektromekanisk enhet innlemmes i støtte for de forskjellige aspekter omtalt her eller i støtte for andre funksjoner utover denne beskrivelsen.

[0033] Med en "bærer", som betegnelsen anvendes her, menes en hvilken som helst anordning, anordningskomponent, kombinasjon av anordninger, medier og/eller elementer som kan bli anvendt for å frakte, inneholde, støtte eller på annen måte lette bruk av andre anordninger, anordningskomponenter, kombinasjoner av anordninger, medier og/eller elementer. Andre ikke-begrensende eksempler på bærere inkluderer borestrenger av kveilrørtypen, av skjøterørtypen og en hvilken som helst kombinasjon eller andel av dette. Andre eksempler på bærere inkluderer foringsrør, kabler, kabelsonder, glattvaiersonder, "drop shots", bunnhullsenheter, borestrenginnsatser, moduler, indre hus og andeler av dette.

[0034] Elementer i utførelsesformene har blitt introdusert med ubestemte entallsformer. Entallsformen er ment å forstås som at det kan være ett eller flere av elementene. Ord som "innbefatter", "inkluderer", "har" og "med" og liknende er ment inkluderende slik at det kan være ytterligere elementer utover de angitte elementene. Konjunksjonen "eller", når den anvendes med en opplisting av minst to elementer, er ment å bety et hvilket som helst element eller en hvilken som helst kombinasjon av elementer. Betegnelsene "første" og "andre" anvendes for å skille elementer og anvendes ikke for å angi en bestemt rekkefølge. Ordet "koble" vedrører kobling av én anordning til en annen anordning, enten direkte eller indirekte gjennom en mellomliggende anordning.

[0035] Det vil forstås at de forskjellige komponenter eller teknologier kan muliggjøre bestemte nødvendige eller nyttige funksjoner eller trekk. Følgelig skal disse funksjonene og trekkene, som kan være nødvendige i støtte for de vedføyde kravene og variasjoner av disse, forstås som naturlig innlemmet som en del av idéene her og en del av den viste oppfinnelsen.

[0036] Selv om oppfinnelsen har blitt beskrevet med støtte i eksempler på utførelser, vil det forstås at forskjellige endringer kan gjøres og at ekvivalenter kan bli anvendt i stedet for elementer i disse uten å fjerne seg fra oppfinnelsens ramme. I tillegg vil mange modifikasjoner sees for å tilpasse et gitt instrument, scenario eller materiale til idéene i oppfinnelsen uten å fjerne seg fra dennes ramme. Det er derfor meningen at oppfinnelsen ikke skal begrenses til den konkrete utførelsesformen omtalt som den forventet beste måte å realisere denne oppfinnelsen, men at oppfinnelsen skal inkludere alle utførelsesformer som faller innenfor rammen til de vedføyde kravene.

Claims

1. Formasjonstesterverktøy for å trekke ut formasjonsfluid fra en grunnformasjon som gjennomskjæres av et borehull med et borefluid, verktøyet omfattende: et prøve-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid fra formasjonen i en prøvesone; en prøvesone-tetning som danner en omkrets som avgrenser prøvesonen; et kontaminasjonsfjerning-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid kontaminert med borefluidet fra en kontaminasjonsfjerningssone i formasjonen; en kontaminasjonsfjerningssone-tetning som danner en omkrets som avgrenser kontaminasjonsfjerningssonen, som omgir og ekskluderer prøvesonen; og en styringsenhet innrettet for å regulere en prøve-strømningsrate i prøve-strømningselementet og en kontaminasjonsfjerning-strømningsrate i kontaminasjonsfjerning-strømningselementet for å redusere en mengde tid nødvendig for å innhente en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering.

2. Verktøy ifølge krav 1, videre omfattende en prøvebeholder innrettet for å inneholde en prøve av formasjonsfluidet som inneholder den akseptable mengden kontaminering.

3. Verktøy ifølge krav 2, videre omfattende en analyseanordning innrettet for å analysere formasjonsfluidet i prøvekammeret

4. Verktøy ifølge krav 1, videre omfattende én eller flere følere innrettet for å måle en egenskap ved formasjonsfluidet trukket ut av prøve-strømningselementet og/eller kontaminasjon-strømningselementet, hvor styringsenheten er innrettet for å motta innmating fra den ene eller de flere følerne.

5. Verktøy ifølge krav 4, hvor den ene eller de flere følerne er innrettet for å måle en mengde kontaminering i formasjonsfluidet trukket ut av prøve-strømningselementet og/eller kontaminasjon-strømningselementet.

6. Verktøy ifølge krav 4, hvor den ene eller de flere følerne er innrettet for å måle trykk.

7. Verktøy ifølge krav 1, hvor styringsenheten er innrettet for å motta som innmating en første mengde kontaminering i formasjonsfluidet trukket ut av prøve-strømningselementet.

8. Verktøy ifølge krav 7, hvor styringsenheten er innrettet for å motta som innmating en begrensning knyttet til uttrekkingen av formasjonsfluidet ved anvendelse av minst én av prøve-strømningselementet og kontaminasjonsfjerning-strømningselementet og for å regulere minst én av prøve-strømningsraten og kontaminasjonsfjerning-strømningsraten slik at den holder seg innenfor begrensningen.

9. Verktøy ifølge krav 8, hvor begrensningen er et boblepunktstrykk for formasjonsfluidet kontaminert med borefluidet.

10. Verktøy ifølge krav 8, hvor styringsenheten videre er innrettet for å beregne en første tidsendringsrate for den første mengden kontaminering.

11. Verktøy ifølge krav 10, hvor den første tidsendringsraten er en førstederivert av den første mengden kontaminering med hensyn til tid.

12. Verktøy ifølge krav 10, hvor styringsenheten videre er innrettet for å regulere prøve-strømningsraten og kontaminasjon-strømningsraten for å maksimere en reduksjon av den første tidsendringsraten for den første mengden kontaminering.

13. Verktøy ifølge krav 1, hvor styringsenheten omfatter en første utmating innrettet for å regulere prøve-strømningsraten og en andre utmating innrettet for å regulere kontaminasjonsfjerning-strømningsraten.

14. Verktøy ifølge krav 13, hvor den første utmatingen styrer minst én av en strømningspumpe og en strømningsreguleringsventil tilknyttet prøve-strømningselementet og den andre utmatingen styrer minst én av en strømningspumpe og en strømningsreguleringsventil tilknyttet kontaminasjonsfjerning-strømningselementet.

15. Verktøy ifølge krav 14, hvor styringsenheten videre omfatter en første innmating innrettet for å kobles til en første føler som måler en mengde kontaminering i formasjonsfluidet trukket ut av prøve-strømningselementet, og en andre innmating innrettet for å kobles til en andre føler som måler en parameter vedrørende en begrensning.

16. Verktøy ifølge krav 1, videre omfattende et Kalman-filter innrettet for å redusere støy og/eller unøyaktigheter i innmatinger fra følere.

17. Verktøy ifølge krav 1, hvor verktøyet er innrettet for å bli fraktet gjennom borehullet av én av en kabel, en glatt vaier, en borestreng og kveilrør.

18. Fremgangsmåte for å trekke ut formasjonsfluid fra en grunnformasjon som gjennomskjæres av et borehull med et borefluid, fremgangsmåten omfattende å: frakte et formasjonstesterverktøy gjennom borehullet, verktøyet omfattende: et prøve-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid fra formasjonen i en prøvesone; en prøvesone-tetning som danner en omkrets som avgrenser prøvesonen; et kontaminasjonsfjerning-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid kontaminert med borefluidet fra en kontaminasjonsfjerningssone i formasjonen; en kontaminasjonsfjerningssone-tetning som danner en omkrets som avgrenser kontaminasjonsfjerningssonen, som omgir og ekskluderer prøvesonen; og en styringsenhet innrettet for å regulere en prøve-strømningsrate i prøve-strømningselementet og en kontaminasjonsfjerning-strømningsrate i kontaminasjonsfjerning-strømningselementet; og regulere prøve-strømningsraten og kontaminasjonsfjerning-strømningsraten for å redusere en mengde tid nødvendig for å innhente en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, videre omfattende å motta som innmating til styringsenheten en mengde kontaminering i formasjonsfluidet trukket ut av prøve-strømningselementet, som målt av en føler.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, videre omfattende å motta som innmating til styringsenheten en følermåling av en parameter vedrørende en begrensning påkrevet i minst én av prøve-strømningsraten og kontaminasjonsfjerning-strømningsraten.

21. Ikke-volatilt datamaskinlesbart medium omfattende datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å trekke ut formasjonsfluid fra en grunnformasjon som gjennomskjæres av et borehull med et borefluid, ved å utføre en fremgangsmåte omfattende å: regulere en prøve-strømningsrate; og regulere en kontaminasjonsfjerning-strømningsrate for å redusere en mengde tid nødvendig for å innhente en prøve av formasjonsfluidet som inneholder en akseptabel mengde kontaminering, ved anvendelse av et formasjonstesterverktøy omfattende: et prøve-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid fra formasjonen i en prøvesone; en prøvesone-tetning som danner en omkrets som avgrenser prøvesonen; et kontaminasjonsfjerning-strømningselement innrettet for å trekke ut formasjonsfluid kontaminert med borefluidet fra en kontaminasjonsfjerningssone i formasjonen; en kontaminasjonsfjerningssone-tetning som danner en omkrets som avgrenser kontaminasjonsfjerningssonen, som omgir og ekskluderer prøvesonen; og en styringsenhet innrettet for å regulere prøve-strømningsraten i prøve-strømningselementet og kontaminasjonsfjerning-strømningsraten i kontaminasjonsfjerning-strømningselementet.