NO311053B1 - Bestemming av densiteten til fluider i en bronn basert pa kalibrerte malinger av trykkforskjeller - Google Patents

Description

Loggeverktøy forbundet med elektrisk kabel og innrettet for logging av produksjon i brønner, benyttes for å fastlegge volumene av ulike fluider som entrer et borehull som trenger seg gjennom grunnformasjoner, og stedene hvor fluidene trenger seg inne i borehullet. Fluidene kan omfatte ulike mengder gass, olje og vann. Ved å bestemme stedene hvor fluidene trenger seg inn og volumene til fluidene som trenger seg inn i borehullet ved hvert inntrengningssted, kan opera-tøren for borehullet være i stand til å gjennomføre nød-vendige foranstaltninger dersom fluider som ikke ønskes produsert fra borehullet opptrer i det totale volumet av produserte fluider som når jordoverflaten.

Forskjellige produksjons-loggeinstrumenter er blitt utviklet for å bestemme fluidvolumet og stedene hvor fluider trenger seg inn i borehullet. Produksjons-loggeinstrumenter omfatter verktøy som måler tettheten til fluidet som fyller borehullet. Slike tetthetsmåleverktøy overfører signaler til jordoverflaten over en armert elektrisk kabel, og disse signaler tilsvarer tettheten til fluidet i borehullet målt ved flere ulike dybder inne i borehullet.

En type av slikt måleverktøy for å bestemme tettheten til fluider gjør det mulig å måle tettheten ved å måle et differensialtrykk i borehullet mellom minst to adskilte steder langs verktøyet. Hvis de adskilte steder befinner seg ved ulike vertikale nivåer, vil differensialtrykket som foreligger mellom de adskilte steder være relatert til fluidets tetthet av uttrykket:

hvor p er fluidets tetthet, g er den lokale tyngdens aksel-erasjon, AP er differensialtrykket, og Ah er den vertikale avstand mellom de to adskilte steder langs verktøyet.

Et måleverktøy for å bestemme tettheten til et fluid ved hjelp av differensialtrykket er tidligere kjent og beskrevet i US-patent 3.616.688 (Bonnet m.fl.) og viser et apparat for å bestemme fluidtettheten ved måling av differensialtrykket mellom to adskilte steder langs verktøyet.

Verktøyet som er vist i dette patent har imidlertid flere ulemper. Nøyaktige målinger av differensialtrykket krever en transduser for differensialtrykk som er følsom for svært små ulikheter, av størrelsesorden 0,0689 kPa (0,01 psi) , i trykket, tilført tvers over to trykkinnganger til transduseren. Differensialtrykk-transdusere med så høy føl-somhet blir utsatt for destruktive feil ved relativt små verdier på differensialtrykket, ved størrelser på omkring 138 kPa (20 psi) når et slikt trykk tilføres over transduserens innganger. Destruktiv størrelse på differensialtrykket kan inntre ved transduseren f.eks. når verktøyet innføres i brønnen gjennom et ventilsystem tilknyttet brønnhodet ved toppen av borehullet.

En annen ulempe ved differensialtrykkmålere i henhold til nevnte US-patent, er at den vertikale avstand mellom de adskilte steder langs verktøyet må være kjent svært nøyaktig for å bestemme fluidtettheten fra differensialtrykkmålinger. Enkelte brønner bores i retninger som avviker fra loddlinjen, og vil derfor ha en viss helning relatert til vertikallinjen. Dersom verktøyet benyttes i en slik avvikende brønn, vil den vertikale adskillelsen mellom de ulike steder langs verktøyet ikke nøyaktig tilsvare den lineære avstand mellom de adskilte steder. En måling av helningsvinkelen slik den normalt gjen-nomføres ved en retningsundersøkelse, kan benyttes for å kalkulere den vertikale avstand mellom de adskilte steder i verktøyet på en matematisk måte i et borehull som avviker fra vertikallinjen, men slike retningsbestemmelser utføres normalt ved intervaller som kan være opptil 28 m(90 fot) langs borehullet. Den nøyaktige helning ved enkelte intervaller i borehullet kan ikke være presist bestemt under en slik ret-ningsundersøkelse. Og unøyaktig bestemmelse av helningen kan føre til en unøyaktighet i kalkulasjon av den nøyaktige vertikale separasjon mellom de adskilte steder, særlig dersom borehullet har et stort avvik fra vertikallinjen.

En annen begrensning ved en tetthetsmåler i henhold til nevnte US-patent, er at differensialtrykk-transduseren utsettes for variasjoner i kalibreringen når transduseren utsettes for ulike temperaturer og ulike absolutte trykk. Et typisk borehull oppviser store variasjoner i trykk og temperatur fra jordoverflaten og ned til de dybder inne i borehullet hvor verktøyet benyttes. I verktøyet som er omtalt i ovennevnte US-patent, er den eneste kalibreringen en juster-ing av transduserens utgang for å indikere null differensialtrykk når verktøyet ligger flatt i luft ved jordens overflate. Verktøy som er kjent innenfor dette området har ingen mulighet for å kalibrere transduser-utgangen for å kompensere for variasjoner som kan induseres av temperatur og hydrostatisk trykk.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en tetthetsmåler som tar utgangspunkt i differensialtrykk og fastlegger tettheten til fluidet, hvilket verktøy er selektivt ufølsomt for differensialtrykk og derved beskytter transduseren mot destruktive feil.

Det er et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et verktøy for måling av et fluids tetthet basert på differensialtrykk, hvor målingene av differensialtrykket ikke må korrigeres for å ta hensyn til helningen av borehullet.

Det er videre et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et tetthetsmålende verktøy som tar utgangspunkt i differensialtrykk i et fluid og hvor det foreligger interne anordninger for å kompensere for kalibreringsendringer i transduserens målinger av differensialtrykk mens verktøyet befinner seg nede i borehullet.

Loggeverktøyet for måling av densiteten til fluider i en brønn basert på differensialtrykk, omfatter i henhold til foreliggende oppfinnelse et langstrakt hus innrettet til å føres gjennom et borehull. Huset har to eller flere porter som står i hydraulisk kommunikasjon med borehullet ved adskilte steder langs verktøyet. Verktøyet omfatter en diffe-rensialtrykktransduser med to innganger, en selektorventil, samt et referanserør som er fylt med en væske som har en kjent tetthet. Ventilen kan betjenes på valgbar måte og i en ønsket sekvens slik at den:

a) shunter inngangene til transduseren,

b) kobler referanserøret tvers over inngangene til transduseren for kalibrering av denne, og c) forbinder to adskilte porter over de respektive innganger til transduseren for å muliggjøre måling av fluidets

tetthet i borehullet.

Ved en foretrukken utførelse av foreliggende oppfinnelse omfatter ventilen to tre-veis selektorventiler hvor hver ventil har en felles port og to valgbare porter.

Ved en ytterligere alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse kombineres de to valgbare ventiler i den første utførelse til en enkelt fire-veis ventil og en hydraulisk ELLER-port som benyttes for å koble transduseren enten til én blant flere eksterne porter eller til en referansesøyle for kalibreringsformål.

Alle disse fordeler og formål nås ved å benytte en fremgangsmåte eller et apparat i henhold til de nedenfor fremsatte patentkrav.

Utførelseseksempler av oppfinnelsen er nærmere forklart nedenfor, idet det vises til figurene, hvor: Fig. 1 viser loggeverktøyet i henhold til foreliggende oppfinnelse senket ned i et borehull ved hjelp av

en kabel,

fig. 2 viser den mekaniske konfigurasjon og-de hydrauliske kretser som inngår i en foretrukken utførelse av et loggeverktøy i henhold til foreliggende oppfinnelse, og

fig. 3 viser et alternativt arrangement hvori én eneste selektorventil erstatter de to selektorventiler vist i fig. 2, og hvor flere eksterne porter er tilveiebragt.

Hvordan et apparat i henhold til foreliggende oppfinnelse kan benyttes i et borehull vil forstås bedre under henvisning til fig. 1. En elektrisk kabel eller ledning 2 omfattende minst én isolert elektrisk leder (ikke vist) senkes på typisk måte ned i et borehull 1 ved hjelp av en logge-enhet 3 som befinner seg på overflaten. Alternativt kan et fleksibelt kveilerør benyttes til å føre loggeverktøyet gjennom borehullet. Loggeverktøyet 10 i henhold til foreliggende oppfinnelse, er innrettet til å foreta tetthetsmålinger, og er festet til en ende av kabelen 2 når denne senkes ned i borehullet 1. Logge-enheten 3 omfatter dessuten utstyr (ikke vist separat) for utsendelse av elektrisk kraft til verktøyet 10 og mottagning og fortolkning av signaler som sendes opp langs kabelen 2 av verktøyet 10.

En første sone 4 som er komplettert i en øvre grunnformas jon 8, samt en andre sone 5 som er komplettert i en nedre grunnformasjon 9, står begge i hydraulisk kommunikasjon med borehullet 1 og muliggjør derved at et første fluid 6 som befinner seg i den øvre grunnformas jon 8 og et andre fluid 7 som kan ha en annen tetthet enn det første fluid 6 og foreligger i den nedre grunnforma sjon 9, begge flyter inn i borehullet l. Etter hvert som verktøyet 10 beveger seg forbi sonene 4, 5, foretar verktøyet 10 målinger som tilsvarer de relative volum av det første 6 og det andre 7 fluid som entrer borehullet 1 fra henholdsvis øvre 8 og nedre 9 grunnformas jon.

Fig. 2 viser verktøyet 10 fra fig. 1 mer detaljert. Et hus 22 er ved sin ene ende festet til kabelen 2 og inneholder driftskomponentene til verktøyet 10. Huset 22 sørger også for at den øvre port 24 og den nedre port 36 kan ha en viss avstand fra hverandre idet portene kan være maskinert i veggen til huset 22. Huset 22 avgrenser også et innvendig kammer 42 som strekker seg praktisk talt over hele avstanden mellom øvre port 24 og nedre port 36. Huset 22 er fylt med et hovedsakelig inkompressibelt fluid, som ved foreliggende utførelse kan være silikonolje. Det innvendige kammer 42 frembringer, når det er fylt med silikonolje, en hydrostatisk trykkavbalansering av huset 22, noe som medfører at huset 22 kan konstrueres uten krav om at det må ha styrke til å motstå utvendige hydrostatiske trykk som genereres av fluidene 6,7 som foreligger i borehullet 1.

Verktøyet 10 kan innbefatte en styringskrets og signalprosessor 50 som er anbragt inne i huset 22 og er elektrisk forbundet med ledningen (ikke vist) som utgjør endel av kabelen 2. Styringskretsen 50 viderefører signaler til kabelen 2 i avhengighet av utgangen fra en differensialtrykk-transduser 32 anbragt i huset 22. Transduseren 32 er koblet til styringskretsen 50 ved hjelp av en elektrisk signallinje 54. Signalene fra verktøyet 10 kan overføres til overflate-enheten 3 eller utgangen fra transduser 32 kan alternativt bli opptegnet i styringskrets 50.

Styringskretsen 50 dekoder dessuten kommando- og drifts-signaler sendt fra overflate-enheten 3 under styring av en operatør slik at elektrisk påvirkbare første 3 0 og andre 26 valgbare solenoid-ventiler som er anbragt i kammeret 42 påvirkes, hvilke solenoid-ventiler er forbundet med styringskrets 50 ved hjelp av de elektriske styringslinjer 52, henholdsvis 56. Ventilene 30,26 er anbragt inne i kammeret 42, noe som gjør det mulig for det hydrostatiske trykk i kammeret 42 å utbalansere i det minste i svært høy grad, innvendige og utvendige trykk i ventilene 30 og 26. Ventilene 30 og 26 kan derfor konstrueres uten evne til å motstå høye trykk.

Den øvre port 24 og den nedre port 36 står i hydraulisk kommunikasjon med fluidene (vist som 6 og 7 i fig. 1) i borehullet 1, men i noen avstand fra hverandre. Et differensialtrykk kan foreligge mellom portene 24 og 36 og-dette vil være relatert til tettheten av de kombinerte fluider 6,7 i borehull 1 som tidligere beskrevet i ligning 1. Avstanden mellom portene 24 og 36 kan i foreliggende oppfinnelse typisk ha en verdi på ca. lm (3 fot). Det er tenkt at portene 24 og 36 kan anbringes i større eller mindre avstand fra hverandre avhengig av f.eks. forventet type av fluider 6,7 som fyller borehullet 1, avviket som borehull 1 danner med vertikallinjen, samt ønsket oppløsningsevne ved differensialtrykk-målingene; idet en større avstand mellom øvre og nedre 3 6 port vil øke størrelsen på differensialtrykket mellom portene 24 og 36 dersom alle øvrige tilstander forblir konstante.

Den nedre porten 36 står også i hydraulisk kommunikasjon med en ende av en første, nedre ekspansjonsbrønn 38 som er tilveiebragt inne i huset 22. Denne første, nedre brønn 38 forhindrer praktisk talt fluidene 6,7 som foreligger i borehullet 1 ved den nedre port 36, i å entre de hydrauliske signallinjer 3 9 som er forbundet med den andre ende av brøn-nen 38. Signallinjene 39 kan være fylt med silikonolje slik som oljen som fyller kammeret 42, eller et lignende fluid med kjent tetthet. Signallinjene i foreliggende utførelse kan bestå av stålrør med en innvendig diameter på 0,8 mm. Som forklart mer utførlig nedenfor, skal tettheten til silikonoljen som fyller linjene 39 være nøyaktig kjent ved enhver temperatur- og trykk-kombinasjon som verktøyet 10 kan utsettes for når det betjenes i borehullet 1.

Den nedre port 3 6 er også hydraulisk forbundet med nedre ende av et stigerør 34 som kan fylles med silikonolje. Silikonoljen som benyttes i røret 34 kan være av samme type som den som benyttes for å fylle signallinjene 39 og kammeret 42. Ved sin øvre ende er røret 34 åpent og står i hydraulisk kommunikasjon med kammeret 42. Røret 34 rager opp omtrent til toppen av det innvendige kammer 42. Dersom noen av fluidene 6,7 i borehullet entrer kammeret 42 gjennom røret 34, vil fluidene 6,7 søke å holde seg i øvre del av kammeret 42 fordi fluidene 6,7 typisk er lettere eller har mindre tetthet enn silikonoljen. Fluidene 6,7 vil generelt bli ført tilbake til borehullet 1 når silikonoljen i kammeret 42 ekspanderer på grunn av temperaturøkning eller trykkreduksjon.

Trinnvise endringer av det totale volumet til silikonoljen som rommes i linjene 3 9 og brønnen 38 kan også oppstå, idet verktøyet 10 utsettes for forskjellige temperaturer og trykk i borehullet 1. Silikonoljen vil sannsynligvis gjennom-gå ulike grader av termisk ekspansjon og hydrostatisk sammen-trykning mens verktøyet 10 senkes ned i borehullet 1. Det er nødvendig å opprettholde et omtrent konstant fluidnivå i signallinjene for å oppnå en nøyaktig bestemmelse av tett-hetsdifferansene mellom silikonoljen og fluidene 6,7 i borehullet 1, noe som vil bli nærmere forklart nedenfor. Dia-meteren til signallinjene 3 9 er liten i forhold til radien på brønnen 38. I foreliggende utførelse kan brønnen 3 8 ha en diameter på ca. 6 mm. Lengden på brønnen 38 i foreliggende oppfinnelse kan være omkring 12 mm. Da diameteren til brønnen 3 8 er omtrent åtte ganger diameteren til linjene 39, vil tverrsnittsarealet til brønnen 38 være omkring 64 ganger tverrsnittsarealet av linjene 39. Dersom det er en grense-flate mellom silikonoljen og et annet fluid, slik som fluidene 6,7 i borehullet 1, i brønnen 38, vil trinnvise endringer i volumet til silikonolje-innholdet i brønnen 38 og linjene 3 9 bare resultere i svært små endringer i den totale lengde på oljesøylen i linjene 3 9 og brønnen 38, nettopp på grunn av det relativt store tverrsnittsareal i brønnen 38.

Den første, nedre brønn 38 kan også være forsynt med en separatorhylse 44B fremstilt av et polymer-materiale slik som fenylpolysulfid, solgt under handelsnavnet RYTON. Hylsen 44B er typisk plassert ved grenseflaten mellom silikonoljen og de øvre fluider 6,7, og forhindrer praktisk talt fullstendig blanding av fluidene 6,7 som forefinnes i borehullet 1 med silikonoljen i signallinjene 39.

Signallinjene 3 9 er også hydraulisk forbundet med en første inngang 32B på transduseren 32, og til den ene enden av en andre brønn 40, som har en lignende konstruksjon og et lignende formål som den første brønn 38. Denne andre brønn 40 kan også være utstyrt med en hylse 44C i likhet med hylsen

44B anordnet i den første brønnen 38. Ved den andre enden av den andre brønn 40 er det en forbindelse med en nedre del av et referanserør 35 som er plassert i huset 22, og dette røret 3 5 strekker seg praktisk talt hele veien mellom den nedre port 36 og den øvre port 24. Referanserør 35 er fylt med en væske som har en kjent tetthet som avviker fra tettheten til silikonolje. Dermed vil væskeinnholdet i referanserøret omfatte en vertikal søyle hvis høyde er ekvivalent med fluidsøylen som eksisterer mellom øvre port 24 og nedre port 36. Tettheten til væsken må være kjent for et område med trykk og

temperaturer som tilsvarer det området med trykk og temperaturer som det kan forventes at verktøyet 10 vil utsettes for i borehullet 1, og tettheten må være tilstrekkelig forskjel-lig fra tettheten til silikonoljen som fyller signallinjene 39, slik at differensialtrykket som utvikles av fluidet mellom topp og bunn i referanserør 35, og av silikonoljen som fyller linjene 39, ligger innenfor det oppløsningsområdet som gjelder for transduseren 32, som nærmere forklart nedenfor. Ved foreliggende oppfinnelse kan kravene til væsken i refe-ranserør 35 tilfredsstilles av dodekan.

En andre inngang 32A til transduseren 32 er koblet til en felles port 30A i den første ventil 30. Ventilen 30 kan i foreliggende utførelse være en elektrisk påvirkbar tre-veis solenoid-ventil. Den første ventilen 30 påvirkes av styringskrets 50 når styringskrets 50 dekoder en kommando fra overflate-enheten 3. Denne kommandoen kan tastes inn på overflate-enheten 3 av operatøren. En første selektiv port 3OB i første ventil 30, er koblet til signallinjene 3 9 og den første inngang 32B til transduseren 32.

Når den første ventilen 3 0 kobler den felles port 3OA til den første selektive port 3OB, vil transduseren 32 hydraulisk sett være shuntet. Når transduseren 32 er shuntet, vil det høye differensialtrykk mellom øvre port 24 og nedre port 36 som kan opptre når verktøyet 10 føres inn i borehullet 1, forhindres i å nå frem til transduseren 32. Shunt-ingen kan dermed forhindre ødeleggelse av transduseren 32 ved å hindre at et høyt differensialtrykk virker på transduseren 32 .

Differensialtrykket som virker på transduseren 32 vil være praktisk talt lik null når den første ventilen 30 inn-stilles til å shunte transduseren 32. En signalutgang fra transduseren 32 som tilsvarer null differensialtrykk, omtalt som et tomgangssignal, og som kan utsettes for forandringer på grunn av temperatur eller hydrostatisk trykk, kan måles mens den første ventilen 30 er innstilt slik at den shunter transduseren 32. Denne tomgangsverdien som måles på denne måten, kan kalibreres ut fra forutgående målinger av differensialtrykk generert av fluidene 6,7 i borehull 1, som nærmere forklart nedenfor.

En andre, selektiv port 3 0C i den første ventilen 30, blir koblet til en ende av en tredje brønn 2 8 som har lignende konstruksjon og formål som den første brønnen 38. Denne tredje brønn 28 kan være forsynt med en separerende hylse 44A i likhet med de andre hylser 44B, 44C. Den andre ende av den tredje brønn 2 8 er hydraulisk forbundet med en felles port 26A i den andre ventil 26.

Den andre ventil 26 kan i foreliggende oppfinnelse være en tre-veis solenoid-ventil energisert av styringsenhet 50 ved dekoding av en kommando fra overflate-enheten 3, hovedsakelig på samme måte som for den første ventil 30. Den andre ventil 26 har en første, selektiv port 26B koblet til øvre port 24, og en andre, selektiv port 26C koblet til den øvre ende av referanserør 35. Når den første ventil 30 betjenes for på selektiv måte å forbinde sin felles port 3OA med den tredje brønn 28, og den andre ventil 26 betjenes for å opp-rette hydraulisk forbindelse med den øvre port 24, blir transduseren 32 hydraulisk koblet via den andre inngang 32A på den øvre port 24 og den første inngang 32B på transduseren 32 blir koblet til den nedre port 36, noe som muliggjør at det gjennomføres en måling som tilsvarer differensialtrykket generert av søylen av fluidene 6,7 i borehullet 1.

Fordi signallinjene 39 er fylt med silikonolje, vil differensialtrykket som i realiteten utvikles over transduseren 32 være relatert til et statisk dif f erensialtrykk som genereres av silikonoljen i signallinjene 39, tilsvarende tettheten for silikonoljen og høyden på søylen med silikonolje i linjene 3 9 mellom hylsen 44A i den andre brønn 28 og hylsen 44B i den første brønn 38, og dif f erensialtrykket som forårsakes av fluidene 6,7 i borehull 1 mellom øvre port 24 og hedre port 3 6.

Som tidligere forklart vil den totale lengde av søylen av silikonolje i linjene 39 opprettholdes praktisk talt konstant selv om silikonoljen kan være litt komprimert eller ekspandert når verktøyet 10 innføres i borehull 1, fordi brønnene 38,40,28 har en større diameter enn diameteren til linjene 39. Derfor vil små endringer i volumet av silikonoljen ikke i betydelig grad påvirke den totale lengden av søylen av silikonolje, som dermed opprettholder sin avhengighet av differensialtrykkmålingen utført av transduseren 32 i relasjon til borehull 1.

Når den andre ventil 26 velges for å forbinde den andre inngang 32A på transduser 32 med den øvre ende av referanse-rør 35, blir differensialtrykket over transduser 32 bare relatert til differansen i tetthet mellom silikonoljen og referansefluidet som kan være dodekan, samt til den effek-tive, vertikale høyde av søylene til referansefluidet og silikonolje. Da tettheten både for silikonoljen og referansefluidet, og de totale lengder til søylene med silikonolje og dodekan i referanserør 35 også er kjent, kan differensial-trykkmålingene som dermed er gjennomført benyttes direkte til å kalibrere virkningene som helningen av verktøyet 10 bort fra vertikallinjen har, noe som effektivt eliminerer behovet for å foreta separate målinger av helningen som verktøyet 10 danner med vertikallinjen.

Målingene som gjennomføres når den andre ventil benyttes for å forbinde den andre inngang 32A på transduseren 32 med øvre ende av referanserør 35, kan også benyttes for å kalibrere forandringene i forsterkningen til transduseren 32 som kan forårsakes av det eksterne, hydrostatiske trykk og tempe-raturen på transduseren 32, fordi signalet som representerer differensialtrykket og genereres av transduseren 32 eventuelt er skalert i henhold til målinger av tetthet. Da tetthetene til dodekan i referanserør 35 og silikonoljen i linjene 39 begge er kjente, kan signalet fra transduser 32 bli direkte skalert i en måling som tilsvarer differansen mellom de to kjente tetthetsverdier. Forsterkningen til transduser 32 defineres som forholdet mellom størrelsen på et utgangssignal generert av transduseren 32 som respons på en spesiell, differensiell trykkverdi som påtrykkes over inngangene 32A, 32A til transduseren 32, og denne spesielle trykkverdi.

Ved virkelig anvendelse i borehullet 1 vil verktøyet 10 i utgangspunktet bli drevet med den første ventilen 30 innstilt til å shunte transduseren, og med verktøyet posisjonert i borehullet 1 nær den øvre sone 4 og den nedre sone 5 for å oppnå en første måling som kan benyttes for kalibrering av tomgangsutslaget. Dernest vil verktøyet bli drevet med den første ventilen 3 0 innstilt til å forbinde transduseren 32 for utvalg av den andre ventil 26, og med den andre ventil innstilt til å velge referanserør 35. Verktøyet vil på ny bli posisjonert ved siden av øvre sone 4 og nedre sone 5 for å oppnå en andre måling som blir en kalibrering av transduserens 32 forsterkning og helningen av verktøyet 10. Endelig vil verktøyet 10 bli drevet med den andre ventilen 26 innstilt til utvelgelse av øvre port 24 og med verktøyet posisjonert inn mot sonene 4,5 for å oppnå de tredje målinger som tilsvarer fluidene 6,7 i borehullet. De første, andre og tredje målinger kan deretter kombineres i overflate-enheten 3 for å kalkulere kalibrerte, fluid-tetthetsmålinger.

Det er tenkt at de første, andre og tredje målinger kan utføres i rekkefølge ved tidsintervaller fra 1/8 sekund opptil flere sekunders varighet, ved egnet programmering av styringskrets 50 slik at ventilene 30,26 betjenes automatisk, slik at mens verktøyet 10 påvirkes av de øvre 4 og nedre 5 soner, kan den kombinerte måling kalkuleres under bruk av data som oppnås ved bare ett gjennomløp av verktøyet gjennom sonene 4,5.

Oppløsningsevnen til måleanordningen for fluid-tettheten basert på differensialtrykket, reduseres når den benyttes i et skrånende borehull som avviker fra loddlinjen fordi trykk-differensialet mellom de adskilte porter vil være proporsjo-nal med den vertikale avstanden mellom portene. Denne vertikale adskillelse er selvfølgelig en cosinus-funksjon av vinkelen mellom loddlinjen og borehullets akse. Det er nyttig å forsyne loggeverktøyet med mer enn én port ved forskjellige avstander plassert langs loggeverktøyets lengde.

En alternativ og i praksis vesentlig enklere måte for å oppnå en selektiv hydraulisk forbindelse mellom transduseren 32 og enten en søyle 35 av et ref eransef luid eller en andre, øvre port 74 er vist i fig. 3. En tre-veis ventil 30X omfattende portene M,Z og R, forbinder på selektiv måte transduseren 32 med referanserør 35 eller med den øvre port 24, eller den setter transduseren ut av funksjon ved å kortslutte inngangen 32A med utgangen 32B. Ventilen 30X er koblet til en styringskrets og signalprosessor 50 over linjen 52, og kan påvirkes etter kommando fra overflaten idet den er koblet til styringskrets 50 og påvirkes av styring fra operatøren, slik som i den første utførelse.

En andre to-veis ventil 70 omfatter inngangslinje 72 som kan kobles enten til referanserøret 35 over linjen 78 som vist, eller over linjen 76 til en andre, utvendig port 74 som er romlig avdelt fra den ytre port 24. Ventilen 70 kobles til styringskretsen og signalprosessoren over linjen 80, og kan påvirkes ved hjelp av operatørkommandoer fra overflaten. Ytterligere eksterne porter kan betjenes ved å benytte en fire- eller fem-veis ventil av en hvilken som helst velkjent type i stedet for tre-veis-ventilen 70.

Foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet relativt detaljert i de ovenstående eksempler, men dette er ikke ment som noen begrensning av oppfinnelsen idet variasjoner og modifikasjoner kan innføres av fagfolk innenfor rammen av de fremsatte patentkrav.

Claims (11)

1. Loggeverktøy (10) omfattende et hus (22), for bestemmelse av tettheten til fluider som rommes i et borehull, verktøy-festeanordninger (2) innrettet til å føre verktøyet gjennom borehullet (1) , hvilke festeanordninger (2) omfatter flere elektriske signalledere innleiret deri, karakterisert ved at verktøyet (10) dessuten omfatter: minst to porter (36,-24,74) som er adskilt fra hverandre langs huset (22), hvilke porter (36/24,74) står i hydraulisk kommunikasjon med borehullet (1) , en differensialtrykk-transduser (32) anbragt inne i huset (22), hvilken transduser (32) er forsynt med to trykkinnganger (32A,32B), et referanserør (35) anbragt inne i huset (22), hvilket referanserør (35) har to ender og er fylt med en væske av kjent tetthet, minst én ventil (30,30X) som er innbyrdes forbundet med transduseren (32) og er slik innrettet at den på valgbar måte kan betjenes a) for å foreta en hydraulisk sammenkobling av de to innganger (32A,32B) til transduseren (32) for dermed å shunte denne, b) for hydraulisk å koble referanserøret (35) tvers over inngangene (32A,32B) til transduseren (32) for å kalibrere denne, og c) å koble portene (36;24,74) tvers over inngangene (32A,32B) til transduseren (32) for å muliggjøre måling av tettheten til fluidet i borehullet (1) .

2. Loggeverktøy ifølge krav l, karakterisert ved at væsken som har kjent tetthet omfatter dodekan.

3. Loggeverktøy ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det dessuten omfatter en første ekspansjonsbrønn (38) som er hydraulisk plassert mellom én av portene (36) og én av inngangene (32B) til transduseren (32), samt en andre ekspansjonsbrønn (28) som er hydraulisk innsatt mellom den andre porten (24) og den andre inngangen (32A) til transduseren (32), hvilke ekspansjons-brønner (38;28) i det minste delvis er fylt med et praktisk talt ikke-komprimerbart fluid.

4. Loggeverktøy ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at den første ekspan-sjonsbrønnen og den andre ekspansjonsbrønnen dessuten omfatter er forseglende hylse (44B,44A) som i alt vesentlig består av et polymert materiale.

5. Loggeverktøy ifølge krav 1,2, 3 eller 4, karakterisert ved at ventilen (30;30X) omfatter: en første tre-veis ventil med en felles port koblet til en inngang på transduseren, en første selektiv port, en andre selektiv port som er koblet til den andre inngangen til transduseren og en andre tre-veis ventil med en felles port koblet til den første selektive port i den første tre-veis ventil, en første selektiv port koblet til den andre porten i huset og en andre selektiv port som er koblet til en ende av refe-ranserøret.

6. Loggeverktøy ifølge krav 5, karakterisert ved at selektorventilen omfatter: en tre-veis ventil med en felles port koblet til én inngang av transduseren, en første selektiv port som ad hydraulisk vei er koblet til en av portene i huset, samt en andre selektiv port koblet til den andre inngangen til transduseren.

7. Loggeverktøy ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at det omfatter: et hus innrettet til å føres gjennom et borehull som gjennomtrenger en grunnformas jon, hvilket hus innbefatter flere eksterne porter posisjonert ved adskilte steder langs huset, en differensiell trykk-transduser anbragt inne i huset, en ventil anbragt inne i huset og innrettet til selektivt å forbinde transduseren tvers over to forutbestemte av de mange porter, en ekspansjonsbrønn (3 8) for fluid forbundet med den ene ende av én av portene, idet ekspansjonsbrønnen for fluid i det minste delvis er fylt med et fluid av kjent tetthet.

8. Loggeverktøy ifølge krav 7, karakterisert ved at huset dessuten omfatter et innvendig kammer fylt med en væske og med et målerør, hvilket målerør i sin ene ende står i hydraulisk kommunikasjon med én av de mange porter, idet målerøret strekker seg praktisk talt til toppen av kammeret slik at fluid som entrer kammeret fra borehullet utstøtes ved utvidelse av den nevnte væske.

9. Loggeverktøy ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at det omfatter: et hus innrettet for å føres gjennom et borehull, hvilket hus omfatter flere eksterne porter anbragt i avstand fra hverandre langs huset, en differensialtrykkmåler anbragt inne i huset, minst én ventil montert i huset for på selektiv måte å koble transduseren tvers over de forutbestemte av de mange porter, et kammer (42) som innbefatter et væskefylt stigerør (34) med en ende koblet til én av de mange eksterne porter og med sin andre ende åpen, hvilket stigerør strekker seg praktisk talt til toppen av kammeret slik at fluider som entrer kammeret fra borehullet utstøtes ved ekspansjon av væsken.

10. Fremgangsmåte for måling av fluidtetthet for et fluid ved en forutbestemt dybde i et borehull, karakterisert ved at målingen innledes ved en kalibrering som omfatter følgende trinn: a) nedsenking av verktøyet i borehullet, b) posisjonering av verktøyet i et intervall som er av interesse i borehullet, c) betjening av en selektorventil (30,30X)i verktøyet for å sette en transduser (32)i hydraulisk forbindelse med et referanserør (35) som forefinnes i verktøyet, hvilket referanserør (35) har en vertikal høyde som er sammenlignbar med den ekvivalente vertikale høyde mellom de utvendige portene (36;24,74), idet referanserøret (35) er fylt av et fluid med en kjent tetthet, for derved å fremskaffe et kalibreringssignal, d) drift av selektorventilen (30,30X) for å sette transduseren (32) i hydraulisk kommunikasjon med borehullet ved de adskilte steder langs verktøyet for derved å frembringe et målesignal, e) kalkulering av en korrigert, differensiell trykkmåling ved å kombinere kalibreringssignalet og målesignalet og f) utledning av densiteten til fluidet fra den korrigerte trykkmåling.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at før trinnet med a) nedsenkning betjenes en selektorventil for å shunte de første og andre trykkinnganger til den differensielle trykk-transduser for derved å beskytte differensialtrykk-trans-duséren ved forekomster av høye trykkdifferanser og for å måle transduserens utgangsnivå ved tomgang (offset) .