[go: up one dir, main page]

NO326367B1 - Tracer injection system in a petroleum production well - Google Patents

Tracer injection system in a petroleum production well Download PDF

Info

Publication number
NO326367B1
NO326367B1 NO20024137A NO20024137A NO326367B1 NO 326367 B1 NO326367 B1 NO 326367B1 NO 20024137 A NO20024137 A NO 20024137A NO 20024137 A NO20024137 A NO 20024137A NO 326367 B1 NO326367 B1 NO 326367B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
tracer
well
pipe
communication
injection device
Prior art date
Application number
NO20024137A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20024137L (en
NO20024137D0 (en
Inventor
Harold J Vinegar
Robert Rex Burnett
Jr Frederick Gordon Carl
John Michele Hirsch
William Mountjoy Savage
George Leo Stegemeier
Original Assignee
Shell Int Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of NO20024137D0 publication Critical patent/NO20024137D0/en
Publication of NO20024137L publication Critical patent/NO20024137L/en
Publication of NO326367B1 publication Critical patent/NO326367B1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/11Locating fluid leaks, intrusions or movements using tracers; using radioactivity
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/003Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings with electrically conducting or insulating means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/066Valve arrangements for boreholes or wells in wells electrically actuated
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/08Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/16Control means therefor being outside the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/14Obtaining from a multiple-zone well
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/13Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en petroleumsbrønn for å produsere petroleumsprodukter. I et aspekt, angår den foreliggende oppfinnelse systemer og fremgangsmåter for å overvåke fluidstrøm under petroleumproduksjon ved styrbart å injisere sporstoffmaterialer inn i i det minste en fluidumstrøm med minst et elektrisk styrbart nedhullssporstoffinjeksjonssystem for en petroleumsbrønn. The present invention relates to a petroleum well for producing petroleum products. In one aspect, the present invention relates to systems and methods for monitoring fluid flow during petroleum production by controllably injecting tracer materials into at least one fluid flow with at least one electrically controllable downhole tracer injection system for a petroleum well.

Den kontrollerte injeksjon av materialer inn i petroleumsbrønner (dvs. olje- og gassbrenner) er en etablert praksis som ofte brukes til å øke gjenvinning, eller til å analysere produksjonsforhold. Det er nyttig å skjelne mellom typer av injeksjon, avhengig av de mengder av materialer som vil bli injisert. Store volumer av injiserte materialer blir injisert i formasjoner for å forskyve formasjonsfluida mot produksjonsbrønnen. De mest vanlige eksempler er vannfloding. The controlled injection of materials into petroleum wells (ie oil and gas burners) is an established practice that is often used to increase recovery, or to analyze production conditions. It is useful to distinguish between types of injection, depending on the quantities of materials that will be injected. Large volumes of injected materials are injected into formations to displace formation fluids towards the production well. The most common examples are water flooding.

I mindre ekstreme tilfeller, blir materialer innført nedhull i en brønn for å bevirke behandling inne i brønnen. Eksempler på disse behandlinger omfatter: (1) skummingsagenser for å forbedre effektiviteten av kunstig løft; (2) parafinoppløsninger for å hindre avlegninger av faststoffer i røret; og (3) overflateaktive materialer for å forbedre strømkarakteristikkene av produserte fluida. Disse typer av behandlinger omfatter modifikasjon av selve brønnfluidene. Mindre mengde er nødvendig, men likevel er disse typene av injeksjon typisk levert ved ytterligere rør rutet nedhulls fra overflaten. In less extreme cases, materials are introduced downhole into a well to effect treatment inside the well. Examples of these treatments include: (1) foaming agents to improve the effectiveness of artificial lift; (2) paraffin solutions to prevent deposits of solids in the pipe; and (3) surface active materials to improve the flow characteristics of produced fluids. These types of treatments include modification of the well fluids themselves. Less quantity is required, but still these types of injection are typically delivered by additional pipes routed downhole from the surface.

Enda andre anvendelser krever enda mindre mengder av materialer til å injiseres, så som: (1) korrosjonshindrende materialer for å hindre eller redusere korrosjon av brønnutstyret; (2) skallstoppere for å hindre eller redusere skalldannelse på brønnutstyret; og (3) sporstoffmaterialer for å overvåke strømkarakteristikkene for forskjellige brønnseksjoner. I disse tilfellene er mengdene som er nødvendig små nok til at materialene kan leveres fra et nedhullreservoar, og unngå behovet for å kjøre tilførselsrør ned i hullet fra overflaten. Vellykket anvendelse av teknikker som krever styrt injeksjon fra et nedhullsreservoar krever imidlertid at anordningen må være utstyrt til å drive og kommunisere med injeksjonsutstyret nede i borehullet. I eksisterende praksis krever dette bruk av elektriske kabler som løper fra overflaten til injeksjonsmodulene i dybden av brønnen. Slike kabler er kostbare og ikke helt pålitelige, og som en følge er de ansett uønskede i nåværende produksjonspraksis. Still other applications require even smaller amounts of materials to be injected, such as: (1) anti-corrosion materials to prevent or reduce corrosion of the well equipment; (2) scale stoppers to prevent or reduce scale formation on the well equipment; and (3) tracer materials to monitor the flow characteristics of different well sections. In these cases, the quantities required are small enough that the materials can be delivered from a downhole reservoir, avoiding the need to run supply pipe down the hole from the surface. Successful application of techniques requiring controlled injection from a downhole reservoir, however, requires that the device must be equipped to drive and communicate with the injection equipment downhole. In existing practice, this requires the use of electrical cables that run from the surface to the injection modules in the depth of the well. Such cables are expensive and not entirely reliable, and as a result they are considered undesirable in current manufacturing practice.

Bruken av sporstoffmateriale for å identifisere materialer og å følge deres strøm er etablert teknikk i andre industrier, og utviklingen av sporstoffmaterialer og detektorer har fortsatt ved det punkt hvor materialene kan føles i oppløsninger ned til IO"<10>, og millioner av individuelt identifiserbare merker er tilgjengelige. Den representativ ledende leverandør av slike materialer og deteksjonsutstyr er Isotag LLC of Houston, Texas. The use of tracer materials to identify materials and follow their flow is an established technique in other industries, and the development of tracer materials and detectors has continued to the point where the materials can be sensed in resolutions down to IO"<10>, and millions of individually identifiable marks are available.The representative leading supplier of such materials and detection equipment is Isotag LLC of Houston, Texas.

Bruken av sporstoffmaterialer for å bestemme strømningsmønstre har vært anvendt i en variasjon av forskningsfelter, så som observering av biologiske sirkulerende systemer i dyr og planter. Den har også vært tilbudt som en kommersiell service i oljefeltet, f.eks. som et middel for å analysere injeksjonsprofiler. Bruken av sporstoffmidler for produksjon i oljefeltet er imidlertid en unntagelse, siden eksisterende fremgangsmåter krever innsetting i borehullet av spesielt utstyr drevet og styrt ved bruk av kabler eller hydrauliske linjer fra overflaten til dybden i brønnen. The use of tracer materials to determine flow patterns has been applied in a variety of research fields, such as the observation of biological circulatory systems in animals and plants. It has also been offered as a commercial service in the oil field, e.g. as a means of analyzing injection profiles. The use of tracer agents for production in the oil field is, however, an exception, since existing methods require the insertion into the borehole of special equipment driven and controlled using cables or hydraulic lines from the surface to the depth of the well.

Av annen kjent teknikk kan vi vise til EP 721 053 Al. For other known techniques, we can refer to EP 721 053 Al.

Alle referanser nevnt her er inkorporert ved referanse til den maksimale utstrekning tillatt av loven. I den utstrekning en referanse ikke er fullt inkorporert her, er den inkorporert ved referanse for bakgrunnsformål, og indikerer kunnskapen for en person av ordinære ferdigheter i teknikken. All references mentioned herein are incorporated by reference to the maximum extent permitted by law. To the extent a reference is not fully incorporated herein, it is incorporated by reference for background purposes, and indicates the knowledge of a person of ordinary skill in the art.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette med innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk. According to the invention, this is achieved with the device according to the present invention as defined by the features stated in the claims.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med noen utførelseseksempler og under henvisning til tegningene, der figur 1 er et skjema som viser en petroleumsproduksjonsbrønn ifølge en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse; figur 2A er et skjema av en øvre del av en petroleumsbrønn ifølge en annen foretrukket utførelse av oppfinnelsen; figur 2B er et skjema av en øvre del av en petroleumsbrønn ifølge en annen foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse; figur 3 er et forstørret riss av en nedhullsdel av brønnen på figur 1; figur 4 er et forenklet elektrisk skjema av den elektriske krets som dannes av brønnen på figur 1; figurene 5A til 5D er skjemaer for forskjellige foringsinjeksjons og foringsmaterialreservoarutførelser for nedhulls elektrisk styrbare sporstoffinjeksjonsanordninger ifølge den foreliggende oppfinnelse; figur 6 er et skjema av en sensoranordning i en petroleumsbrønn ifølge den foreliggende oppfinnelse; figurene 7A til 7E er skjemaer for jevn innstrømning og injeksjonsprofiler for forskjellige brønnkonfigurasjoner; figur 8 er et plott som illustrerer fluidumsstrømlinjér i en sirkelrund dør med laminær strøm i tilfellet hvor fluida entrer røret jevnt ved dets vegg langs lengden av røret; figurene 9A til 9J er forenklede skjemaer som illustrerer eksempler på forskjellige konfigurasjoner for plassering av sporstoffinjeksjonsanordningen og sensoranordninger i en variasjon av brønnkonfigurasjoner; figur 10 viser grafisk form normalisert ankomsttider på ordinatet som en funksjon av en normalisert dybde og abscissen for en simulering av innstrøm ved bruk av 100 innstrømssoner; figur 11 viser normalisert ankomsttid på ordinatet som en funksjon av normalisert dybde på abscissen for simulering av innstrøm ved bruk av 1000 innstrømssoner; figur 12 definerer injektivitetsprofilen av en illustrerende injeksjonsbrønn ved å vise injektivitetsprofilen på ordinatet som en funksjon av dybden på abscissen; figur 13 viser sporstoffmaterialets transittid per lengdeenhet av den illustrerende injeksjonsbrønn definert på figur 12 ved å vise transittid på ordinatet som en funksjon av dybden på abscissen; figur 14 viser ankomsttiden av sporstoffmaterialet i den illustrerende injeksjonsbrønn definert ved figur 12 ved å vise ankomsttiden på ordinatet som en funksjon av dybden på abscissen; figur 15 sammenligner beregnede og virkelige injeksjonsrater som en funksjon av dybde i den illustrerende injeksjonsbrønn definert ved figur 12 ved å vise injeksjonsrate på ordinatet som en funksjon av dybde på abscissen; figur 16 definerer fire illustrerende tilfeller av produksjonsbrønner ved å vise kumulativ innstrøm på ordinatet som en funksjon av dybden på abscissen; figur 17 viser normalisert ankomsttid for et injisert sporstoffmateriale på ordinatet som en funksjon av dybden for fire illustrerende tilfeller av petroleumsbrønner definert på figur 16; figur 18 viser normalisert ankomsttid for et injisert sporstoffmateriale i forhold til tilfelle med jevn injeksjonstakt på ordinatet, som en funksjon av dybden for de fire illustrerende tilfeller av produksjonsbrønn definert på figur 16; figur 19 viser den relative konsentrasjon av sporstoffpulser på ordinatet som en funksjon av ankomsttiden på abscissen for et tilfelle med jevn innstrømning over et produksjonsintervall; figur 20 viser den relative konsentrasjonen av sporstoffpulser på ordinatet som en funksjon av ankomsttid på abscissen for et illustrerende tilfelle av ikke-jevn innstrømning over et produksjonsintervall; figur 21 viser den relative konsentrasjon av sporstoffpulser på ordinatet som en funksjon av ankomsttid på abscissen for et annet illustrerende tilfelle av ikke-jevn innstrømning over et produksjonsintervall; figur 22 viser den relative konsentrasjon av sporstoffpulser på ordinatet som en funksjon av ankomsttid på abscissen for et tredje illustrerende tilfelle av ikke-jevn innstrømning over et produksjonsintervall; figur 23 viser kumulative trykkfall langs røret på ordinatet som en funksjon av avstanden langs en horisontal brønn på abscissen, for forskjellige illustrerende tilfeller av forskjellen mellom reservoartrykk og brønn-tåtrykk i horisontale kompletteringsbrønner; og figur 24 viser relative innstrømsrater per lengdeenhet på ordinatet som en funksjon av avstand langs en horisontal brønn på abscissen for forskjellige illustrerende tilfeller av forskjeller mellom reservoartrykk og brønn-tåtrykk i en horisontal kompletteirngsbrønn. The invention shall be described in more detail in the following in connection with some exemplary embodiments and with reference to the drawings, where Figure 1 is a diagram showing a petroleum production well according to a preferred embodiment of the present invention; figure 2A is a diagram of an upper part of a petroleum well according to another preferred embodiment of the invention; figure 2B is a diagram of an upper part of a petroleum well according to another preferred embodiment of the present invention; Figure 3 is an enlarged view of a downhole portion of the well in Figure 1; Figure 4 is a simplified electrical diagram of the electrical circuit formed by the well in Figure 1; Figures 5A through 5D are schematics of various casing injection and casing material reservoir embodiments for downhole electrically controllable tracer injection devices of the present invention; figure 6 is a diagram of a sensor device in a petroleum well according to the present invention; Figures 7A through 7E are schematics of steady inflow and injection profiles for various well configurations; figure 8 is a plot illustrating fluid streamlines in a laminar flow circular door in the case where the fluid enters the tube uniformly at its wall along the length of the tube; Figures 9A through 9J are simplified diagrams illustrating examples of different configurations for placement of the tracer injection device and sensor devices in a variety of well configurations; figure 10 shows in graphical form normalized arrival times on the ordinate as a function of a normalized depth and the abscissa for a simulation of inflow using 100 inflow zones; figure 11 shows normalized arrival time on the ordinate as a function of normalized depth on the abscissa for simulation of inflow using 1000 inflow zones; Figure 12 defines the injectivity profile of an illustrative injection well by showing the injectivity profile on the ordinate as a function of depth on the abscissa; figure 13 shows the tracer material transit time per unit length of the illustrative injection well defined in figure 12 by showing transit time on the ordinate as a function of depth on the abscissa; figure 14 shows the arrival time of the tracer material in the illustrative injection well defined by figure 12 by showing the arrival time on the ordinate as a function of the depth on the abscissa; Figure 15 compares calculated and actual injection rates as a function of depth in the illustrative injection well defined by Figure 12 by showing injection rate on the ordinate as a function of depth on the abscissa; Figure 16 defines four illustrative cases of production wells by showing cumulative inflow on the ordinate as a function of depth on the abscissa; Figure 17 shows normalized arrival time for an injected tracer material on the ordinate as a function of depth for four illustrative cases of petroleum wells defined in Figure 16; figure 18 shows the normalized arrival time of an injected tracer material relative to the case of uniform injection rate on the ordinate, as a function of depth for the four illustrative cases of production well defined in figure 16; Figure 19 shows the relative concentration of tracer pulses on the ordinate as a function of arrival time on the abscissa for a case of steady inflow over a production interval; Figure 20 shows the relative concentration of tracer pulses on the ordinate as a function of time of arrival on the abscissa for an illustrative case of non-uniform inflow over a production interval; Figure 21 shows the relative concentration of tracer pulses on the ordinate as a function of time of arrival on the abscissa for another illustrative case of non-uniform inflow over a production interval; Figure 22 shows the relative concentration of tracer pulses on the ordinate as a function of arrival time on the abscissa for a third illustrative case of non-uniform inflow over a production interval; figure 23 shows cumulative pressure drops along the pipe on the ordinate as a function of the distance along a horizontal well on the abscissa, for various illustrative cases of the difference between reservoir pressure and well-toe pressure in horizontal completion wells; and Figure 24 shows relative inflow rates per unit length on the ordinate as a function of distance along a horizontal well on the abscissa for various illustrative cases of differences between reservoir pressure and well-toe pressure in a horizontal completion well.

Det henvises nå til tegningene, hvor like referansetall er brukt til å betegne like elementer gjennom de forskjellige riss, hvor foretrukne utførelser av oppfinnelsen er illustrert og videre beskrevet. Figurene er ikke nødvendigvis tegnet i målestokk, og i noen tilfeller er tegningene overdrevet og/eller forenklet på steder bare for illustrerende formål. En person med ordinære ferdigheter i teknikken vil forstå at mange mulige applikasjoner og variasjoner av den foreliggende oppfinnelse basert på de følgende eksempler av mulige utførelser av den foreliggende oppfinnelse, så vel som basert på de utførelser som er illustrert og beskrevet i relaterte applikasjoner, hvilke er tatt inn her ved referanse til den maksimale utstrekning som er tillatt av loven. Reference is now made to the drawings, where like reference numbers are used to designate like elements throughout the different views, where preferred embodiments of the invention are illustrated and further described. The figures are not necessarily drawn to scale, and in some cases the drawings are exaggerated and/or simplified in places for illustrative purposes only. A person of ordinary skill in the art will appreciate that many possible applications and variations of the present invention based on the following examples of possible embodiments of the present invention, as well as based on the embodiments illustrated and described in related applications, which are incorporated herein by reference to the maximum extent permitted by law.

Som brukt i den foreliggende søknad, kan en "rørstruktur" være et enkelt rør, en rørstreng, brønnforingsrør, en pumpestang, en rekke sammenkoplede rør, stenger, skinner, fagverk, gitre, understøttelser, en gren eller lateral forlengelse av en brønn, et nettverk av sammenkoplede rør, eller andre lignende strukturer som er kjent av en med ordinære ferdigheter i teknikken. En foretrukket utførelse gjør bruk av oppfinnelsen i sammenheng med en petroleumsbrønn hvor rørstrukturen omfatter rør, metallrør, elektrisk ledende rør eller rørstrenger, men oppfinnelsen er ikke begrenset til dette. For den foreliggende oppfinnelse, trenger i det minste en del av rørstrukturen å være elektrisk ledende, slike elektrisk ledende deler kan være hele rørstrukturer (f.eks. stålrør, kobberrør) eller langsgående elektrisk ledende deler kombinert med en langsgående ikke-ledende del. Med andre ord, en elektrisk ledende rørstruktur er en som gir en elektrisk ledende bane fra et første område hvor kraftkilden er elektrisk forbundet, til et annet område hvor anordningen og/eller elektrisk retur er forbundet. Rørstrukturen vil typisk være konvensjonelle runde metallrør, men tverrsnittsgeometrien av rørstrukturen eller deler av denne kan variere i form (f.eks. rund, rektangulær, kvadratisk, oval) og størrelse (f.eks. lengde, diameter, veggtykkelse) langs hvilken som helst del av rørstrukturen. Derfor må en rørstruktur ha en elektrisk ledende del som strekker seg fra en første del av rørstrukturen til en annen del av rørstrukturen, hvor den første del er i en avstand fra den andre del langs rørstrukturen. As used in the present application, a "pipe structure" can be a single pipe, a pipe string, well casing, a pump rod, a series of interconnected pipes, rods, rails, trusses, trusses, supports, a branch or lateral extension of a well, a networks of interconnected pipes, or other similar structures known to one of ordinary skill in the art. A preferred embodiment makes use of the invention in the context of a petroleum well where the pipe structure comprises pipes, metal pipes, electrically conductive pipes or pipe strings, but the invention is not limited to this. For the present invention, at least part of the pipe structure needs to be electrically conductive, such electrically conductive parts can be whole pipe structures (e.g. steel pipes, copper pipes) or longitudinal electrically conductive parts combined with a longitudinal non-conductive part. In other words, an electrically conductive pipe structure is one that provides an electrically conductive path from a first area where the power source is electrically connected, to another area where the device and/or electrical return is connected. The pipe structure will typically be conventional round metal pipes, but the cross-sectional geometry of the pipe structure or parts thereof may vary in shape (e.g. round, rectangular, square, oval) and size (e.g. length, diameter, wall thickness) along any part of the pipe structure. Therefore, a pipe structure must have an electrically conductive part which extends from a first part of the pipe structure to another part of the pipe structure, where the first part is at a distance from the second part along the pipe structure.

Uttrykkene "første del" og "annen del" som brukt her er hver definert generelt til å vise til en del, seksjon eller område av en rørstruktur som kan strekke seg eller ikke strekke seg langs rørstrukturen, som kan være plassert på hvilket som helst sted langs rørstrukturen, og som kan omfatte eller ikke omfatte de nærmeste ender av rørstrukturen. The terms "first part" and "second part" as used herein are each defined generally to refer to a part, section or area of a pipe structure which may or may not extend along the pipe structure, which may be located at any location along the pipe structure, and which may or may not include the nearest ends of the pipe structure.

Uttrykket "modem" er brukt her til generelt å henvise til hvilken som helst kommunikasjonsinnretning for å sende og/eller motta elektriske kommunikasjonssignaler via en elektrisk ledning (f.eks. metall). Derfor er uttrykket "modem" som brukt her ikke begrenset til akronymet for en modulator (anordning som omformer en stemme eller datasignal til en form som kan sendes)/demodulator (en innretning som mottar et opprinnelig signal etter at det har modulert en høyfrekvens bærer). Også, uttrykket "modem" som brukt her er ikke begrenset til konvensjonelle datamaskinmodem som omformer digitale signaler til analoge signaler og vice versa (f.eks. for å sende digitale datasignaler over det analoge offentlige telefonnettverk). F.eks., hvis en sensor sender ut målinger i analog form, trenger slike målinger bare å bli modulert (f.eks. spredtspektrummodulasjon) og sendt - derfor er ingen analog/digital omforming nødvendig. Som et annet eksempel, kan et relé/slavemodem eller kommunikasjonsanordning bare trenge å identifisere, filtrere, forsterke og/eller videresende et mottatt signal. The term "modem" is used herein to generally refer to any communication device for sending and/or receiving electrical communication signals via an electrical wire (eg, metal). Therefore, the term "modem" as used herein is not limited to the acronym for a modulator (a device that converts a voice or data signal into a form that can be transmitted)/demodulator (a device that receives an original signal after modulating a high frequency carrier) . Also, the term "modem" as used herein is not limited to conventional computer modems that convert digital signals to analog signals and vice versa (eg, to transmit digital data signals over the analog public telephone network). For example, if a sensor outputs measurements in analogue form, such measurements only need to be modulated (eg spread spectrum modulation) and sent - therefore no analogue/digital conversion is required. As another example, a relay/slave modem or communication device may only need to identify, filter, amplify and/or relay a received signal.

Uttrykket "ventil" som brukt her henviser generelt til hvilken som helst innretning som funksjonerer til å regulere strømmen av et fluidum. Eksempel på ventiler omfatter, men er ikke begrenset til, belg-type gassløftventiler og styrbare gassløftventiler, hver av hvilke kan brukes til å regulere strømmen av løftegass inn i en rørstreng av eri brønn. De interne og/eller eksterne funksjoner av ventilene kan variere meget, og i den foreliggende anvendelse, er det ikke ment å begrense ventilen som beskrevet til noen spesiell konfigurasjon, så lenge ventilen funksjonerer til å regulere strøm. Noen av de forskjellige typer av strømreguleringsmekanismer omfatter, men er ikke begrenset til, kuleventilkonfigurasjoner, nål-ventilkonfigurasj oner, portventilkonfigurasjoner, og burventilkonfigurasjoner. Fremgangsmåten for å installere ventiler som beskrevet i den foreliggende anvendelse kan variere meget. The term "valve" as used herein generally refers to any device that functions to regulate the flow of a fluid. Examples of valves include, but are not limited to, bellows-type gas lift valves and controllable gas lift valves, each of which can be used to regulate the flow of lift gas into a tubing string of an eri well. The internal and/or external functions of the valves can vary greatly, and in the present application, it is not intended to limit the valve as described to any particular configuration, as long as the valve functions to regulate flow. Some of the different types of flow control mechanisms include, but are not limited to, ball valve configurations, needle valve configurations, gate valve configurations, and cage valve configurations. The procedure for installing valves as described in the present application can vary greatly.

Uttrykket "elektrisk styrbar ventil" som brukt her henviser generelt til den ventil (som nettopp beskrevet) som kan bli åpnet, stengt, justert, endret eller strupet, kontinuerlig som respons på et elektrisk kontrollsignal (f.eks. et signal fra en overflatedatamaskin eller fra en nedhulls elektronisk kontrollmodul). Den mekanismen som egentlig beveger ventilposisjonen kan omfatte, men er ikke begrenset til: en elektrisk motor; en elektrisk servo; en elektrisk solenoid; en elektrisk svitsj, en hydraulisk aktivator styrt av minst en elektrisk servo, elektrisk motor, elektrisk svitsj, elektrisk solenoid eller kombinasjoner av disse, en pneumatisk aktivator styrt av minst en elektrisk servo, elektrisk motor, elektrisk svitsj, elektrisk solenoid, eller kombinasjoner av disse; eller en fjærbasert innretning i kombinasjon med minst en elektrisk servo, elektrisk motor, elektrisk svitsj, elektrisk solenoid, eller kombinasjoner av disse. En "elektrisk styrbar ventil" kan omfatte eller ikke omfatte en posisjonstilbakekoplingssensor for å frembringe et tilbakekoplingssignal som tilsvarer den aktuelle posisjon av ventilen. The term "electrically controllable valve" as used herein generally refers to that valve (as just described) that can be opened, closed, adjusted, altered or throttled, continuously in response to an electrical control signal (eg, a signal from a surface computer or from a downhole electronic control module). The mechanism that actually moves the valve position may include, but is not limited to: an electric motor; an electric servo; an electric solenoid; an electric switch, a hydraulic actuator controlled by at least one electric servo, electric motor, electric switch, electric solenoid or combinations thereof, a pneumatic actuator controlled by at least one electric servo, electric motor, electric switch, electric solenoid, or combinations thereof ; or a spring-based device in combination with at least one electric servo, electric motor, electric switch, electric solenoid, or combinations thereof. An "electrically controllable valve" may or may not include a position feedback sensor to produce a feedback signal corresponding to the current position of the valve.

Uttrykket "sensor" som brukt her henviser til hvilken som helst innretning som detekterer, bestemmer, overvåker, registrerer eller ellers senser den absolutte verdi eller en endring i en fysisk kvantitet. En sensor som beskrevet her kan brukes til å måle fysiske størrelser, omfattende, men ikke begrenset til: temperatur, trykk (både absolutt og differensial), strømningsmengde, seismiske data, akustiske data, pH-nivå, saltnivå, ventilposisjoner, volum eller nesten hvilke som helst andre fysiske data. En sensor som beskrevet her kan også brukes til å detektere nærvær eller konsentrasjon av et sporstoffmateriale inne i en strøm. The term "sensor" as used herein refers to any device that detects, determines, monitors, records or otherwise senses the absolute value or a change in a physical quantity. A sensor as described herein can be used to measure physical quantities, including but not limited to: temperature, pressure (both absolute and differential), flow rate, seismic data, acoustic data, pH level, salt level, valve positions, volume or almost any any other physical data. A sensor as described here can also be used to detect the presence or concentration of a trace material within a stream.

Uttrykket "ved overflaten" som brukt her henviser til et sted eller en posisjon som er mindre enn omkring 16 m dybde i jorden. Med andre ord, frasen "ved overflaten" betyr ikke nødvendigvis å sitte på jorden på jordnivå, men er brukt i bredere forstand her for å henvise til et sted som ofte er lett eller beleilig tilgjengelig eller et brønnhode hvor folk kan arbeide. F.eks., "ved overflaten" kan være på et bord i et arbeidsrom som er plassert på jorden ved én brønnplattform, det kan være på en havbunn eller en sjøbunn, kan være på dypsjøoljeriggplattform, eller det kan være på hundrede etasje gulvet av en bygning. Uttrykket "overflate" kan også brukes her som et adjektiv for å designere et sted av en komponent eller region som er plassert "ved overflaten". F.eks., som brukt her, ville en "overflate" datamaskin være en datamaskin plassert "på overflaten". The term "at the surface" as used herein refers to a place or position less than about 16 m deep in the earth. In other words, the phrase "at the surface" does not necessarily mean sitting on the earth at ground level, but is used in a broader sense here to refer to a place that is often easily or conveniently accessible or a wellhead where people can work. For example, "at the surface" may be on a table in a workroom located on Earth at one well platform, it may be on an ocean floor or a seabed, may be on a deep-sea oil rig platform, or it may be on the hundredth floor of a building. The term "surface" can also be used here as an adjective to designate a location of a component or region that is located "at the surface". For example, as used herein, a "surface" computer would be a computer located "on the surface".

Uttrykket "nedhull" som brukt her henviser til et sted eller en posisjon dypere enn omkring 16 m dybde i jorden. Med andre ord, "nedhull" blir brukt i bred forstand til å henvise til et sted som ofte ikke er lett eller beleilig tilgjengelig fra et brønnhode hvor folk kan arbeide. F.eks. i en petroleumsbrønn, et "nedhull" sted er ofte ved eller nær en overflate petroleumssone, uansett hvorvidt produksjonssonen er aksessert vertikalt, horisontalt, lateralt eller i hvilken som helst annen vinkel mellom dem. Også, uttrykket "nedhull" er brukt her som et adjektiv som beskriver lokaliteten av en komponent eller en region. F.eks., en "nedhull" anordning i en brønn ville være en anordning plassert "nedhull", i motsetning til å være plassert "på overflaten". The term "downhole" as used herein refers to a place or position deeper than about 16 m depth in the earth. In other words, "downhole" is used in a broad sense to refer to a place that is often not easily or conveniently accessible from a wellhead where people can work. E.g. in a petroleum well, a "downhole" location is often at or near a surface petroleum zone, regardless of whether the production zone is accessed vertically, horizontally, laterally, or at any other angle in between. Also, the term "downhole" is used here as an adjective describing the location of a component or a region. For example, a "downhole" device in a well would be a device located "downhole", as opposed to being located "on the surface".

Som brukt i den foreliggende søknad, betyr "trådløs" fråvær av en konvensjonell, isolert wireleder, f.eks. som strekker seg fra en nedhull innretning til overflaten. Bruken av rør og/eller foringsrør som en leder er ansett som "trådløs". As used in the present application, "wireless" means the absence of a conventional, insulated wire conductor, e.g. which extends from a downhole facility to the surface. The use of pipe and/or casing as a conductor is considered "wireless".

Likeledes, i henhold til konvensjonell terminologi av oljefeltpraksis, er beskrivelsene "øvre", "nedre", "opphull" og "nedhull" relative, og henviser til avstand langs hulldybden fra overflaten, som i avvikende eller horisontale brønner kan være eller ikke være i henhold til vertikal elevasjon målt i forhold til en måledato. Likewise, according to conventional terminology of oilfield practice, the descriptions "upper", "lower", "uphole" and "downhole" are relative, referring to distance along the hole depth from the surface, which in deviated or horizontal wells may or may not be in according to vertical elevation measured in relation to a measurement date.

Figur 1 er et skjema som viser en petroleumsproduksjonsbrønn 20 i henhold til en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Brønnen 20 har et vertikalt snitt 22 og et lateralt snitt 26. Brønnen har et brønnforingsrør 30 som strekker seg inn i brønnhullet og gjennom en formasjon 32, og produksjonsrøret 40 strekker seg inne i brønnfoirngsrøret for å transportere fluida fra nedhull til overflaten under produksjon. Derfor er petroleumsproduksjonsbrønnen 20 vist på figur 1 lik eksisterende praksis i brønnkonstruksjon, men ved inkorporasjon av den foreliggende oppfinnelse. Figure 1 is a diagram showing a petroleum production well 20 according to a preferred embodiment of the present invention. The well 20 has a vertical section 22 and a lateral section 26. The well has a well casing 30 that extends into the wellbore and through a formation 32, and the production pipe 40 extends inside the well casing to transport fluids from downhole to the surface during production. Therefore, the petroleum production well 20 shown in Figure 1 is similar to existing practice in well construction, but with the incorporation of the present invention.

Det vertikale snitt 22 av denne utførelsen omfatter en gassløftventil 42 og en øvre pakning 44 for å frembringe gunstig løft for fluida inne i røret 40. I et alternativ, kan imidlertid andre måter for å frembringe kunstig løft være inkorporert for å danne andre mulige utførelser (f.eks. stangpumping). Også den vertikale del 22 kan videre variere for å danne mange andre mulige utførelser. F.eks., i en forbedret form, kan den vertikale del 22 omfatte en eller flere elektrisk styrbare gassløftventiler, en eller flere ytterligere induksjonsspoler, og/eller en eller flere styrbare pakninger omfattende elektrisk styrbare pakningsventiler, som videre beskrevet i de relaterte applikasjoner. The vertical section 22 of this embodiment includes a gas lift valve 42 and an upper packing 44 to provide favorable lift for the fluid within the tube 40. Alternatively, however, other means of providing artificial lift may be incorporated to form other possible embodiments ( eg rod pumping). Also the vertical part 22 can further vary to form many other possible designs. For example, in an improved form, the vertical portion 22 may comprise one or more electrically controllable gas lift valves, one or more additional induction coils, and/or one or more controllable packings comprising electrically controllable packing valves, as further described in the related applications.

Den laterale seksjon 26 av brønnen 20 strekker seg gjennom en petroleums-produksjonssone 48 (f.eks. oljesone) av formasjonen 32. Foringsrøret 30 i den laterale seksjon 26 er perforert ved produksjonssonen 48 for å tillate fluida fra produksjonssonen 48 å flyte inn i foringsrøret. Figur 1 viser bare en lateral seksjon 26, men det kan være mange laterale grener av brønnen 20. Brønnkonfigurasjonen avhenger typisk, i det minste delvis, av utlegget av produksjonssonen for en gitt formasjon. The lateral section 26 of the well 20 extends through a petroleum production zone 48 (eg, oil zone) of the formation 32. The casing 30 in the lateral section 26 is perforated at the production zone 48 to allow fluids from the production zone 48 to flow into the casing . Figure 1 shows only one lateral section 26, but there may be many lateral branches of the well 20. The well configuration typically depends, at least in part, on the layout of the production zone for a given formation.

En del av røret 40 strekker seg inn i den laterale seksjon 26 og ender med en lukket ende 52 forbi produksjonssonen 48. Posisjonen av rørenden 52 inne i foringsrøret 30 er opprettholdt ved en lateral pakning 54, som er en konvensjonell pakning. Røret 40 har en perforert seksjon 56 ved produksjonssonen 48 for fluiduminntak fra produksjonssonen 48. I andre utførelser (ikke vist) kan røret 40 fortsette forbi produksjonssonen 48 (f.eks. til andre produksjonssoner), eller røret 40 kan ende med en åpen ende for fluiduminntak. A portion of the pipe 40 extends into the lateral section 26 and ends with a closed end 52 past the production zone 48. The position of the pipe end 52 inside the casing 30 is maintained by a lateral packing 54, which is a conventional packing. The tube 40 has a perforated section 56 at the production zone 48 for fluid intake from the production zone 48. In other embodiments (not shown), the tube 40 may continue past the production zone 48 (eg, to other production zones), or the tube 40 may terminate with an open end for fluid intake.

En elektrisk styrbar nedhulls sporstoffinjeksjonsanordning 60 er forbundet i linje på røret 40 inne i den laterale seksjon 46, og danner en del av produksjonsrørenheten. Injeksjonsanordningen er plassert oppstrøms fra produksjonssonen 48 nær den vertikale seksjon for å lette plasseringen. Imidlertid, i andre utførelser, kan injeksjonsanordningen 60 være plassert lengre inne i den laterale seksjon. En fordel med å plassere injeksjonsanordningen 60 nær rørets inntak 56 ved produksjonssonen 48 er at det er et ønsket sted for å injisere sporstoffmaterialer. Men når injeksjonsanordningen er fjernt plassert i forhold til rørinntaket 56, som vist på figur 1, kan et sporstoffmateriale bli injisert inn i rørinntaket 56 ved produksjonssonen 48 ved bruk av et dyseforlengelsesrør 70. Dyseforlengelsesrøret 70 gir således en måte å injisere et sporstoffmateriale inn i strømmen på et sted fjernt fra injeksjonsanordningen 60. Utstøting av et sporstoffmateriale på et sted fjernt fra (f.eks. oppstrøms fra) injeksjonsanordningen 60, via dyseforlengelsesrøret 70, tillater en sensor tilpasset til å detektere et sporstoffmateriale å bli plassert ved eller inne i injeksjonsanordningen 60 (en slik sensor 108 som vist på figur 3). I andre mulige utførelser, kan injeksjonsanordningen 60 være tilpasset til styrbart å injisere et sporstoffmateriale på et sted utenfor røret 40 (f.eks. direkte inn i produksjonssonen 48, eller inn i et ringformet rom 62 inne i foringsrøret 30). Derfor, en elektrisk styrt nedhulls sporstoffinjeksjonsanordning 60 kan plasseres på hvilket som helst nedhulls sted inne i en brønn hvor det er nødvendig. An electrically controllable downhole tracer injection device 60 is connected in-line on the pipe 40 inside the lateral section 46, forming part of the production pipe assembly. The injection device is located upstream from the production zone 48 near the vertical section for ease of placement. However, in other embodiments, the injection device 60 may be located further into the lateral section. An advantage of placing the injection device 60 near the pipe inlet 56 at the production zone 48 is that it is a desired location for injecting tracer materials. However, when the injection device is remotely located relative to the pipe inlet 56, as shown in Figure 1, a tracer material can be injected into the pipe inlet 56 at the production zone 48 using a nozzle extension tube 70. The nozzle extension tube 70 thus provides a means of injecting a tracer material into the stream at a location remote from the injection device 60. Ejection of a tracer material at a location remote from (e.g., upstream from) the injection device 60, via the nozzle extension tube 70, allows a sensor adapted to detect a tracer material to be located at or within the injection device 60 (such a sensor 108 as shown in figure 3). In other possible embodiments, the injection device 60 may be adapted to controllably inject a tracer material at a location outside the tubing 40 (eg, directly into the production zone 48, or into an annular space 62 within the casing 30). Therefore, an electrically controlled downhole tracer injection device 60 can be placed at any downhole location within a well where needed.

En elektrisk krets er utformet ved bruk av forskjellige komponenter av brønnen 20. Kraft for de elektriske komponenter av injeksjonsanordningen 90 er frembrakt fra overflaten ved bruk av røret 40 og foringsrøret 30 som elektriske ledere. Derfor, i en foretrukket utførelse, virker røret 40 som en rørstruktur og foringsrøret 30 virker som en elektrisk retur for å danne en elektrisk krets i brønnen 20. Også, røret 40 og foringsrøret 30 er brukt som elektriske ledere for kommunikasjon av signaler mellom overflaten (f.eks. et overflatedatamaskinsystem 64) og nedhull elektriské komponenter inne i den elektrisk styrbare nedhullsporstoffinjeksjonsanordning 60. An electrical circuit is formed using various components of the well 20. Power for the electrical components of the injection device 90 is generated from the surface using the pipe 40 and casing 30 as electrical conductors. Therefore, in a preferred embodiment, the pipe 40 acts as a pipe structure and the casing 30 acts as an electrical return to form an electrical circuit in the well 20. Also, the pipe 40 and the casing 30 are used as electrical conductors for communicating signals between the surface ( e.g., a surface computer system 64) and downhole electrical components within the electrically controllable downhole tracer injection device 60.

På figur 1, består et overflatedatamaskinsystem et mastermodem 66 og en kilde for tidsvarierende strøm 68. Men, som vil være klart for en med ordinære ferdigheter i teknikken, kan overflateutstyret variere. En første datamaskinterminal 71 på overflatedatamaskinsystemet 64 er elektrisk forbundet med røret 40 ved overflaten, og overfører tidsvarierende elektrisk strøm inn i røret 40 når kraft til og/eller kommunikasjon med nedhullsanordninger er nødvendige. Strømkilden 68 frembringer den elektriske strøm, hvilken bærer effekt og kommunikasjonssignaler ned i brønnhullet. Den tidsvarierende elektriske strøm er fortrinnsvis vekselstrøm (AC), men kan også være en varierende likestrøm (DC). Kommunikasjonssignalene kan bli generert av mastermodem 66 og innlagt i strømmen produsert ved kilden 68. Fortrinnsvis, er kommunikasjonssignalet et spredt spektrumsignal, men andre former for modulasjon eller fordistorsjon kan brukes i et alternativ. In Figure 1, a surface computer system comprises a master modem 66 and a source of time-varying current 68. However, as will be apparent to one of ordinary skill in the art, the surface equipment may vary. A first computer terminal 71 on the surface computer system 64 is electrically connected to the pipe 40 at the surface, and transmits time-varying electrical current into the pipe 40 when power to and/or communication with downhole devices is required. The current source 68 produces the electric current, which carries power and communication signals down the wellbore. The time-varying electrical current is preferably alternating current (AC), but can also be a varying direct current (DC). The communication signals may be generated by the master modem 66 and fed into the stream produced at the source 68. Preferably, the communication signal is a spread spectrum signal, but other forms of modulation or distortion may be used in the alternative.

En første induksjonsspole 74 er plassert rundt røret i den vertikale seksjon 22 nedenfor det sted hvor den laterale seksjon 26 strekker seg fra den vertikale seksjon. En annen injeksjonsspole 90 er plassert rundt røret 40 innenfor den laterale seksjon 26 nær injeksjonsanordningen 60. Induksjonsspolene 74, 90 omfatter et ferromagnetisk materiale og er ikke kraftdrevet. På grunn av at spolene 74, 90 er plassert rundt røret 40, virker hver spole som en stor induktor til AC i brønnkretsen utformet av røret 40 og foringsrøret 30. Som beskrevet i mer detalj i de relaterte applikasjoner, funksjonerer spolene 74,90 basert på deres størrelse (masse), geometri, og magnetiske egenskaper. A first induction coil 74 is placed around the tube in the vertical section 22 below the point where the lateral section 26 extends from the vertical section. Another injection coil 90 is located around the tube 40 within the lateral section 26 near the injection device 60. The induction coils 74, 90 comprise a ferromagnetic material and are not powered. Because the coils 74, 90 are located around the pipe 40, each coil acts as a large inductor to the AC in the well circuit formed by the pipe 40 and the casing 30. As described in more detail in the related applications, the coils 74, 90 function based on their size (mass), geometry, and magnetic properties.

En isolert rørskjøt 76 er inkorporert ved brønnhodet for å elektrisk isolere røret 40 fra foringsrøret 30. Den første dataterminal 71 fra strømkilden 68 passerer gjennom en isolert pakning 77 ved hengeren 88 og forbindes elektrisk med røret 40 nedenfor den isolerte rørskjøt 76. En annen dataterminal 72 av overflatedatasystemet 64 er elektrisk forbundet med foringsrøret 30 på overflaten. Isolatorene 79 av rørskjøten 76 hindrer således en kortslutning mellom røret 40 og foringsrøret 30 ved overflaten. I et alternativ til (eller i tillegg til) den isolerte rørskjøt 76, kan en tredje induksjonsspole 176 (se figur 2A) bli plassert rundt røret 40 ovenfor det elektriske forbindelsessted for den første dataterminal 71 til røret, og/eller hengeren 88 kan være en isolert henger 276 (se figur 2B) som har isolatorer 277 for elektrisk å isolere røret 40 fra foringsrøret 30. An insulated pipe joint 76 is incorporated at the wellhead to electrically isolate the pipe 40 from the casing 30. The first data terminal 71 from the power source 68 passes through an insulated gasket 77 at the hanger 88 and is electrically connected to the pipe 40 below the insulated pipe joint 76. A second data terminal 72 of the surface data system 64 is electrically connected to the casing 30 on the surface. The insulators 79 of the pipe joint 76 thus prevent a short circuit between the pipe 40 and the casing 30 at the surface. In an alternative to (or in addition to) the insulated pipe joint 76, a third induction coil 176 (see Figure 2A) may be placed around the pipe 40 above the electrical connection point of the first data terminal 71 to the pipe, and/or the hanger 88 may be a insulated hanger 276 (see Figure 2B) having insulators 277 to electrically isolate the pipe 40 from the casing 30.

Den laterale pakning 54 ved rørenden 52 inne i den laterale seksjon 26 frembringer en elektrisk forbindelse mellom røret 40 og foringsrøret 30 nedhull forbi den andre spolen 90. En nedre pakning 78 i den vertikale seksjon 22, som også er en konvensjonell pakning, danner en elektrisk kopling mellom røret 40 og foringsrøret 30 nedhull nedenfor den første induksjonsspole 74. Den øvre pakning 44 av den vertikale seksjon 22 har en elektrisk isolator 79 for å hindre en elektrisk kortslutning mellom røret 40 og foringsrøret 30 ved den øvre pakning. Også, forskjellige sentraliseirngsenheter (ikke vist) som har elektriske isolatorer for å hindre kortslutninger mellom røret 40 og foringsrøret 30 kan være inkludert etter behov gjennom brønnen 20. Slik elektrisk isolasjon av den øvre pakning 44 eller sentraliseirngsenhetene kan oppnås på forskjellige måter som vil være åpenbare for en med ordinære ferdigheter i teknikken. De øvre og nedre pakninger 44, 48 danner hydraulisk isolasjon mellom hovedbrønnhullet av den vertikale seksjon 22 og det laterale brønnhull av den laterale seksjon 26. The lateral gasket 54 at the pipe end 52 inside the lateral section 26 provides an electrical connection between the pipe 40 and the casing 30 downhole past the second coil 90. A lower gasket 78 in the vertical section 22, which is also a conventional gasket, forms an electrical connection between the pipe 40 and the casing 30 downhole below the first induction coil 74. The upper packing 44 of the vertical section 22 has an electrical insulator 79 to prevent an electrical short circuit between the pipe 40 and the casing 30 at the upper packing. Also, various centralization units (not shown) having electrical isolators to prevent short circuits between the pipe 40 and the casing 30 may be included as needed through the well 20. Such electrical isolation of the upper packing 44 or the centralization units may be accomplished in various ways as will be apparent. for someone with ordinary skills in the technique. The upper and lower packings 44, 48 form hydraulic isolation between the main wellbore of the vertical section 22 and the lateral wellbore of the lateral section 26.

Figur 3 er et forstørret riss som viser en del av den laterale seksjon 26 på figur 1 med den elektrisk styrbare nedhullsporstoffinjeksjonsanordning 60 i den. Injeksjonsanordningen 60 omfatter en kommunikasjons- og kontrollmodul 60, et sporstoffmateiralreservoar 82, en elektrisk styrbar sporstoffinjektor 84, og en sensor 108. Komponentene av en elektrisk styrbar nedhullsporstoffinjeksjonsanordning 60 er fortrinnsvis alle inneholdt i en enkelt, forseglet rørdel 68 sammen med en modul for å lette håndtering og installasjon, så vel som for å beskytte komponentene fra omgivelsesmiljøet. I en utførelse av den foreliggende oppfinnelse, kan imidlertid komponentene av et elektrisk styrbare nedhullssporstoffinjeksjonsanordning 60 være separate (dvs. ingen rørdel 86) eller kombinert i andre kombinasjoner. En første anordningsterminal 91 av injeksjonsanordningen 60 forbindes elektrisk mellom røret 40 og en kildeside 94 av den andre induksjonsspole 90 og kommunikasjons- og kontrollmodulen 80. En annen anordningsterminal 92 av injeksjonsanordningen 60 forbindes elektrisk mellom røret 40 og en elektrisk returside 96 av den andre induksjonsspole 90 og kommunikasjons- og kontrollmodulen 80. Skjønt den laterale pakning 54 gir en elektrisk forbindelse mellom røret 40 på den elektriske returside 96 av det andre induksjonspole 90 og foringsrøret 30, kan den elektriske forbindelse mellom røret 40 og brønnforingsrøret 30 også oppnås på forskjellige måter, noen av hvilke kan bli sett i relaterte applikasjoner, deriblant (men ikke begrenset til): en annen pakning (konvensjonell eller kontrollerbar); en ledende sentralisator; ledende fluidum i ringrommet mellom røret og brønnforingsrøret; eller kombinasjoner av disse. Figure 3 is an enlarged view showing a portion of the lateral section 26 of Figure 1 with the electrically controllable downhole tracer injection device 60 therein. The injection device 60 includes a communication and control module 60, a tracer material reservoir 82, an electrically controllable tracer injector 84, and a sensor 108. The components of an electrically controllable downhole tracer injection device 60 are preferably all contained in a single, sealed pipe section 68 together with a module to facilitate handling and installation, as well as to protect the components from the surrounding environment. However, in one embodiment of the present invention, the components of an electrically controllable downhole tracer injection device 60 may be separate (ie, no pipe member 86) or combined in other combinations. A first device terminal 91 of the injection device 60 is electrically connected between the pipe 40 and a source side 94 of the second induction coil 90 and the communication and control module 80. A second device terminal 92 of the injection device 60 is electrically connected between the pipe 40 and an electrical return side 96 of the second induction coil 90 and the communication and control module 80. Although the lateral packing 54 provides an electrical connection between the pipe 40 on the electrical return side 96 of the second induction coil 90 and the casing 30, the electrical connection between the pipe 40 and the well casing 30 can also be achieved in different ways, some of which may be seen in related applications, including (but not limited to): a different packing (conventional or controllable); a leading centralizer; conducting fluid in the annulus between the pipe and the well casing; or combinations of these.

Figur 4 er et forenklet elektrisk skjema som illustrerer den elektriske krets utformet i brønnen 20 på figur 1.1 operasjon, og med henvisning til både figur 1 og figur 4, blir kraft og/eller kommunikasjoner sendt inn i røret 40 på overflaten via en første dataterminal 71 nedenfor den isolerte rørskjøt 76. Tidsvarierende strøm blir hindret fra å strømme fra røret 40 til foringsrøret 90 via hengeren 88 på grunn av isolatorene 79 av den isolerte rørskjøt 76. Den tidsvarierende strøm flyter imidlertid fritt langs røret 40 til induksjonsspolene 74, 90 blir møtt. Den første induksjonsspole 74 gir en stor induktans som motvirker det meste av strømmen fra å strømme gjennom røret 40 ved den første induksjonsspole. Likeledes, den andre induksjonsspole 90 gir en stor induktans som motvirker det meste av strømmen fra å strømme gjennom røret 40 ved den andre induksjonsspole. Et spenningspotensial dannes mellom røret 40 og foringsrøret 30 på grunn av induksjonsspolene 74, 90. Spenningspotensialet dannes også mellom røret 40 på kildesiden 94 av den andre induksjonsspole 90 og røret 40 på den elektriske returside 96 av den andre induksjonsspole 90. Fordi kommunikasjons- og kontrollmodulen 80 er elektrisk forbundet over spenningspotensialet, blir det meste av strømmen som går inn i røret 40 som ikke går tapt langs veien, rutet gjennom kommunikasjons- og kontrollmodulen 80, som fordeler og/eller dekoder kraft og/eller kommunikasjoner for injeksjonsanordningen 60. Etter passering gjennom injeksjonsanordningen 60, returnerer strømmen til overflatedatamaskinsystemet 64 via den laterale pakning 54 og foringsrøret 30. Når strømmen er vekselstrøm, vil flyten av strøm som nettopp beskrevet også bli reversert gjennom brønnen 20 langs samme bane. Figure 4 is a simplified electrical diagram illustrating the electrical circuit designed in the well 20 of Figure 1.1 operation, and with reference to both Figure 1 and Figure 4, power and/or communications are sent into the pipe 40 on the surface via a first data terminal 71 below the insulated pipe joint 76. Time-varying current is prevented from flowing from the pipe 40 to the casing 90 via the hanger 88 due to the insulators 79 of the insulated pipe joint 76. However, the time-varying current flows freely along the pipe 40 until the induction coils 74, 90 are encountered. The first inductor 74 provides a large inductance that prevents most of the current from flowing through the tube 40 at the first inductor. Likewise, the second inductor 90 provides a large inductance that discourages most of the current from flowing through the tube 40 at the second inductor. A voltage potential is formed between the pipe 40 and the casing 30 due to the induction coils 74, 90. The voltage potential is also formed between the pipe 40 on the source side 94 of the second induction coil 90 and the pipe 40 on the electrical return side 96 of the second induction coil 90. Because the communication and control module 80 is electrically connected across the voltage potential, most of the current entering the pipe 40 that is not lost along the way is routed through the communication and control module 80, which distributes and/or decodes power and/or communications for the injection device 60. After passing through the injection device 60, the current returns to the surface computer system 64 via the lateral packing 54 and the casing 30. When the current is alternating current, the flow of current as just described will also be reversed through the well 20 along the same path.

Andre alternative måter for å utvikle en elektrisk krets ved bruk av en rørstruktur av en brønn og minst en induksjonsspole er beskrevet i relaterte applikasjoner, mange av hvilke kan anvendes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse for å frembringe kraft og/eller kommunikasjoner til elektrisk dreven nedhull anordninger og å utforme andre utførelser av den foreliggende oppfinnelse. Other alternative ways of developing an electrical circuit using a tubular structure of a well and at least one induction coil are described in related applications, many of which may be used in conjunction with the present invention to provide power and/or communications to electrically driven downholes devices and to devise other embodiments of the present invention.

Det henvises igjen til figur 3. Kommunikasjons- og kontrollmodulen 80 omfatter et individuelt adresserbar modem 100, krafttilpasningskrets 102, kontrollgrensesnitt 104, og sensorgrensesnitt 106. Fordi modem 100 i nedhuUinjeksjonsanordningen 60 er individuelt adresserbar, kan mer enn en nedhullsanordning installeres og opereres uavhengig av andre. Reference is again made to Figure 3. The communication and control module 80 comprises an individually addressable modem 100, power matching circuit 102, control interface 104, and sensor interface 106. Because the modem 100 in the downhole injection device 60 is individually addressable, more than one downhole device can be installed and operated independently of others .

På figur 3, er den elektrisk styrbare sporstoffinjektor 84 elektrisk forbundet med kommunikasjons- og kontrollmodulen 80, og oppnår således kraft og/eller kommunikasjoner fra overflatedatamaskinsystemet 64 via kommunikasjons- og kontrollmodulen 80. Sporstoffmateiralreservoaret 82 er i fluidumforbindelse med sporstoffinjektoren 84. Sporstoffmaterialets reservoar 82 er et uavhengig reservoar som lagrer og leverer sporstoffmaterialer for injeksjon i brønnen ved foringsinjektoren 84. Sporstoffmateiralreservoaret 82 på figur 3 blir ikke forsynt ved et sporstoff-materialtilførselsrør (ikke vist) som strekker seg fra overflaten, men i andre utførelser kan den være det. Derfor, størrelsen av sporstoffmateiralreservoaret 82 kan variere, avhengig av volumet av sporstoffmateriale som er nødvendig for injeksjon i brønnen 20. Sporstoffmateiraleinjektoren 84 av en foretrukket utførelse omfatter en elektrisk motor 110, en skruemekanisme 112, og en dyse 114. Den elektriske motor 110 er elektrisk forbundet med og mottar bevegelseskommandosignaler fra kommunikasjons- og kontrollmodulen 80. Dyseforlengelsesrøret 70 strekker seg fra dysen 114 inn i det indre 116 av røret ved rørinntaket 56 (lenger oppstrøms), og danner en fluidumpassasjevei fra sporstoffmateiralreservoaret 82 til rørinteriøret 116. Skruemekanismen 112 er mekanisk koplet til den elektriske motor 110. Skruemekanismen 112 brukes til å drive sporstoffmaterialer ut av reservoaret 82 og inn i rørinteriøret 116, via dysen 114 og via dyseforlengelsesrøret 20, som respons på en rotasjonsbevegelse av den elektriske motor 110. Fortrinnsvis er den elektriske motor 110 en stepper motor, og leverer således sporstoffrnaterialinjeksjon i inkrementelle mengder. In Figure 3, the electrically controllable tracer injector 84 is electrically connected to the communication and control module 80, and thus obtains power and/or communications from the surface computer system 64 via the communication and control module 80. The tracer material reservoir 82 is in fluid communication with the tracer material injector 84. The tracer material reservoir 82 is an independent reservoir that stores and supplies tracer materials for injection into the well at the casing injector 84. The tracer material reservoir 82 of Figure 3 is not supplied by a tracer material supply pipe (not shown) extending from the surface, but in other embodiments it may be. Therefore, the size of the tracer material reservoir 82 may vary, depending on the volume of tracer material required for injection into the well 20. The tracer material injector 84 of a preferred embodiment comprises an electric motor 110, a screw mechanism 112, and a nozzle 114. The electric motor 110 is electric connected to and receives movement command signals from the communication and control module 80. The nozzle extension tube 70 extends from the nozzle 114 into the interior 116 of the tube at the tube inlet 56 (further upstream), forming a fluid passageway from the tracer material reservoir 82 to the tube interior 116. The screw mechanism 112 is mechanically coupled to the electric motor 110. The screw mechanism 112 is used to drive tracer materials out of the reservoir 82 and into the tube interior 116, via the nozzle 114 and via the nozzle extension tube 20, in response to a rotational movement of the electric motor 110. Preferably, the electric motor 110 is a stepper engine, and thus delivers spo raw material injection in incremental amounts.

I drift, passerer fluidumstrømmen fra produksjonssonen 48 rundt sporstoffinjeksjonsanordningen 60 mens den strømmer gjennom røret 40 til overflaten. Kommandoer fra overflatedatasystemet 64 blir overført nedhull og mottatt av modem 100 av kommunikasjons- og kontrollmodulen 80. Inne i injeksjonsanordningen 60 blir kommandoene dekodet og passert fra modem 100 til kontrollgrensesnitt 104. Kontrollgrensesnitt 104 kommanderer så den elektriske motor 110 til å operere og injisere den spesifikke mengde av foringsmaterialer fra reservoaret 82 inn i fluidumstrømmen inn i røret 40. Sporstoffinjeksjonsanordningen 60 injiserer så kontrollerbart et foringsmateriale inn i fluidumstrømmen som strømmer inn i røret 40 etter behov eller etter ønske, som respons på kommandoer fra overflatedatasystemet 64 via kommunikasjons- og kontrollmodulen 80. In operation, the fluid flow from the production zone 48 passes around the tracer injection device 60 as it flows through the pipe 40 to the surface. Commands from the surface data system 64 are transmitted downhole and received by the modem 100 by the communication and control module 80. Inside the injection device 60, the commands are decoded and passed from the modem 100 to the control interface 104. The control interface 104 then commands the electric motor 110 to operate and inject the specific quantity of casing materials from the reservoir 82 into the fluid stream into the pipe 40. The tracer injection device 60 then controllably injects a casing material into the fluid stream flowing into the pipe 40 as needed or desired, in response to commands from the surface data system 64 via the communication and control module 80.

Sporstoffinjeksjonsanordningen 60 på figur 3 omfatter også sensorer 108. Minst en av sensorene 108 er tilpasset til å detektere nærvær og/eller konsentrasjon av et sporstoffmateriale inne i strømmen som passerer gjennom røret 40. Sensorene 108 er elektrisk forbundet med kommunikasjons- og kontrollmodulen 80 via sensorgrensesnitt 106. Sporstoffinjeksjonsanordningen 60 kan også videre omfatte sensorer for å gjøre andre målinger, så som strømningsmengde, temperatur, eller trykk. Dataene fra sensorene 108 blir kodet inn i kommunikasjons- og kontrollmodulen 80, og kan overføres til overflatedatasystemet 64 ved modem 100. Under operasjon, når sporstoffmaterialet blir injisert inn i rørets indre 116 oppstrøms ved sporstoffinjektoren 84 (via dyse-forlengelsesrøret 70, detekterer således sensorene 108 sporstoffmaterialet mens det passerer inne i strømmen. Ved å måle ankomsttiden (tiden fra injeksjon til deteksjon) og/eller konsentrasjonen av detekterte sporstoffmaterialer, kan karakteirstikkene ved strømmen bli bestemt, som videre detaljert nedenfor. The tracer injection device 60 in Figure 3 also includes sensors 108. At least one of the sensors 108 is adapted to detect the presence and/or concentration of a tracer material within the flow passing through the pipe 40. The sensors 108 are electrically connected to the communication and control module 80 via a sensor interface 106. The tracer injection device 60 can also further include sensors to make other measurements, such as flow rate, temperature or pressure. The data from the sensors 108 are encoded into the communication and control module 80, and can be transmitted to the surface data system 64 by modem 100. During operation, when the tracer material is injected into the tube interior 116 upstream at the tracer injector 84 (via the nozzle extension tube 70, the sensors thus detect 108 the tracer material as it passes within the stream By measuring the arrival time (time from injection to detection) and/or the concentration of detected tracer materials, the characteristics of the stream can be determined, as further detailed below.

Som vil være åpenbart for en med ordinære ferdigheter i teknikken, den mekaniske og elektriske anordning og konfigurasjon av komponenter inne i den elektrisk styrbare sporstoffinjeksjonsanordning 60 kan variere mens den fremdeles utfører den samme funksjon, å frembringe elektrisk styrbar sporstoffinjeksjon nedhull. F.eks., innholdet av kommunikasjons- og kontrollmodulen 80 kan være så enkelt som en wirelederterminal for å fordele elektriske forbindelser fra røret 40, eller kan være meget komplisert og omfatte (men ikke begrenset til) et modem, et oppladbart batteri, en krafttransformator, en mikroprosessor, en hukommelseslageranordning, dataoppsamlings-kort, og bevegelseskontrollkort. As will be apparent to one of ordinary skill in the art, the mechanical and electrical arrangement and configuration of components within the electrically controllable tracer injection device 60 may vary while still performing the same function of producing electrically controllable tracer injection downhole. For example, the contents of the communication and control module 80 may be as simple as a wire conductor terminal for distributing electrical connections from the pipe 40, or may be very complex and include (but not limited to) a modem, a rechargeable battery, a power transformer , a microprocessor, a memory storage device, data acquisition board, and motion control board.

Figurene 5A til 5D illustrerer noen mulige varianter av sporstoffmaterialreservoaret 82 og sporstoffinjektoren 84 som kan være inkludert i den foreliggende oppfinnelse for å utforme andre mulige utførelser. På figurene 5A til 5D, er et dyseforlengelsesrør 70 ikke inkorporert. Sporstoffinjeksjonsanordningen vist på figurene 5A til 5D er således tilpasset for å være plassert på det sted hvor sporstoffinjeksjonen er ønsket. Et dyseforlengelsesrør kan imidlertid også bli inkorporert i hvilken som helst av utførelsene vist på figurene 5A til 5D. Figures 5A through 5D illustrate some possible variations of the tracer material reservoir 82 and the tracer injector 84 that may be included in the present invention to design other possible embodiments. In Figures 5A to 5D, a nozzle extension tube 70 is not incorporated. The tracer injection device shown in figures 5A to 5D is thus adapted to be placed at the place where the tracer injection is desired. However, a nozzle extension tube may also be incorporated in any of the embodiments shown in Figures 5A to 5D.

På figur 5A, omfatter sporstoffinjektoren 84 et trykkgassreservoar 118, en trykkregulator 120, en elektrisk styrbar ventil 122, og en dyse 114. Trykkgassreservoaret 118 er fluidforbundet med reservoaret 82 via trykkregulatoren 120, og leverer således et generelt konstant gasstrykk til reservoaret. Sporstoffmateiralreservoaret 82 har en blære 124 i den, som inneholder foringsmaterialer. Trykkregulatoren 120 regulerer passasjen av trykkgass levert fra trykkgassreservoaret 118 inn i reservoaret 82, men utenfor blæren 124. Trykkregulatoren 120 kan imidlertid erstattes med en elektrisk styrbar ventil. Trykkgassen utøver et trykk på blæren 124, og således på sporstoffmaterialet i den. Den elektrisk styrbare ventil 122 regulerer og styrer passasjen av sporstoffmateriale gjennom dysen 114 og inn i rørets indre 116. På grunn av at foringsmaterialene inne i blæren 124 er under trykk ved gassen fra trykkgassreservoaret 118, blir sporstoffmaterialene tvunget ut av dysen 114 når den elektrisk styrbare ventil 122 blir åpnet. In Figure 5A, the tracer injector 84 comprises a pressurized gas reservoir 118, a pressure regulator 120, an electrically controllable valve 122, and a nozzle 114. The pressurized gas reservoir 118 is fluidly connected to the reservoir 82 via the pressure regulator 120, thus delivering a generally constant gas pressure to the reservoir. The tracer material reservoir 82 has a bladder 124 within it, which contains lining materials. The pressure regulator 120 regulates the passage of pressurized gas supplied from the pressurized gas reservoir 118 into the reservoir 82, but outside the bladder 124. The pressure regulator 120 can, however, be replaced with an electrically controllable valve. The compressed gas exerts a pressure on the bladder 124, and thus on the tracer material in it. The electrically controllable valve 122 regulates and controls the passage of tracer material through the nozzle 114 and into the tube interior 116. Because the lining materials inside the bladder 124 are pressurized by the gas from the pressurized gas reservoir 118, the tracer materials are forced out of the nozzle 114 when the electrically controllable valve 122 is opened.

På figur 5B, er sporstoffmateiralreservoaret 82 delt i to volumer 126, 128 ved en blære 124, som virker som en separator mellom de to volumene 126,128. Et første volum 126 inne i blæren 124 inneholde sporstoffmaterialet, og et annet volum 128 inne i sporstoffmateiralreservoaret 82 men utenfor blæren, inneholder en trykkgass. Reservoaret 82 blir således forladet, og trykkgassen utøver trykk på sporstoffmaterialet inne i blæren 124. Sporstoffinjektoren 84 omfatter en elektrisk styrbar ventil 122 og en dyse 114. Den elektrisk styrbare ventil 122 er elektrisk forbundet med og styrt av kommunikasjons- og kontrollmodulen 80. Den elektrisk styrbare ventil 122 regulerer og styrer passasjen av sporstoffmateriale gjennom dysen 114 og inn i rørets indre 116. Sporstoffmaterialene blir tvunget ut av dysen 114 på grunn av gasstrykket når den elektrisk styrbare ventil 122 blir åpnet. In Figure 5B, the tracer material reservoir 82 is divided into two volumes 126, 128 by a bladder 124, which acts as a separator between the two volumes 126, 128. A first volume 126 inside the bladder 124 contains the tracer material, and a second volume 128 inside the tracer material reservoir 82 but outside the bladder, contains a pressurized gas. The reservoir 82 is thus pressurized, and the pressurized gas exerts pressure on the tracer material inside the bladder 124. The tracer injector 84 comprises an electrically controllable valve 122 and a nozzle 114. The electrically controllable valve 122 is electrically connected to and controlled by the communication and control module 80. The electrically controllable valve 122 controllable valve 122 regulates and controls the passage of tracer material through the nozzle 114 and into the tube interior 116. The tracer materials are forced out of the nozzle 114 due to the gas pressure when the electrically controllable valve 122 is opened.

Utførelsen vist på figur 5C ligner den på figur 5B, men trykket på blæren 124 er frembrakt ved en fjærdel 130. Også på figur 5, kan blæren ikke være nødvendig hvis det er en bevegelig pakning (f.eks. tettet stempel) mellom fjæredelen 130 og sporstoffmaterialet i reservoaret 82. En med ordinære ferdigheter i teknikken vil se at det kan være mange varianter av mekaniske design av sporstoffinjektoren 84 og bruken av fjærdeler for å frembringe trykk på sporstoffmaterialet. The embodiment shown in Figure 5C is similar to that of Figure 5B, but the pressure on the bladder 124 is provided by a spring member 130. Also in Figure 5, the bladder may not be necessary if there is a movable seal (eg, sealed piston) between the spring member 130 and the tracer material in the reservoir 82. One of ordinary skill in the art will appreciate that there can be many variations in the mechanical design of the tracer injector 84 and the use of spring parts to produce pressure on the tracer material.

På figur 5D, har sporstoffmateiralreservoaret 82 en blære 124 inneholdende et sporstoffmateriale. Sporstoffinjektoren 84 omfatter en pumpe 134, en enveis ventil 136, en dyse 114, og en elektrisk motor 110. Pumpen 134 blir drevet av den elektriske motor 110, som er elektrisk forbundet med og styrt av kommunikasjons- og kontrollmodulen 80. Enveisventilen 136 hindrer tilbakestrøm inn i pumpen 134 og blæren 124. Pumpen 134 driver sporstoffmaterialene ut av blæren 124, gjennom enveisventilen 136, ut av dysen 114, og inn i rørets indre 116. Bruken av sporstoffinjektoren 84 på figur 5D kan således være fordelaktig i et tilfelle hvor sporstoffmateiralreservoaret 82 er tilfeldig formet til å maksimalisere volumet av sporstoffmaterialet holdt i det for en gitt konfigurasjon fordi reservoarets konfigurasjon ikke er avhengig av sporstoffinjektorens 84 konfigurasjon implementert. In Figure 5D, the tracer material reservoir 82 has a bladder 124 containing a tracer material. The tracer injector 84 comprises a pump 134, a one-way valve 136, a nozzle 114, and an electric motor 110. The pump 134 is driven by the electric motor 110, which is electrically connected to and controlled by the communication and control module 80. The one-way valve 136 prevents backflow into the pump 134 and the bladder 124. The pump 134 drives the tracer materials out of the bladder 124, through the one-way valve 136, out of the nozzle 114, and into the interior of the tube 116. The use of the tracer injector 84 in Figure 5D can thus be advantageous in a case where the tracer material reservoir 82 is randomly shaped to maximize the volume of tracer material held therein for a given configuration because the reservoir configuration is not dependent on the tracer injector 84 configuration implemented.

Som eksemplene på figurene 5A til 5D illustrerer, er det således mange mulige variasjoner av sporstoffmateiralreservoaret 82 og sporstoffinjektoren 84. En med ordinære ferdigheter i teknikken vil se at det kan være mange variasjoner for å utføre funksjonene av å lagre sporstoffmaterialer nedhulls i kombinasjon med styrbar injisering av sporstoffmaterialet inn i rørets indre 116 som respons på. et elektrisk signal. Variasjoner (ikke vist) på sporstoffinjektoren 84 kan videre omfatte (men er ikke begrenset til): et venturirør ved dysen; trykk på blæren frembrakt ved en turboanordning som trekker ut rotasjonsenergi fra fluidumstrømmen inne i røret; uttrekning av trykk fra andre områder av formasjonen rutet via et rør; hvilken som helst mulig kombinasjon av delene på figurene SA til SD; eller kombinasjoner av disse. Thus, as the examples in Figures 5A to 5D illustrate, there are many possible variations of the tracer material reservoir 82 and the tracer injector 84. One of ordinary skill in the art will see that there can be many variations to perform the functions of storing tracer materials downhole in combination with controllable injection of the tracer material into the tube interior 116 in response to. an electrical signal. Variations (not shown) on the tracer injector 84 may further include (but are not limited to): a venturi at the nozzle; pressure on the bladder produced by a turbo device which extracts rotational energy from the fluid flow within the tube; extraction of pressure from other areas of the formation routed via a pipe; any possible combination of the parts of figures SA to SD; or combinations of these.

Sporstoffinjektoranordningen 60 vil ikke nødvendigvis injisere sporstoffmateriale inn i rørets indre 116. Med andre ord, en sporstoffinjeksjonsanordning kan være tilpasset til styrbart å injisere et sporstoffmateriale inn i formasjonen 32, inn i foringsrøret 30, eller direkte inn i produksjonssonen 48. En enkelt sporstoffinjektoranordning 60 kan også være tilpasset til å sende ut flere sporstoffmaterialer (dvs. forskjellige sporstoff-identifikatorer eller signaturer), så som ved å ha flere sporstoffmateiralreservoarer 82 og/eller flere sporstofifnjektorer 84. En enkelt sporstoffinjektoranordning 60 kan være tilpasset til å injisere sporstoffmaterialer inn i en brønn ved forskjellige steder, f.eks. ved å ha flere dyseforlengelsesrør 70 som strekker seg til flere steder. The tracer injector assembly 60 will not necessarily inject tracer material into the tubing interior 116. In other words, a tracer injection assembly may be adapted to controllably inject a tracer material into the formation 32, into the casing 30, or directly into the production zone 48. A single tracer injector assembly 60 may also be adapted to emit multiple tracer materials (ie, different tracer identifiers or signatures), such as by having multiple tracer material reservoirs 82 and/or multiple tracer injectors 84. A single tracer injector device 60 can be adapted to inject tracer materials into a well at different places, e.g. by having multiple nozzle extension tubes 70 extending to multiple locations.

Sporstoffinjektoranordningen 60 kan videre omfatte andre komponenter for å danne andre mulige utførelser av den foreliggende oppfinnelse, omfattende (men ikke begrenset til): andre sensorer, et modem, en mikroprosessor, en logikkrets, en elektrisk styrbar rørventil, flere sporstoffmateiralreservoarer (som kan inneholde forskjellige sporstoffmaterialer), flere sporstoffinjektorer (som kan brukes til å støte ut flere sporstoffmaterialer til flere steder), eller hvilken som helst kombinasjon av disse. Sporstoffmaterialer injisert kan være fast, flytende, gass eller blanding av disse. Sporstoffmaterialer injisert kan være en enkelt komponent, flere komponenter, eller en kompleks formulering. Videre, kan det være flere styrbare sporstoffinjeksjonsanordninger for en eller flere laterale seksjoner, hver av hvilken kan være uavhengig adresserbar, adresserbare grupper, eller uniformt adresserbar fra overflatedatasystemet 64. Som et alternativ til å bli styrt av overflatedatamaskinsystemet 64, kan nedhulls elektrisk styrbar injeksjonsanordning 60 bli styrt ved elektronikk i den, eller av en annen nedhullanordning. Likeledes, kan nedhulls elektrisk styrbar injeksjonsanordning 60 styre og/eller kommunisere med andre nedhullsanordninger. I en forbedret form av en elektrisk styrbar sporstoffinjeksjonsanordning 60, omfatter den minst en ytterligere sensor, hver tilpasset til å måle en fysisk kvalitet så som (men ikke begrenset til): absolutt trykk, differensialtrykk, fluidumdensitet, fluidumviskositet, akustisk transmisjon eller refleksjonsegenskaper, temperatur, eller kjemisk sammensetning. Også en sporstoffinjektoranordning 60 vil ikke nødvendigvis inneholde noen sensorer (dvs. ingen sensor 108), og sensoren 108 for å detektere et sporstoffmateriale kan være separat og fjernt lokalisert (f.eks. nedstrøms, eller på overflaten) i forhold til sporstoffinjeksjonsanordningen 60. The tracer injector assembly 60 may further include other components to form other possible embodiments of the present invention, including (but not limited to): other sensors, a modem, a microprocessor, a logic circuit, an electrically controllable tube valve, multiple tracer material reservoirs (which may contain different tracer materials), multiple tracer injectors (which can be used to eject multiple tracer materials to multiple locations), or any combination of these. Tracer materials injected can be solid, liquid, gas or a mixture of these. Tracer materials injected may be a single component, multiple components, or a complex formulation. Furthermore, there may be multiple controllable tracer injection devices for one or more lateral sections, each of which may be independently addressable, addressable groups, or uniformly addressable from the surface computer system 64. As an alternative to being controlled by the surface computer system 64, downhole electrically controllable injection device 60 may be be controlled by electronics in it, or by another downhole device. Likewise, the downhole electrically controllable injection device 60 can control and/or communicate with other downhole devices. In an improved form of an electrically controllable tracer injection device 60, it comprises at least one additional sensor, each adapted to measure a physical quality such as (but not limited to): absolute pressure, differential pressure, fluid density, fluid viscosity, acoustic transmission or reflection properties, temperature , or chemical composition. Also, a tracer injector device 60 will not necessarily contain any sensors (ie, no sensor 108 ), and the sensor 108 for detecting a tracer material may be separately and remotely located (eg, downstream, or on the surface) relative to the tracer injection device 60 .

Figur 6 illustrerer et eksempel på en separat, nedhull sensoranordning 140 som har sin egen tilsvarende induksjonsspole 142 plassert nær den for ruting av kraft og/eller ' kommunikasjoner for sensoranordningen. Sensoranordningen 140 omfatter en sensor 108, en kommunikasjons- og kontrollmodul 144 og et modem 146. Data som samles av sensoranordningen 140 kan således bli overført til et overflatedatasystem eller annen nedhullanordning ved bruk av røret 40 og/eller foringsrøret 30 som en elektrisk leder. Figure 6 illustrates an example of a separate, downhole sensor device 140 that has its own corresponding inductor 142 located near it for routing power and/or communications for the sensor device. The sensor device 140 comprises a sensor 108, a communication and control module 144 and a modem 146. Data collected by the sensor device 140 can thus be transferred to a surface data system or other downhole device using the pipe 40 and/or the casing 30 as an electrical conductor.

I enda en annen operasjonsmetode, kan sporingen bli generert nedstrøms ved bruk av elektriske strømmer, og dermed eliminere behovet for nedhull kjemisk reservoar. Denne fremgangsmåten tilbyr muligheten for en pågående tilførsel av sporstoffmateriale gjennom brønnens levetid. F.eks., endringer i pH av naturlig sjøvann kan påvirkes ved en elektrolyttisk celle som dekomponerer saltene til kloringass og metallhydroksid. Typisk, natriumklorid blir dekomponert til kloringass og metallhydroksid. En pH-sensor kan brukes til å detektere en slik puls av høy pH vann som blir generert i linjen eller blir samlet og utløst som en masse. In yet another method of operation, the tracer can be generated downstream using electrical currents, thereby eliminating the need for a downhole chemical reservoir. This method offers the possibility of an ongoing supply of tracer material throughout the life of the well. For example, changes in the pH of natural seawater can be affected by an electrolytic cell that decomposes the salts into chlorine gas and metal hydroxide. Typically, sodium chloride is decomposed into chlorine gas and metal hydroxide. A pH sensor can be used to detect such a pulse of high pH water that is generated in the line or is collected and released as a mass.

En annen potensielt nyttig elektrisk ledet kjemisk reaksjon er genereringen av ozon så som den blir brukt i anordninger for å styre biologisk aktivitet i svømmebassenger og vanntilførselssystemer. I en annen anvendelse, kan et fast materiale bli plassert i brønnen og brakt til å entre inn i brønnens fluidumsystem ved styrt oppløsning som er oppnådd ved en styrt puls av elektrisk energi. Det oppløste materialet er fortrinnsvis unikt til fluidummiljøet i brønnen, tillater dermed deteksjon ved lave konsentrasjoner. Et eksempel på et slikt fast materiale er et metallisk sinkelement. Kommersielt tilgjengelige analytiske anordninger tilbyr deteksjon av mange andre sammensetninger som kan bli elektrisk generert av fagfolk i teknikken. Another potentially useful electrically driven chemical reaction is the generation of ozone as used in devices to control biological activity in swimming pools and water supply systems. In another application, a solid material may be placed in the well and brought to enter the well's fluid system by controlled dissolution achieved by a controlled pulse of electrical energy. The dissolved material is preferably unique to the fluid environment in the well, thus allowing detection at low concentrations. An example of such a solid material is a metallic zinc element. Commercially available analytical devices offer the detection of many other compounds that can be electrically generated by those skilled in the art.

Etter gjennomgang av relaterte applikasjoner, kan en med ordinære ferdigheter i teknikken se at det også kan være andre elektrisk styrbare nedhullanordninger, så vel som flere induksjonsspoler, videre inkludert i en brønn for å utforme andre mulige utførelser av den foreliggende oppfinnelse. Slike andre elektrisk styrbare nedhullsanordninger omfatter (men er ikke begrenset til): en eller flere styrbare pakninger som har elektrisk styrbare pakningsventiler, en eller flere elektrisk styrbare gassløftventiler; en eller flere modem, en eller flere sensorer; en mikroprosessor; en logikkrets; en eller flere elektrisk styrbare rørventiler for å styre strømmen fra forskjellige laterale grener; og andre elektroniske komponenter etter behov. Upon review of related applications, one of ordinary skill in the art can see that there may also be other electrically controllable downhole devices, as well as multiple induction coils, further included in a well to design other possible embodiments of the present invention. Such other electrically controllable downhole devices include (but are not limited to): one or more controllable packings having electrically controllable packing valves, one or more electrically controllable gas lift valves; one or more modems, one or more sensors; a microprocessor; a logic circuit; one or more electrically controllable pipe valves to control the flow from different lateral branches; and other electronic components as required.

I bruk, oppstår et antall applikasjoner av den foreliggende oppfinnelse, både i konvensjonelle brønner og i kompliserte fremtidige design. F.eks., i vertikale brønner komplettert over lange intervaller, er innstrømsprofilen av produksjonsbrønner av interesse for å korrigere ujevn innstrømning og dermed tillate jevn uttynning av hele formasjonen. Likeledes, flodingsoperasjoner langintervallskompletteringer avhenger av oppnåelse av jevne injeksjonsprofiler for å feie ut hele scenen. Figur 7 A og 7B illustrerer skjematisk henholdsvis jevn innstrømning og jevne injeksjonsprofiler, for en vertikal brønn. In use, a number of applications of the present invention arise, both in conventional wells and in complex future designs. For example, in vertical wells completed over long intervals, the inflow profile of production wells is of interest to correct uneven inflow and thereby allow uniform thinning of the entire formation. Likewise, flooding operations long-interval completions depend on achieving smooth injection profiles to sweep out the entire stage. Figures 7 A and 7B schematically illustrate, respectively, uniform inflow and uniform injection profiles, for a vertical well.

I brønner med lange horisontale kompletteringer, er opprettholdelse av jevne profiler mindre avhengig av forskjeller i permeabilitet av geologiske lag som det er i trykkgradienter langs brønnene. Disse trykkgradientene har en tendens til å tilgodese høye produksjonsrater nær brønnens hel (dvs. den horisontale seksjon nærmest den vertikale del av brønnen). Figurene 7C og 7C illustrerer skjematisk jevn innstrømning og injeksjonsprofil, for en lang horisontal komplettering. In wells with long horizontal completions, maintenance of uniform profiles is less dependent on differences in permeability of geological layers than it is in pressure gradients along the wells. These pressure gradients tend to accommodate high production rates near the bottom of the well (ie, the horizontal section closest to the vertical part of the well). Figures 7C and 7C schematically illustrate uniform inflow and injection profile, for a long horizontal completion.

En annen applikasjon er bruken av sporstoffmaterialet for å differensiere produksjon i brønner med flere laterale grener. I disse brønnene er det viktig å forstå hvilken lateral produserer for mye vann eller hvilken lateral allerede er tømt. Figur 7E illustrerer skjematisk en jevn innstrømningsprofil for flere lateraler. Figurene 7A til 7E illustrerer således de ønskelige strømningsprofiler for bare noen få av de mange mulige brønnkonfigurasjoner, som er høyst avhengig av naturlig utlegg av produksjonssoner i en gitt formasjon. Another application is the use of the tracer material to differentiate production in wells with several lateral branches. In these wells it is important to understand which lateral is producing too much water or which lateral has already been emptied. Figure 7E schematically illustrates a uniform inflow profile for several laterals. Figures 7A to 7E thus illustrate the desirable flow profiles for just a few of the many possible well configurations, which are highly dependent on the natural layout of production zones in a given formation.

Bevegelsen av fluida i en brønn under overflaten kan overvåkes ved å injisere sporstoffmaterialer ved forskjellige posisjoner og å observere tiden for ankomst og uttømming fra fluidum som entret brønnen nedstrøms fra sporstoffinjeksjonspunktet. Som beskrevet ovenfor, er sporstoffmaterialene injisert i en strøm fra et lagringsreservoar 82 inne i en injeksjonsanordning 60. Men som alternativ, kan et sporstoffmateriale bli generert inne i injeksjonsanordningen 60 ved elektriske metoder. The movement of fluids in a subsurface well can be monitored by injecting tracer materials at various positions and observing the time of arrival and discharge from fluids that entered the well downstream from the tracer injection point. As described above, the tracer materials are injected in a stream from a storage reservoir 82 within an injection device 60. Alternatively, however, a tracer material may be generated within the injection device 60 by electrical methods.

Bevegelsen av et støt av et sporstoffmateriale injisert i en brønns strøm er avhengig av graden av blanding under transport langs brønnen. I tilfellet med en enkelt strømning i et rør, varierer hastighetsprofilen med den radielle posisjon, slik at fluida beveger seg noe hurtigere ved sentrum av røret enn ved veggen. Hvis strømmen er i den laminære region (dvs., ved lave rater) er formen av hastighetsprofilen parabolsk, og i tilfelle med ikke-glipping ved veggen, ville et sporstoffmateriale bli spredt over lengden av strømmen. I praksis, fordi rørveggene er røffe og strømmen er hurtig, vil turbulent strøm vanligvis oppstå. Turbulensen blander fluidene slik at sporstoffmaterialene blir mer jevnt transportert og generelt reflekterer gjennomsnittshastigheten for strømmen i røret. The movement of a shock of tracer material injected into a well's stream is dependent on the degree of mixing during transport along the well. In the case of a single flow in a pipe, the velocity profile varies with the radial position, so that the fluid moves somewhat faster at the center of the pipe than at the wall. If the flow is in the laminar region (ie, at low rates) the shape of the velocity profile is parabolic, and in the case of no-slip at the wall, a tracer material would be dispersed along the length of the flow. In practice, because the pipe walls are rough and the flow is fast, turbulent flow will usually occur. The turbulence mixes the fluids so that the tracer materials are more evenly transported and generally reflects the average velocity of the flow in the pipe.

I produksjon eller injeksjonsbrønner komplettert med perforert eller skjermet foringsrør, skjer innstrømning av fluida gjennom rørveggen inn i strømmen langs veggen. I dette tilfellet, en strøm av et fluidum som entrer brønnen ved veggen ved forskjellige posisjoner langs det åpne intervall mer komplisert. Eksempler gitt nedenfor gjelder strøm i enten vertikale eller horisontale brønner, imidlertid er en vertikal brønn brukt til å demonstrere et tilfelle med laminær strøm i hvilket innstrømningen skjer langs et åpent intervall. In production or injection wells completed with perforated or shielded casing, fluid flows through the pipe wall into the flow along the wall. In this case, a flow of a fluid that enters the well at the wall at different positions along the open interval more complicated. Examples given below relate to flow in either vertical or horizontal wells, however, a vertical well is used to demonstrate a case of laminar flow in which the inflow occurs along an open interval.

Antatt at strømmen er laminær og ingen blanding skjer på tvers av strømlinjene, vil fluidet som entrer bunnen av det åpne intervall fra begynnelsen fylle hele tverrsnittet av hullet. Lenger opphull, vil ytterligere innstrømming av fluidum begrense det opprinnelige fluidum som entret ved bunnen, og driver det radielt innover. Ved toppen av et åpent intervall vil det siste fluidum som entret være i det radielle området nær veggen, og det første fluidum som entret ved bunnen vil være ved sentrum av brønnen. Sporstoffsensorer kunne således bli plassert slik at de møter sporstoffmaterialene i den passerende strøm. Bruken av en turbulator (ikke vist) umiddelbart oppstrøms fra sensoren for å blande foringsmateiralstrømmen inn i hovedstrømmen kan være fordelaktig for dette formål. Assuming that the flow is laminar and no mixing occurs across the streamlines, the fluid entering the bottom of the open interval will initially fill the entire cross-section of the hole. Further downhole, further inflow of fluid will restrict the original fluid that entered at the bottom, driving it radially inward. At the top of an open interval, the last fluid to enter will be in the radial region near the wall, and the first fluid to enter at the bottom will be at the center of the well. Tracer sensors could thus be placed so that they meet the tracer materials in the passing stream. The use of a turbulator (not shown) immediately upstream of the sensor to mix the liner material flow into the main flow can be advantageous for this purpose.

Det henvises igjen til figur 7A, som illustrerer strømningsmønstre for et fluidum som strømmer i en jevn rate inn i et sirkelrundt rør, hvor dette strømningsmønsteret kan konstrueres med den følgende modell: Reference is again made to Figure 7A, which illustrates flow patterns for a fluid flowing at a uniform rate into a circular pipe, where this flow pattern can be constructed with the following model:

Antagelser: Assumptions:

1) Uniform innstrømning av fluida inn i brønnen; og 1) Uniform inflow of fluids into the well; and

2) Uniform hastighetsprofil inne i brønnen. 2) Uniform velocity profile inside the well.

Disse antagelser er noe motsatt av det som ventes i parabolsk hastighetsprofiler for strøm i et rør med ikke-glipp ved veggene. Imidlertid, i dette tilfellet hvilket fluidene entrer ved veggen, vil strømmen mer nærme seg en støtstrøm. These assumptions are somewhat opposite to what is expected in parabolic velocity profiles for flow in a tube with no leakage at the walls. However, in this case where the fluids enter at the wall, the flow will more closely approximate an impingement flow.

Definisjoner: Definitions:

q = innstrømningstakt/enhetslengde av intervallet [fat/dag/fot] q = inflow rate/unit length of interval [bbl/day/ft]

L = høyde over bunnen av åpent intervall [fot] L = height above bottom of open interval [ft]

Lj = fluidum (sporing) innstrømningspunkt ovenfor bunnen av åpent Lj = fluid (tracking) inflow point above the bottom of the open

intervall [fot] interval [feet]

L0 = total høyde over åpent intervall [fot] L0 = total height above open interval [ft]

f = fraksjon av brønnareal okkupert av strømmen fra en intern strømning f = fraction of well area occupied by the flow from an internal flow

fra 0 til L from 0 to L

v = hastigheten av strømmen ved høyden L [fot/dag] v = velocity of flow at height L [ft/day]

r0 = radius av brønnen [fot] r0 = radius of the well [ft]

r = radius av strømmen av fluida inn i brønnen som entret nedenfor L r = radius of the flow of fluid into the well that entered below L

[fot] [foot]

Vurder nå fluida som entrer brønnen ved en høyde, Li9 ovenfor bunnen av brønnen. Ved høyder over denne høyden (L lik eller større enn Lj), er fraksjonen av tverrsnittsarealet av brønnen som okkupert av fluidet som entret nedenfor Lj: Now consider the fluid entering the well at a height, Li9 above the bottom of the well. At elevations above this elevation (L equal to or greater than Lj), the fraction of the cross-sectional area of the well occupied by the fluid that entered below Lj is:

Plotten på figur 8 viser strømlinjene for strømmen i en brønn når fluida entrer brønnen jevnt med dybden. Når strømmen er turbulent, som i tilfelle i de fleste brønner, blir strømlinjene blandet. Under disse forhold, representerer plottet på figur 8 den fraksjon av strømmen i en gitt dybde (heller enn den radielle posisjon) som består av fluida som entrer brønnen nedenfor denne dybden. The plot in Figure 8 shows the streamlines for the flow in a well when the fluid enters the well evenly with depth. When the flow is turbulent, as is the case in most wells, the streamlines are mixed. Under these conditions, the plot on figure 8 represents the fraction of the flow at a given depth (rather than the radial position) that consists of fluids entering the well below this depth.

For å utlede informasjon om fluidumbevegelsen i brønner er det nødvendig å forstå ankomsttiden og konsentrasjonen av sporstoffmaterialer som kan være injisert ved forskjellige posisjoner i den flytende strøm. Bruk av den foreliggende oppfinnelse frembringer måter for styrbart å injisere et sporstoffmateriale ved virtuelt hvilken som helst nedhulls lokalitet og/eller å detektere nærvær av eller konsentrasjon av sporstoffmateriale inne i strømmen for virtuelt hvilken som helst nedhulls lokalitet. Figurene 9A til 9J gir nettopp noen fa eksempler på de mange mulige plasseringer av sporstoffinjeksjonsanordninger 60 (som kan omfatte eller ikke omfatte en sensor 108) og/eller sensoranordninger 140 i en produksjons- eller injeksjonsbrønn. Igjen, den ønskelige konfigurasjon av en brønn er typisk avhengig av utlegget av produksjonssonene 48 i en formasjon 32. Nedhullssporstoffinjeksjonsanordningen 60 og nedhullssensoranordningen 140 kan være eller ikke være permanent installert. Permanent nedhullsanordninger er foretrukket på grunn av de kostnader og den tid som er nødvendig for å legge til, fjerne, modifisere, rengjøre eller erstatte nedhullsanordninger. Den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å installere en nedhullsanordning permanent på grunn av, blant andre ting, den foreliggende oppfinnelse frembringer nye metoder til å bringe kraft og/eller kommunikasjoner til en slik permanent nedhullsanordning. Figur 9 er et forenklet skjema som illustrerer en mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en vertikal produksjonsbrønn. På figur 9A, er det fem nedhullsforingsinjeksjonsanordninger (Ti-T5) 60 plassert ved forskjellige steder langs dybden av den vertikale brønn ved produksjonssonen 48 for å injisere sporstoffmaterialer inn i fluidstrømmen ved forskjellige dybder. Den nedhullssensoranordning 140 er plassert oppstrøms fra sporstoffinjeksjonsanordningene (Ti-T5) 60 for å detektere sporstoffmaterialer i strømmen når det passerer. Sensoranordningen 140 kan omfatte flere sensorer 180, som hver er tilpasset til å detektere en forskjellig sporstoffmaterialsignatur tilsvarende de forskjellige sporstoffinjeksjonsanordninger (IVT5) 60. Alternativt kan det samme sporstoffmaterialet bli brukt ved alle injeksjonsanordninger, og opprinnelsen av sporstoffpulsen bestemt ved å velge injektoranordningen individuelt. Et sporstoffmateriale støtt ut fra den midtre sporstoffinjeksjonsanordning (T3) 60 og detektert ved sensoranordningen 140 gir således informasjon om strømmen som entrer produksjonsrøret 40 ved den midtre sporstoffinjeksjonsanordning (T3) 60. Nedhullssensoranordningen 140 kan også være plassert på overflaten. Men det kan være mer ønskelig i noen tilfeller å ha nedhullssensoranordningen 140 plassert nærmere sporstoffinjeksjonspunktet slik at sporstoffmaterialet blir mindre uttynnet av fluida i den flytende strøm. Figur 9B er et forenklet skjema som illustrerer en annen mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en vertikal produksjonsbrønn. På figur 9B, er det fem nedhullssporstoffinjeksjonsanordninger (TrT5) 60 plassert på forskjellige plasser langs dybden av den vertikale brønn ved produksjonssonen 48 for å injisere sporstoffmaterialer inn i strømmen ved forskjellige dybder. Men istedenfor å ha en sensoranordning 140 som vist på figur 9A, på figur 9B er det fem separate, nedhullssensoranordningen (S1-S5) 140 med forskjellige plasser langs dybden av den vertikale brønn. Hver sensoranordning (Sp S5) tilsvarer en sporstoffinjeksjonsanordning (TrT5) 60. Sensoranordningen S4 omfatter således en sensor 108 tilpasset til å detektere sporstoffmateriale utstedt fra sporstoffinjeksjonsanordningen T4. I en slik konfigurasjon, kan en sensoranordning 140 på samme sted som en sporstoffmaterialeinjeksjonsanordning 60 (f.eks. sensoranordning S2 og sporstoffinjeksjonsanordning T3) være elektrisk forbundet med hverandre, kan være elektrisk forbundet over samme induksjonsspole, kan operere fra samme kommunikasjons- og kontrollmodul, kan dele samme modem, og/eller kan være omfattet innenfor samme hus. In order to derive information about the fluid movement in wells, it is necessary to understand the arrival time and concentration of tracer materials that may be injected at different positions in the fluid stream. Use of the present invention provides ways to controllably inject a tracer material at virtually any downhole location and/or to detect the presence or concentration of tracer material within the flow for virtually any downhole location. Figures 9A to 9J give just a few examples of the many possible locations of tracer injection devices 60 (which may or may not include a sensor 108) and/or sensor devices 140 in a production or injection well. Again, the desirable configuration of a well typically depends on the layout of the production zones 48 in a formation 32. The downhole tracer injection device 60 and the downhole sensor device 140 may or may not be permanently installed. Permanent downhole devices are preferred because of the cost and time required to add, remove, modify, clean or replace downhole devices. The present invention makes it possible to install a downhole device permanently because, among other things, the present invention provides new methods of bringing power and/or communications to such a permanent downhole device. Figure 9 is a simplified diagram illustrating a possible configuration of the present invention in a vertical production well. In Figure 9A, there are five downhole casing injection devices (Ti-T5) 60 located at various locations along the depth of the vertical well at production zone 48 to inject tracer materials into the fluid stream at various depths. The downhole sensor device 140 is located upstream of the tracer injection devices (Ti-T5) 60 to detect tracer materials in the stream as it passes. The sensor device 140 may comprise several sensors 180, each of which is adapted to detect a different tracer material signature corresponding to the different tracer injection devices (IVT5) 60. Alternatively, the same tracer material may be used in all injection devices, and the origin of the tracer pulse determined by selecting the injector device individually. A tracer material ejected from the central tracer injection device (T3) 60 and detected by the sensor device 140 thus provides information about the flow entering the production pipe 40 at the central tracer injection device (T3) 60. The downhole sensor device 140 can also be located on the surface. But it may be more desirable in some cases to have the downhole sensor device 140 placed closer to the tracer injection point so that the tracer material is less diluted by the fluids in the flowing stream. Figure 9B is a simplified diagram illustrating another possible configuration of the present invention in a vertical production well. In Figure 9B, there are five downhole tracer injection devices (TrT5) 60 located at various locations along the depth of the vertical well at the production zone 48 to inject tracer materials into the stream at various depths. However, instead of having one sensor device 140 as shown in Figure 9A, in Figure 9B there are five separate, downhole sensor devices (S1-S5) 140 at different locations along the depth of the vertical well. Each sensor device (Sp S5) corresponds to a tracer injection device (TrT5) 60. The sensor device S4 thus comprises a sensor 108 adapted to detect tracer material issued from the tracer injection device T4. In such a configuration, a sensor device 140 co-located with a tracer material injection device 60 (e.g., sensor device S2 and tracer injection device T3) may be electrically connected to each other, may be electrically connected across the same induction coil, may operate from the same communication and control module, may share the same modem, and/or may be included within the same house.

Figur 9C er et forenklet skjema som illustrerer en mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en vertikal injeksjonsbrønn. På figur 9C, er seks sensoranordninger (SpSe) 140 tilpasset til å detektere et sporstoffmateriale injisert i brønnen på overflaten ved en sporstoffinjeksjonsanordning 60. For injeksjonsbrønner, vil det typisk bare være nødvendig å injisere sporstoffmaterialene på overflaten fordi det meste av eller hele strømmen har sin opprinnelse fra overflaten. Imidlertid, det er fremdeles mulig å ha en eller flere foringsinjeksjonsanordninger 60 ved forskjellige steder nedhull i tillegg til eller istedenfor sporstoffinjeksjonsanordningen 60 på overflaten. Figure 9C is a simplified diagram illustrating a possible configuration of the present invention in a vertical injection well. In Figure 9C, six sensor devices (SpSe) 140 are adapted to detect a tracer material injected into the well at the surface by a tracer injection device 60. For injection wells, it will typically only be necessary to inject the tracer materials at the surface because most or all of the flow has its origin from the surface. However, it is still possible to have one or more casing injection devices 60 at various locations downhole in addition to or instead of the tracer injection device 60 at the surface.

Konfigurasjonene på figurene 9A til 9C kan være kombinert slik at plasseringen av sporstoffinjeksjonsanordninger 60 og sensoranordninger 140 gir sporstoffdeteksjon og styrbare sporstoffinjeksjon for bruk både under produksjon og injeksjonstrinn av produksjonspetroleum for en brønn. Brønnen kan således svitsje fra et produksjonstrinn til et injeksjonstrinn (og vice versa) uten behov for å omkonfigurere sporstoffinjeksjonsanordningen 160 og sensoranordningen 40 nedhull i brønnen. Sporstoffinjeksjonsanordningen 60 og sensoranordningen 140 kan derfor bli permanent installert for langtidsbruk og for flere brukere. Figur 9D er et forenklet skjema som illustrerer en mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en produksjonsbrønn som har en horisontal komplettering. På figur 9D, er det syv nedhullssporstofflnjeksjonsanordninger (TpT7) 60 plassert ved forskjellige steder langs den horisontale seksjon ved produksjonssonen 48 for å injisere sporstoffmaterialer inn i strømmen ved forskjellige steder. Som på figur 9A, er en nedhullssensoranordning 140 plassert oppstrøms fra sporstoffinjeksjonsanordningen ( T\-T7) 60 for å detektere sporstoffmaterialer i strømmen mens den passerer. Figur 9E er et forenklet skjema som illustrerer en annen mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en produksjonsbrønn som har en horisontal komplettering. Konfigurasjonen på figur 9E er den samme som konfigurasjonen på figur 9B, unntatt at en sensor eller sensorer 108 for å detektere sporstoffmaterialene er plassert på overflaten. Sensoren 108 kan være en enkeltstående sensoranordning 140, eller kan være en del av et overflatedatasystem 64. Figur 9F er et forenklet skjema som illustrerer enda en annen mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en produksjonsbrønn som har en horisontal komplettering. Konfigurasjonen på figur 9F er lik konfigurasjonen på figur 9B idet det er tre flere sensoranordninger (Si-S7) 140 tilsvarende de multippel sporstoffinjeksjonsanordninger (Ti-T7) 60. Figur 9G er et forenklet skjema som illustrerer en mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en injeksjonsbrønn som har en horisontal seksjon. Konfigurasjonen på figur 9G er lik konfigurasjonen på figur 9C idet den har multippel nedhullssensoranordninger (SpS7) 140 tilpasset til å detektere sporstoffmateriale injisert i brønnen på overflaten ved sporstoffinjeksjonsanordningen 60. I et alternativ, kan sporstoffinjeksjonsanordningen 60 være plassert nede i brønnhullet. Figur 9H er et forenklet skjema som illustrerer en mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en produksjonsbrønn som har multippel laterale kompletteringer. På figur 9H, er det sporstoffinjeksjonsanordninger (Ti-T4) 60 inne i de laterale grener, hvor hver sporstoffinjeksjonsanordning 60 er nær forbindelsespunktet mellom en lateral gren og hovedborehullet. En slik plassering av sporstoffinjeksjonsanordningen (T1-T4) 60 har fordelen med å lette installasjonen (i forhold til å installere en anordning lenger nede i borehullet innenfor en lateral gren). En sensoranordning 140 er plassert oppstrøms fra den øverste laterale gren. Sensoranordningen 140 er tilpasset til å detektere sporstoffmaterialer injisert i de laterale grener ved sporstoffinjeksjonsanordningene (TrT4) 60. Sensoranordningen 40 kan således omfatte multippelsensorer 108 tilpasset til å detektere multippelsporstoffmaterialsignaturer. I alternativ, kan sensoranordningene 140 eller sensoren 180 være plassert ved overflaten, men nedhullsplasseringen vist på figur 9H er ofte mer å foretrekke. Figur 91 er et forenklet skjema som illustrerer en annen mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en produksjonsbrønn som har multippel laterale kompletteringer. På figur 91, som på figur 9H, er det sporstoffinjeksjonsanordninger (Tr T4) 60 kort inne i de laterale grener. Men på figur 91, er det fire sensoranordninger (SpS4) 140, en for hver sporstoffinjeksjonsanordning (Ti-T4) 60. Sensoranordningen S3 er således tilpasset til å detektere et sporstoffmateriale injisert i strømmen med en sporstoffinjeksjonsanordning T3, hvilket frembringer flytinformasjon angående den laterale gren som har sporstoffinjeksjonsanordningen T3 i den. På grunn av at sensoranordningen S3 og S4 er plassert på samme sted, kan de bli kombinert til en enkelt sensoranordning 140 som har flere sensorer 108. Figur 9J er et forenklet skjema som illustrerer enda en mulig konfigurasjon av den foreliggende oppfinnelse i en produksjonsbrønn som har flere laterale The configurations of Figures 9A through 9C may be combined such that the placement of tracer injection devices 60 and sensor devices 140 provides tracer detection and controllable tracer injection for use during both the production and production petroleum injection stages of a well. The well can thus switch from a production stage to an injection stage (and vice versa) without the need to reconfigure the tracer injection device 160 and the sensor device 40 downhole in the well. The tracer injection device 60 and the sensor device 140 can therefore be permanently installed for long-term use and for multiple users. Figure 9D is a simplified diagram illustrating a possible configuration of the present invention in a production well having a horizontal completion. In Figure 9D, there are seven downhole tracer injection devices (TpT7) 60 located at different locations along the horizontal section at the production zone 48 to inject tracer materials into the stream at different locations. As in Figure 9A, a downhole sensor device 140 is located upstream of the tracer injection device (T1-T7) 60 to detect tracer materials in the stream as it passes. Figure 9E is a simplified diagram illustrating another possible configuration of the present invention in a production well having a horizontal completion. The configuration of Figure 9E is the same as the configuration of Figure 9B, except that a sensor or sensors 108 for detecting the tracer materials is located on the surface. The sensor 108 can be a stand-alone sensor device 140, or can be part of a surface data system 64. Figure 9F is a simplified diagram illustrating yet another possible configuration of the present invention in a production well that has a horizontal completion. The configuration of Figure 9F is similar to the configuration of Figure 9B in that there are three more sensor devices (Si-S7) 140 corresponding to the multiple tracer injection devices (Ti-T7) 60. Figure 9G is a simplified diagram illustrating a possible configuration of the present invention in a injection well that has a horizontal section. The configuration of Figure 9G is similar to the configuration of Figure 9C in that it has multiple downhole sensor devices (SpS7) 140 adapted to detect tracer material injected into the well at the surface by the tracer injection device 60. In an alternative, the tracer injection device 60 may be located down the wellbore. Figure 9H is a simplified diagram illustrating a possible configuration of the present invention in a production well having multiple lateral completions. In Figure 9H, there are tracer injection devices (Ti-T4) 60 inside the lateral branches, each tracer injection device 60 being near the connection point between a lateral branch and the main borehole. Such placement of the tracer injection device (T1-T4) 60 has the advantage of facilitating installation (compared to installing a device further down the borehole within a lateral branch). A sensor device 140 is located upstream from the top lateral branch. The sensor device 140 is adapted to detect tracer materials injected into the lateral branches by the tracer injection devices (TrT4) 60. The sensor device 40 can thus comprise multiple sensors 108 adapted to detect multiple tracer material signatures. Alternatively, the sensor devices 140 or the sensor 180 may be located at the surface, but the downhole location shown in Figure 9H is often more preferable. Figure 91 is a simplified diagram illustrating another possible configuration of the present invention in a production well having multiple lateral completions. In Figure 91, as in Figure 9H, there are tracer injection devices (Tr T4) 60 shortly inside the lateral branches. But in Figure 91, there are four sensor devices (SpS4) 140, one for each tracer injection device (Ti-T4) 60. The sensor device S3 is thus adapted to detect a tracer material injected into the flow by a tracer injection device T3, which produces flow information regarding the lateral branch which has the tracer injection device T3 in it. Because the sensor devices S3 and S4 are located in the same location, they can be combined into a single sensor device 140 that has multiple sensors 108. Figure 9J is a simplified diagram illustrating yet another possible configuration of the present invention in a production well that has several laterals

kompletteringer. På figur 9J, er sporstoffinjeksjonsanordningene (T2-T4) 60 plassert innenfor de laterale grener nær produksjonssonen 48 og sporstoffinjeksjonsanordningen (Ti) 60 plassert inne i den vertikale del nedenfor laterale grener. Sensoranordninger (S2-S4) 140 er plassert oppstrøms fra sporstoffinjeksjonsanordningene (T2-T4) 60, innenfor lateralene nær den vertikale seksjon. En sensoranordning (Si) er plassert oppstrøms fra sporstoffanordningen (Ti) og nedenfor de laterale grener. Strømmen i hver seksjon av brønnen kan således bli uavhengig overvåket. completions. In Figure 9J, the tracer injection devices (T2-T4) 60 are located within the lateral branches near the production zone 48 and the tracer injection device (Ti) 60 is located within the vertical portion below the lateral branches. Sensor devices (S2-S4) 140 are located upstream from the tracer injection devices (T2-T4) 60, within the laterals near the vertical section. A sensor device (Si) is placed upstream from the tracer device (Ti) and below the lateral branches. The flow in each section of the well can thus be independently monitored.

For konfigurasjonene illustrert på figurene 9A til 9J er det flere sporstoffinjeksjonsanordninger 60 og/eller flere sensoranordninger 140, sporstoffinjeksjonsanordningene 60 og/eller sensoranordningene 140 kan være plassert i like avstandsintervaller. De flere sporstoffinjeksjonsanordninger 60 og/eller sensoranordninger 140 kan imidlertid også være tilfeldig atskilt fra hverandre eller ved hvilken som helst annen avstandsanordning. Videre, hver av de flere sporstoffinjeksjonsanordninger 60 og/eller sensoranordninger 140 kan ha sin egen induksjonsspole for å gi kraft og/eller kommunikasjon, eller noen eller alle av sporstoffinjeksjonsanordningene 60 og/eller sensoranordningene 140 kan dele en induksjonsspole. Fordi sporstoffinjeksjonsanordningene 60 og sensoranordningene 140 kan være uavhengig adresserbare og uavhengig styrt, kan en eller flere brønnseksjoner bli uavhengig overvåket. For the configurations illustrated in Figures 9A to 9J, there are multiple tracer injection devices 60 and/or multiple sensor devices 140, the tracer injection devices 60 and/or the sensor devices 140 may be spaced at equally spaced intervals. However, the several tracer injection devices 60 and/or sensor devices 140 may also be randomly separated from each other or by any other spacing device. Furthermore, each of the multiple tracer injection devices 60 and/or sensor devices 140 may have its own induction coil to provide power and/or communication, or some or all of the tracer injection devices 60 and/or sensor devices 140 may share an induction coil. Because the tracer injection devices 60 and the sensor devices 140 can be independently addressable and independently controlled, one or more well sections can be independently monitored.

Nedenfor er det flere beregninger for å illustrere hvordan informasjon eller målinger oppnådd ved bruk av den foreliggende oppfinnelse kan benyttes til å bestemme fluidumbevegelse eller strømkarakteristikker av en brønn under produksjon eller injeksjon. Beregningene vist nedenfor er plassert for innstrøm av fluida inn i en produksjonsbrønn. Med små modifikasjoner, kan det imidlertid også anvendes injeksjonsbrønnprofiler i hvilke sporing blir injisert på et sted ved toppen av intervallet, og ankomsttiden blir observert ved atskilte monitorer langs det åpne intervall. Below are several calculations to illustrate how information or measurements obtained using the present invention can be used to determine fluid movement or flow characteristics of a well during production or injection. The calculations shown below are based on fluid inflow into a production well. With slight modifications, however, injection well profiles can also be used in which tracer is injected at a location at the top of the interval, and the arrival time is observed at separate monitors along the open interval.

Definisjoner: Definitions:

Axj = tykkelsen av laget i [fot] Axj = the thickness of the layer in [feet]

h = total tykkelse av intervall [fot] h = total thickness of interval [ft]

ij = innstrømsrate inn i brønnen per lengdeenhet fra laget i [fat/dag/fot] qi = ijAxj = strømningsmengde inn i brønnen av laget i [fat/dag] ij = inflow rate into the well per unit length from the layer in [barrels/day/ft] qi = ijAxj = flow rate into the well from the layer in [barrels/day]

qr = Eqi = total strømningsmengde inn i brønnen [fat/dag] qr = Eqi = total flow rate into the well [barrel/day]

Qi = strømningsmengde inne i brønnen ved dybdene av laget i [fat/dag] Qt = total strømningsmengde ut av brønnen = qT [fat/dag] Qi = flow rate inside the well at the depths of the layer in [barrels/day] Qt = total flow rate out of the well = qT [barrels/day]

n = intervallnummer (talt fra toppen og ned) n = interval number (counted from top to bottom)

N = totalt antall intervaller N = total number of intervals

vp = volum av injisert sporstoffpuls [cc] vp = volume of injected tracer pulse [cc]

Cp = konsentrasjon sporstoffmateriale i injisert puls [g/cc] Cp = concentration of trace material in injected pulse [g/cc]

vpCp = masse av sporstoffmateriale injisert [g] vpCp = mass of tracer material injected [g]

r = radius av brønnen [fot] r = radius of well [ft]

tj = transittid over laget i tj = transit time over layer i

Antagelser: Assumptions:

Tilfelle 1 Jevn innstrømning Case 1 Steady inflow

Strømningsmengden i brønnen ved laget i er summen av innstrømningsmengden i alle lagene nedenfor, og i laget i: The flow quantity in the well at layer i is the sum of the inflow quantity in all layers below, and in layer i:

Transittiden over laget i er: The transit time over the layer i is:

Total transittid fra innstrømningen fra laget k til toppen av intervallet er: Total transit time from the inflow from layer k to the top of the interval is:

En eksempelberegning for fire lag med konstant innstrømningstakt er gitt nedenfor. Med begynnelse ved bunnen av intervallet, strømningsmengden inne i brønnen øke når hvert lag suksessivt mater inn i brønnen (se tabell 1, kolonne 2). Et tilfelle i hvilket lagenes tykkelse er like, er brønnvolumet motsatt hvert lag likt. Derfor er transittiden for fluida i brønnen over laget omvendt proporsjonal med strømmengden i brønnen (se tabell 1, kolonne 3). Summering av disse lag-transittider fra toppen og ned til et lag i hvilket et sporstoffmateriale er injisert i strømmen, gir den totale transittid for en sporing til å ankomme ved toppen av produksjonsintervallet (se tabell 1, kolonne 4). Injisert sporing blir uttynnet av innstrømmende fluida som entrer ovenfor sporstoffinjeksjonspunktet. Konsentrasjonen av sporstoffmaterialet som ankommer på toppen av intervallet i forhold til den først injiserte konsentrasjon kan beregnes ved å dividere strømningsmengden i brønnen ved injeksjonspunktet med strømmengden på toppen av intervallet, dvs. med den totale strømningsmengde (se tabell 1, kolonne 5). An example calculation for four layers with a constant inflow rate is given below. Beginning at the bottom of the interval, the amount of flow inside the well increases as each layer successively feeds into the well (see Table 1, column 2). A case in which the thickness of the layers is equal, the well volume opposite each layer is equal. Therefore, the transit time for fluids in the well above the layer is inversely proportional to the amount of flow in the well (see table 1, column 3). Summing these layer transit times from the top down to a layer in which a tracer material is injected into the stream gives the total transit time for a tracer to arrive at the top of the production interval (see Table 1, column 4). Injected tracer is diluted by inflowing fluids that enter above the tracer injection point. The concentration of the tracer material that arrives at the top of the interval in relation to the first injected concentration can be calculated by dividing the flow rate in the well at the injection point by the flow rate at the top of the interval, i.e. by the total flow rate (see table 1, column 5).

Figur 10 illustrerer de relative ankomsttider ved toppen av intervallet for fluida som entrer brønnen på 100 steder langs intervallet. Figur 11 illustrerer de relative ankomsttider ved toppen av intervallet for fluida som entrer brønnen ved 1000 steder langs intervallet. Figure 10 illustrates the relative arrival times at the top of the interval for fluids entering the well at 100 locations along the interval. Figure 11 illustrates the relative arrival times at the top of the interval for fluids entering the well at 1000 locations along the interval.

Tilfelle II Variabel innstrøm / variabel lagtykkelse. Case II Variable inflow / variable layer thickness.

For dette mer komplekse tilfellet, er strømningsmengden av fluidum som entrer den vertikale brønn fra et lag en funksjon av permeabilitetsforholdet (k) av tykkelsen (Ayj) og den normaliserte innstrømsmengde bestemt av trykkgradienten. For this more complex case, the flow rate of fluid entering the vertical well from a layer is a function of the permeability ratio (k) of the thickness (Ayj) and the normalized inflow rate determined by the pressure gradient.

hvor where

ij = konstant [fat/dag/fot] ij = constant [barrels/day/ft]

Igjen, er strømningsmengden i brønnen ved lag i summen av innstrømningsmengdene i alle lagene nedenfor, og i laget i: Again, the flow rate in the well at layer is the sum of the inflow rates in all the layers below, and in the layer in:

Hvor innstrømningen er summert fra bunnen opp til laget i, er transittiden over laget i: Where the inflow is summed from the bottom up to layer i, the transit time over layer i is:

Den totale transittid av fluidum i brønnen fra innstrømningen ved laget i til toppen av intervallet er: (Transittidene er summert fra laget 1 på toppen av intervallet og ned til laget i) The total transit time of fluid in the well from the inflow at layer i to the top of the interval is: (The transit times are summed from layer 1 at the top of the interval down to layer i)

Brønner med flere laterale horisontale kompletteringer Wells with multiple lateral horizontal completions

Når brønner er komplettert med flere laterale horisontale grener, som på figurene 9H-9J, kan ikke de individuelle grener bli bestemt ved' konvensjonell logging eller profilmålinger. Informasjon og produktiviteten av individuelle lateraler ville være nyttige i reservoarstyring som kunne føre til overarbeide eller innfyllingsbrønner i retning av dårlig kompletterte lateraler. Likeledes, hvis produksjonen fra en brønn, som observert ved overflaten, viser en plutselig økning i vann eller gass, er det nyttig å bestemme hvilken lateral forårsaker problemet. I den enkleste applikasjon av bruken av sporere for lateral brønndiagnose, kan sporstoffinjeksjonspunktet blir lokalisert i en kort avstand inn i lateralen ved hvilken som helst av de fremgangsmåter og plasseringer som er diskutert ovenfor (se figurene 9H og 91). Detektorene kan plasseres i den vertikale seksjon av brønnen ovenfor den øverste lateral. Lateraler som har lav produktivitet vil vise lang, uttynnet sporstoffrespons, fordi transittiden av lateralen er lang sammenlignet med den i det vertikale rør. When wells are completed with several lateral horizontal branches, as in Figures 9H-9J, the individual branches cannot be determined by conventional logging or profile measurements. Information and the productivity of individual laterals would be useful in reservoir management that could lead to overwork or infill wells in the direction of poorly completed laterals. Likewise, if production from a well, as observed at the surface, shows a sudden increase in water or gas, it is helpful to determine which lateral is causing the problem. In the simplest application of the use of tracers for lateral well diagnostics, the tracer injection point can be located a short distance into the lateral by any of the methods and locations discussed above (see Figures 9H and 91). The detectors can be placed in the vertical section of the well above the top lateral. Laterals that have low productivity will show a long, diluted tracer response, because the transit time of the lateral is long compared to that of the vertical pipe.

Inieksionsbrønner med lange vertikale åpne intervaller Injection wells with long vertical open intervals

I formasjoner som er vannflodet over lange intervaller, er opprettholdelse av jevne injeksjonsprofiler essensielle for å sikre effektiv utstrømning av hele den oljebærende sone. I en typisk injeksjonsbrønnkomplettering, blir fluidum injisert gjennom rør under en pakning og tillatt å entre den objektive sone gjennom perforeringer i foringsrøret eller gjennom en skjermet foring. I denne applikasjon kan et antall detektorer bli installert langs foringsrøret eller foringen, eller fortrinnsvis langs en perforert forlengelse av røret nedenfor pakningen (se figur 9C). Med denne konfigurasjon, kan sporingen bli injisert på overflaten, og ankomsttiden ved de forskjellige detektorer brukt til å bestemme injektivitetsprofilen. Med overflateutlesning av detektorene, kan en komplett historie av fluiduminjeksjonsprofilen gjennom den flodede sone bli oppnådd. I tilfelle med en injeksjonsbrønn, må man være spesielt forsiktig med å blande det injiserte sporstoffmateriale grundig for å unngå segregert strømning nær veggen av røret. Grunnen for dette er at fluida forlater brønnen ved veggen; derfor vil sporstoffmateriale som holder seg nær veggen komme ut av brønnen i det øvre lag, og ikke være tilgjengelig for måling ved de lavere soner. In formations that have been flooded over long intervals, maintaining consistent injection profiles is essential to ensure efficient outflow of the entire oil-bearing zone. In a typical injection well completion, fluid is injected through tubing under a packing and allowed to enter the objective zone through perforations in the casing or through a shielded casing. In this application, a number of detectors may be installed along the casing or lining, or preferably along a perforated extension of the pipe below the packing (see Figure 9C). With this configuration, the tracer can be injected at the surface, and the arrival time at the various detectors used to determine the injectivity profile. With the surface readout of the detectors, a complete history of the fluid injection profile through the flooded zone can be obtained. In the case of an injection well, special care must be taken to thoroughly mix the injected tracer material to avoid segregated flow near the wall of the pipe. The reason for this is that the fluid leaves the well at the wall; therefore, tracer material that stays close to the wall will come out of the well in the upper layer, and will not be available for measurement in the lower zones.

Et eksempel er gitt nedenfor for å demonstrere hvordan sporstoffankomsttider observert ved bredt atskilte monitorer kan brukes til å beregne injeksjonsprofilen i et heterogent intervall bestående av soner som har bredt varierende permeabiliteter. An example is given below to demonstrate how tracer arrival times observed at widely spaced monitors can be used to calculate the injection profile in a heterogeneous interval consisting of zones that have widely varying permeabilities.

Eksempel vanninjeksjonsbrønn: Example water injection well:

Diameter d = 6 tommer Diameter d = 6 inches

Brønnkomplettering : 101 fot av uperforert rør nedenfor en pakning; Well completion: 101 feet of unperforated pipe below a seal;

500 fot av perforert intervall; 500 feet of perforated interval;

Total injeksjonsrate : 800 fat per dag Total injection rate: 800 barrels per day

Injektivitetsprofil : Se figur 1 Injectivity profile: See Figure 1

Tid i minutter for sporingen til å bevege seg fra et sted til det neste er: Time in minutes for the trace to move from one location to the next is:

Derfor, tiden for sporingen til å bevege seg fra injeksjonspunktet til toppen av det åpne intervall er: Therefore, the time for the trace to move from the injection point to the top of the open interval is:

Deretter, vil raten i brønnen avta når vannet forlater det perforerte intervall. Bruk av meget korte intervaller (Ayi = 1 fot), kan den inverse hastighet eller transittid (Atj) bli beregnet for hver dybde: Subsequently, the rate in the well will decrease as the water leaves the perforated interval. Using very short intervals (Ayi = 1 ft), the inverse velocity or transit time (Atj) can be calculated for each depth:

For den første 100 fot, er injektiviteten 1 b/d/fot, For the first 100 feet, the injectivity is 1 b/d/ft,

At, = (50,355)(1) / (800+799)/2 = 0,062983 min At, = (50.355)(1) / (800+799)/2 = 0.062983 min

At2 = (50,355)(1) / (799+798)/2 = 0,063062 min At2 = (50.355)(1) / (799+798)/2 = 0.063062 min

At10o = (50,355)(1) / (701+700)/2 = 0,071884 min At10o = (50.355)(1) / (701+700)/2 = 0.071884 min

For den andre 100 fot, er injektiviteten 4 b/d/fot, For the second 100 feet, the injectivity is 4 b/d/ft,

Atioi = (50,355)(1) / (700+696)/2 = 0,072142 min Atioi = (50.355)(1) / (700+696)/2 = 0.072142 min

At2oo = (50,355)(1) / (304+300)/2 = 0,166738 min At2oo = (50.355)(1) / (304+300)/2 = 0.166738 min

For den tredje 100 fot, er injektiviteten 0 b/d/fot, For the third 100 feet, the injectivity is 0 b/d/ft,

At2oi = (50,355)(1) / (300+300)/2 = 0,16785 min At2oi = (50.355)(1) / (300+300)/2 = 0.16785 min

Ataoo = (50,355)(1) / (300+300)/2 = 0,16785 min Ataoo = (50.355)(1) / (300+300)/2 = 0.16785 min

For den fjerde 100 fot, er injektiviteten 1 b/d/fot, For the fourth 100 feet, the injectivity is 1 b/d/ft,

At3oi = (50,355)(1) / (300+299)/2 = 0,16813 min At3oi = (50.355)(1) / (300+299)/2 = 0.16813 min

Attoo = (50,355)0) / (201+200)/2 = 0,25114 min Attoo = (50.355)0) / (201+200)/2 = 0.25114 min

For den femte 100 fot, er injektiviteten 2 b/d/fot, For the fifth 100 feet, the injectivity is 2 b/d/ft,

Atjoi = (50,355)(1) / (200+198)/2 = 0,25304 min Atjoi = (50.355)(1) / (200+198)/2 = 0.25304 min

A1500 = (50,355)(1) / (2+0)/2 = 50,335 min A1500 = (50.355)(1) / (2+0)/2 = 50.335 min

Figur 13 viser disse beregningene nær de virkelige strømningsmengder som ville bli observert i en brønn med injeksjonsprofil gitt ovenfor. Figur 14 viser den kumulative sum av alle intervalltidene: Figure 13 shows these calculations close to the real flow rates that would be observed in a well with the injection profile given above. Figure 14 shows the cumulative sum of all interval times:

og vi bemerker at den eneste endring i ankomsttiden er sett i dette display selv om injektivitetene varierer fra 0 til 4 b/d/fot. and we note that the only change in arrival time is seen in this display even though the injectivities vary from 0 to 4 b/d/ft.

Antallet overvåkningspunkter er begrenset ved praktiske vurderinger. Hvis sporstoffovervåkningsmodulene er atskilt med 100 fots intervaller kan ankomsttidene for disse posisjonene brukes til å beregne injeksjonsratene som en funksjon av dybden som følger: Når man kjenner strømningsmengden som blir injisert i brønnen og ankomsttidene for sporstoffmaterialet ved toppen av det åpne intervall og 50 fot ned, kan man beregne raten i brønnen ved denne dybden (Q50), The number of monitoring points is limited by practical assessments. If the tracer monitoring modules are separated by 100-foot intervals, the arrival times for these positions can be used to calculate the injection rates as a function of depth as follows: Knowing the flow rate injected into the well and the arrival times of the tracer material at the top of the open interval and 50 feet down, can one calculate the rate in the well at this depth (Q50),

Ved bruk av den beregnede rate og ankomsttidene for sporatoffmaterialet ved den dybden, kan man løse for strømningsraten (Q100) ved den neste monitor fra ankomsttiden ved den dybden (100 fot). Using the calculated rate and arrival times of the tracer material at that depth, one can solve for the flow rate (Q100) at the next monitor from the arrival time at that depth (100 feet).

Suksessivt, beregner man strømningsmengden ved hver monitor ned til bunnen av intervallet. Successively, one calculates the flow rate at each monitor down to the bottom of the interval.

Figur 15 sammenligner den virkelige strømningsmengde med verdier beregnet fra 50 fot avlesningene. Korrespondansen er god, med unntagelse av bunnlokaliteten hvor strømningsmengden går til null og transittiden blir uendelig. Figure 15 compares the actual flow rate with values calculated from the 50 foot readings. The correspondence is good, with the exception of the bottom location where the flow rate goes to zero and the transit time becomes infinite.

Denne fremgangsmåten for å beregne strømningsmengder kan også anvendes på større avstander. This method for calculating flow quantities can also be used over larger distances.

Når imidlertid fraksjonen av total strøm som entrer formasjonen i intervallet mellom to monitorer er stor sammenlignet med den som passerer den øvre monitor, blir betydelige feil introdusert. F.eks., hvis 100 fot avstand blir brukt i beregningen ovenfor, er den forutsagte strømningsmengde for lav i sone II hvor den sanne brønnstrømningsrate avtar fra 700 b/d til 300 b/d, som vist på figur 15. Grunnen for dette avvik er bruken av intervallets gjennomsnittelige strømningsmengde for å tilpasse intervalltransittid. However, when the fraction of total flow entering the formation in the interval between two monitors is large compared to that passing the upper monitor, significant errors are introduced. For example, if 100 ft spacing is used in the above calculation, the predicted flow rate is too low in Zone II where the true well flow rate decreases from 700 b/d to 300 b/d, as shown in Figure 15. The reason for this discrepancy is the use of the interval average flow rate to adjust the interval transit time.

Hvis transittiden for sonen (Atj) er tilpasset til en serie av Ns transitter av subsoner, hver av hvilke reflekterer et likt tap av fluidum inn i formasjonen, er en korrigert strømningsmengde ved bunnen av sonen (Qn) oppnådd som følger: If the transit time of the zone (Atj) is fitted to a series of Ns transits of subzones, each of which reflects an equal loss of fluid into the formation, a corrected flow rate at the bottom of the zone (Qn) is obtained as follows:

Transittiden for sonen (Ati) er kjent fra ankomsttidobservasjoner på toppen og bunnen av sonen. Sub-sonetykkelsen (Ay„) er lik tykkelsen av sonen dividert med antallet subsoner valgt (Ns). Brønnens strømningsmengde ved toppen av sonen (Q0) er oppnådd fra den beregnede verdi av strømningsmengder på basen av den tidligere sone. Strømningsmengden ved bunnen av den nærværende sone (QN) er oppnådd ved iterering, siden en eksplisitt løsning av QN i ligning 21 ikke er tilgjengelig. The transit time for the zone (Ati) is known from arrival time observations at the top and bottom of the zone. The sub-zone thickness (Ay„) is equal to the thickness of the zone divided by the number of sub-zones selected (Ns). The well's flow rate at the top of the zone (Q0) is obtained from the calculated value of flow rates at the base of the previous zone. The flow rate at the bottom of the present zone (QN) is obtained by iteration, since an explicit solution of QN in equation 21 is not available.

Produksjonsbrønner med lange vertikale åpne intervaller Production wells with long vertical open intervals

Innstrømningsprofiler av langintervall vertikale produksjonsbrønner kan analyseres ved en fremgangsmåte i likhet med den som er beskrevet ovenfor. Det er imidlertid noen forskjeller som må tas i betraktning. I en injeksjonsbrønn, kan sporstoffmaterialet bli injisert på et enkelt punkt ved overflaten i strømmen som beveger seg med maksimum hastighet (se figur 9C). Sporstoffmaterialet vil passere langs brønnen med avtagende hastighet. Den eneste del av brønnen som ikke er egnet til sporstoffankomst er selve bunnseksjonen hvor strømningsraten blir ubetydelig. I tilfelle av en produksjonsbrønn, må sporstoffmaterialet bli injisert nedenfor intervallet som blir analysert (se figurene 9A og 9B). Nær bunnen, vil strømningsraten være liten, og konsentrasjonen av sporstoffmaterialet vil bli kontinuerlig uttynnet ved innstrømning fra formasjonen når sporstoffmiddelet beveger seg oppover. I praktiske anvendelser, vil ankomsttidene for sporstoffmaterialet injisert nær bunnen være for lang og dens konsentrasjon vil være for lang til å oppnå nyttig informasjon i den øvre del av formasjonen. En mindre komplett definisjon av produktivitetsprofil kan oppnås ved å bruke par av sporstoffinjeksjonsmoduler med deteksjonsmoduler. Inflow profiles of long-interval vertical production wells can be analyzed by a method similar to that described above. However, there are some differences that need to be taken into account. In an injection well, the tracer material can be injected at a single point at the surface into the flow moving at maximum velocity (see Figure 9C). The tracer material will pass along the well at decreasing speed. The only part of the well that is not suitable for tracer arrival is the bottom section itself where the flow rate becomes negligible. In the case of a production well, the tracer material must be injected below the interval being analyzed (see Figures 9A and 9B). Near the bottom, the flow rate will be small, and the concentration of the tracer material will be continuously diluted by inflow from the formation as the tracer material moves upward. In practical applications, the arrival times of the tracer material injected near the bottom will be too long and its concentration will be too long to obtain useful information in the upper part of the formation. A less complete definition of productivity profile can be achieved by using pairs of tracer injection modules with detection modules.

I motsetning til injeksjonsbrønner hvor sporstoffmaterialet beveger seg radielt utover når strømmen beveger seg ned i hullet, utviser produksjonsbrønner en radielt innadgående bevegelse når det produserte fluidum beveger seg oppover i hullet. Hvis ikke blanding skjer, vil et sporstoffmateriale injisert ved veggen senere okkupere sentrum av brønnen mens det beveger seg opp gjennom brønnen. Dette betyr at det ikke er noen fare for at sporstoffmaterialet kommer ut av brønnen, men man må være forsiktig ved deteksjonspunktet for å unngå å misse passasjen av sporstoffmiddelet når detektoren er plassert ved veggen. En mulig løsning er bruken av turbulatorer i brønnen, plassert umiddelbart nedenfor detektorene for å sikre at sporstoffmiddelet passerer ved veggen. In contrast to injection wells where the tracer material moves radially outward as the flow moves down the hole, production wells exhibit a radially inward movement as the produced fluid moves up the hole. If mixing does not occur, a tracer material injected at the wall will later occupy the center of the well as it moves up through the well. This means that there is no danger of the tracer material coming out of the well, but care must be taken at the detection point to avoid missing the passage of the tracer when the detector is placed by the wall. A possible solution is the use of turbulators in the well, placed immediately below the detectors to ensure that the tracer agent passes by the wall.

Analysene ovenfor antar en dominant fase som flyter i brønnen, som kan observeres ved en enkelt sporing. I praksis, har de fleste produksjonsbrønner kombinasjoner av olje, vann og gass som flyter i brønnen. Under disse forhold, kan oppdriftskreftene resultere i rask transport av faser sammenlignet med den gjennomsnittelige fluidumhastighet. En bred variasjon av nedhullsforhold eksisterer i kommersielle olje- og gassbrønner, og mange muligheter er tilgjengelige for bruk av nedhulls detektorer for spesifikke produksjonsforhold. Disse forholdene ville være åpenbare for fagfolk i teknikken. The analyzes above assume a dominant phase flowing in the well, which can be observed by a single trace. In practice, most production wells have combinations of oil, water and gas flowing in the well. Under these conditions, buoyancy forces can result in rapid transport of phases compared to the average fluid velocity. A wide variety of downhole conditions exist in commercial oil and gas wells, and many options are available for the use of downhole detectors for specific production conditions. These conditions would be obvious to those skilled in the art.

Et eksempel på nyttig informasjon som kunne oppnås ved slike anordninger er lokaliseringen av inngangspunkter for vann eller gass. Ved vann oversvømmelse, er det ofte en forskjell i saltholdigheten av den opprinnelige formasjonsvannet og det injiserte oversvømmelses vannet. Ankomst av ferskvann ved overflaten av en individuell brønn ved en vannoversvømmelse er brukt i mange år til å overvåke gjennombrudd. I lange intervallsbrønner er det imidlertid ingen enkel måte å skille ut den spesifikke sone i den vertikale seksjonen som har gjennombrutt. Permanent monterte detektorer plassert langs det åpne intervall kan brukes til å overvåke progresjonen av en oversvømmelse og frembringe retningslinjer for hjelpearbeid for å ekskludere vannets gjennombrudd. An example of useful information that could be obtained from such devices is the location of entry points for water or gas. In water flooding, there is often a difference in the salinity of the original formation water and the injected flood water. Arrival of fresh water at the surface of an individual well during a waterflood has been used for many years to monitor breakthrough. In long interval wells, however, there is no easy way to distinguish the specific zone in the vertical section that has broken through. Permanently mounted detectors located along the open interval can be used to monitor the progression of a flood and provide guidelines for relief efforts to exclude water breakthrough.

En eksempelberegning er gitt nedenfor for å demonstrere hvordan ankomsttider av produserte fluida ved toppen av et intervall kan brukes til å slutte til produktivitetsprofiler som en funksjon av dybde. Ligningene 3 til 12 gitt ovenfor er brukt i denne beregningen. An example calculation is provided below to demonstrate how arrival times of produced fluids at the top of an interval can be used to infer productivity profiles as a function of depth. Equations 3 to 12 given above are used in this calculation.

Eksempel vertikal produksjonsbrønn: Example vertical production well:

Figur 16 viser kumulativ innstrømming av fluida som en funksjon av dybde for disse fire profiler. Figur 17 sammenligner ankomsttidene for tilfellene med kartene A til C som definert i tabell 3 og figur 16. Sammenlignet med en uniform innstrømningsprofil, blir store forskjeller i ankomsttider observert når strømmen er ikke-uniform. Ved hver av disse profilene er den totale dimensjonsløse strømningsrate 1,0. For uniform innstrømning, er raten per dybdeenhet IX. Når hele strømningen er i den øvre halvdel, ved en rate på 2X (kart A) vil ingen transport av fluidum skje i den nedre halvdel og ankomsttiden blir uendelig for fluidum som entrer midtpunktet av intervallet. Når hele innstrømningen er i den nedre halvdel ved rate på 2X (kart B), er ankomsttidene korte gjennom hele intervallet. Når strømningsraten skjer bare i den nedre og øvre 10 % av intervallet ved 5X (kart C) er transittidene for fluida fra bunnen hurtigere enn for uniform-itlfellet, og blir så langsommere enn uniformtilfellet for fluidum som entrer nær toppen. Figur 18 viser at formene av de relative ankomsttider er distinktive for forskjellige profiler, og således kan produktivitetsprofilen bli beregnet ved bruk av en rekke sporstoffinjeksjonspunkter atskilt langs intervallet (se figurene 9A og 9B). Figure 16 shows the cumulative inflow of fluids as a function of depth for these four profiles. Figure 17 compares the arrival times for the cases with maps A to C as defined in Table 3 and Figure 16. Compared to a uniform inflow profile, large differences in arrival times are observed when the flow is non-uniform. At each of these profiles, the total dimensionless flow rate is 1.0. For uniform inflow, the rate per unit depth is IX. When the entire flow is in the upper half, at a rate of 2X (map A), no transport of fluid will occur in the lower half and the arrival time will be infinite for fluid entering the midpoint of the interval. When the entire inflow is in the lower half at a rate of 2X (map B), the arrival times are short throughout the interval. When the flow rate occurs only in the lower and upper 10% of the interval at 5X (map C), the transit times for fluid from the bottom are faster than for the uniform case, and then become slower than the uniform case for fluid entering near the top. Figure 18 shows that the shapes of the relative arrival times are distinctive for different profiles, and thus the productivity profile can be calculated using a number of tracer injection points separated along the interval (see Figures 9A and 9B).

I tillegg til ankomsttidene, kan konsentrasjonene av et støt av sporstoffmateriale som ankommer ved toppen av intervallet fra lokaliteter langs det åpne intervall, bli brukt til å verifisere tolkningen av en produktivitetsprofil. Uttynning av et sporstoffstøt ved hele innstrømningen av fluida ovenfor sporstoffinjeksjonspunktet er antatt, så som er beregnet i kolonne 5 på tabell 1. In addition to the arrival times, the concentrations of a burst of tracer material arriving at the top of the interval from sites along the open interval can be used to verify the interpretation of a productivity profile. Dilution of a tracer shock by the entire inflow of fluid above the tracer injection point is assumed, as calculated in column 5 of table 1.

Figurene 19,20,21 og 22 viser sporstoffrnaterialkonsentrasjoner og ankomsttider på toppen av formasjonen for fire profiler. Figures 19, 20, 21 and 22 show tracer material concentrations and arrival times at the top of the formation for four profiles.

Produksjonsbrønner med lange horisontale åpne intervaller Production wells with long horizontal open intervals

Ulike vertikale brønner med lange kompletteringer, er brønner med lange horisontale kompletteringer vanligvis komplettert i et enkelt geologisk lag, og derfor er deres produktivitetsprofiler mindre avhengige av forskjeller i lagets permeabiliteter. I disse brønnene er opprettholdelse av uniforme profiler like viktig. Trykkgradienten langs det åpne intervall har imidlertid en tendens til å resultere i høyere produksjonsrater ved helen enn ved tåen av brønnen på grunn av større trykk nedtrekning kan oppnås nær den vertikale seksjon (helen). Høye produksjonsrater i deler av det åpne intervall kan føre til tidlig gasskoning fra ovenfor den oljeproduserende elevasjon, eller vannkoning fra nedenfor den. Foringsovervåkning, med atskilte anordninger i det horisontale området (se figurene 9D til 9G), ville være nyttige i å frembringe informasjon for riktig kontroll av innstrømningen i disse brønnene. Unlike vertical wells with long completions, wells with long horizontal completions are usually completed in a single geological layer, and therefore their productivity profiles are less dependent on differences in layer permeabilities. In these wells, maintaining uniform profiles is equally important. However, the pressure gradient along the open interval tends to result in higher production rates at the heel than at the toe of the well because greater pressure drawdown can be achieved near the vertical section (the heel). High production rates in parts of the open interval can lead to early gas conning from above the oil-producing elevation, or water coning from below it. Casing monitoring, with separate devices in the horizontal region (see Figures 9D to 9G), would be useful in providing information for proper control of inflow in these wells.

Størrelsen av den høye produktiviteten ved helen kan eksamineres ved å beregne effekten av fordelt innstrømning av fluidum fra formasjonen på trykkfallet langs brønnen. Den første beregning vil illustrere denne effekten. The magnitude of the high productivity at the well can be examined by calculating the effect of distributed inflow of fluid from the formation on the pressure drop along the well. The first calculation will illustrate this effect.

Eksempel horisontal brønnanalyse: Example horizontal well analysis:

L = lengden av helt åpent intervall [fot] L = length of fully open interval [feet]

N = antallet overvåkningspunkter (subseksj oner) N = number of monitoring points (subsections)

AL = L/N = atskillelse av monitorer [fot] AL = L/N = separation of monitors [feet]

n = indeks av subseksj on (fra tå til hel) n = index of subsection on (from toe to heel)

QN = total strømningsrate fra brønnen [b/d] QN = total flow rate from the well [b/d]

Pn = totalt trykkfall over åpent intervall [psi] Pn = total pressure drop across open interval [psi]

Ph = trykktap fra strømmen i brønnen [(psi/fot) / (b/d)] Ph = pressure loss from flow in the well [(psi/ft) / (w/d)]

dqf = spesifikk innstrømningsmengde med uniform profil fra formasjonen inn dqf = specific inflow quantity with a uniform profile from the formation in

i brønnen [b/d / ft] in the well [w/d/ft]

Aqf = innstrømningsmengde fra formasjonen til en subseksjon av brønnen Aqf = inflow amount from the formation to a subsection of the well

[b/d] [b/d]

Aqn = strømningsmengde i brønnen ved en subseksjon (n) [b/d] Aqn = flow rate in the well at a subsection (n) [b/d]

Apn = trykkfall i subseksjonen n = pH(AL)( Aqn) [psi] Apn = pressure drop in subsection n = pH(AL)( Aqn) [psi]

Anta at brønnen er inndelt i N brønnseksjoner, fra oppstrøms (tå til hel), Assume that the well is divided into N well sections, from upstream (toe to full),

Med uniform innstrømning, Strømningsmengden i brønnen kumulerer når innstrømningen skjer fra tå til hel, Trykkfallet i hver subseksjon antas proporsjonalt med strømningsraten, derfor, With uniform inflow, The flow rate in the well cumulates when the inflow occurs from toe to full, The pressure drop in each subsection is assumed to be proportional to the flow rate, therefore,

Addering av trykkfallene i hver subseksjon, er det totale trykkfall i brønnen fra tå til de etterfølgende nedstrøms subseksjoner Adding the pressure drops in each subsection, the total pressure drop in the well from the toe to the subsequent downstream subsections

Antagelser: Assumptions:

Lengden av hele det åpne intervall = 2500 fot Length of entire open interval = 2,500 feet

Atskillelse av monitorer = 100 fot Separation of monitors = 100 feet

Total strømningsrate fra brønnen = 2500 b/d Total flow rate from the well = 2500 b/d

Spesifikt trykktap i brønnen = 10"<4>psi/b/d/fot Specific pressure loss in the well = 10"<4>psi/w/d/ft

Innstrømning ved tåen av en brønn, ingen innstrømning langs intervallet Inflow at the toe of a well, no inflow along the interval

(1) For en brønn i hvilken alle 2500 fat strømmer gjennom 2500 fot av brønnen, vil trykkfallet bli: (1) For a well in which all 2,500 barrels flow through 2,500 feet of the well, the pressure drop will be:

Uniform innstrømning Uniform inflow

(2) For en brønn som produserer uniform langs 25 subdivisjoner (styrbare brønnseksjoner), er det totale trykkfall i dets åpne intervall, som beregnet ved ligning 26: (2) For a well producing uniformly along 25 subdivisions (controllable well sections), the total pressure drop in its open interval, as calculated by Equation 26:

Innstrømning avhengig av reservoartrykk Inflow dependent on reservoir pressure

Innstrømningsraten i brønnen er proporsjonal med forskjellen mellom reservoartrykket og trykket i brønnen. Fordi trykket i brønnen langs det åpne intervall avhenger av strømningsmengden, må innstrømningsprofilen bli oppnådd ved en iterativ beregning. Vi definerer reservoartrykket (pres) som trykk (p0) over det høyeste trykk i brønnen, dvs. trykket ved tåen. The inflow rate in the well is proportional to the difference between the reservoir pressure and the pressure in the well. Because the pressure in the well along the open interval depends on the flow rate, the inflow profile must be obtained by an iterative calculation. We define the reservoir pressure (pres) as pressure (p0) above the highest pressure in the well, i.e. the pressure at the toe.

Trykkforskjellen mellom reservoartrykket og trykket i brønnen ved lokaliteter nedstrøms fra tåen er: The pressure difference between the reservoir pressure and the pressure in the well at locations downstream from the toe is:

I den første iterasjon, kan den kumulative strømning og det kumulative trykkfall langs røret beregnes ved å summere opp innstrømningens differensialtrykk (p0 + p„) og normalisere subseksjonens differensialtrykk med den summen: In the first iteration, the cumulative flow and the cumulative pressure drop along the pipe can be calculated by summing up the inflow differential pressure (p0 + p„) and normalizing the subsection differential pressure by that sum:

Innstrømningsraten for hver subseksjon er proporsjonal med det normaliserte differensialtrykk, derfor er innstrømningsraten for hver subseksjon: The inflow rate for each subsection is proportional to the normalized differential pressure, therefore the inflow rate for each subsection is:

Den kumulative strømning som oppstår i brønnen er: og det kumulative trykkfall i brønnen fra tåen til helen er: The cumulative flow occurring in the well is: and the cumulative pressure drop in the well from the toe to the heel is:

En annen iterasjon er gjort med å erstatte disse verdiene for trykkfall i ligning 31. Konvergens er raskt, i dette tilfellet bare noen få iterasjoner er nødvendige. Disse kan utføres ved å erstatte suksessive verdier av pni,2,3... osv. i ligning 34. Figur 23 presenterer resultatene av disse trykkfallberegningene for flere innstrømningsforhold. Når hele innstrømningen som entrer brønnen ved tåen, (tilfelle 1 - åpen ende rør), er det kumulative trykkfall langs røret stort, siden hver seksjon av røret gjennomgår et maksimalt trykkfall. Når strømmen er jevn langs lengden av den horisontale brønnseksjon, (tilfelle 2 - uniform innstrøm), er det mindre trykkfall nær tåen hvor strømningsratene i brønnen er lav. For den samme totale strømningsrate på 2500 b/d, resulterer tilfellet med uniform innstrømning i bare omkring halvparten av det totale trykkfall (325 psi) sammenlignet med tilfelle 1, hvor det totale trykkfall er 625 psi. Når innstrømningen er avhengig av reservoarets trykk (tilfelle 3 - ikke uniform innstrømning), oppstår enda lavere trykkfall. Hvis reservoartrykket er bare litt høyere enn brønnens tåtrykk, og trykkfallet i brønnen er stort i sammenligning, vil det meste av innstrømningen skje ved helen. Den nedre grense oppstår når reservoartrykket er lik brønnens tåtrykk (dvs. p0 = 0). I dette tilfellet er det totale trykkfall 125 psi. Den øvre grense, når reservoartrykket blir stort (p0 = T) resulterer i uniform innstrømning. Figur 24 viser de beregnede strømningsrater som resulterer fra forskjellige reservoarinnløpsforhold. Strømningsraten som oppstår langs den horisontale brønnseksjon under de forhold som er gitt ovenfor kan bli normalisert i forhold til strømningsmengder i en brønn med uniform innstrømning. Another iteration is done substituting these values for pressure drop into equation 31. Convergence is fast, in this case only a few iterations are necessary. These can be performed by substituting successive values of pni,2,3... etc. into equation 34. Figure 23 presents the results of these pressure drop calculations for several inflow conditions. When the entire inflow entering the well at the toe, (case 1 - open end pipe), the cumulative pressure drop along the pipe is large, since each section of the pipe undergoes a maximum pressure drop. When the flow is uniform along the length of the horizontal well section, (case 2 - uniform inflow), there is less pressure drop near the toe where the flow rates in the well are low. For the same total flow rate of 2500 b/d, the uniform inflow case results in only about half the total pressure drop (325 psi) compared to Case 1, where the total pressure drop is 625 psi. When the inflow depends on the reservoir pressure (case 3 - non-uniform inflow), an even lower pressure drop occurs. If the reservoir pressure is only slightly higher than the toe pressure of the well, and the pressure drop in the well is large in comparison, most of the inflow will occur at the heal. The lower limit occurs when the reservoir pressure is equal to the well toe pressure (ie p0 = 0). In this case, the total pressure drop is 125 psi. The upper limit, when the reservoir pressure becomes large (p0 = T) results in uniform inflow. Figure 24 shows the calculated flow rates that result from different reservoir inlet conditions. The flow rate that occurs along the horizontal well section under the conditions given above can be normalized in relation to flow rates in a well with uniform inflow.

Derfor, ved bruk av den foreliggende oppfinnelse og de beregninger som er gitt her, kan strømningene i en produksjons- eller injeksjonsbrønn bli overvåket og karakterisert i sann tid som nødvendig. Informasjon frembrakt gjennom bruken av den foreliggende oppfinnelse kan frembringe mer kunnskap av hendelsene som oppstår nedhull og kan bli brukt til å lede operatører eller datamaskinsystem i endring av produksjonen eller injeksjonsprosedyrene for å optimalisere operasjoner. Slike bruksområder kan i høy grad påvirke effektiviteten og maksimalisere petroleumsproduksjon fra en gitt formasjon. Den foreliggende oppfinnelse kan også anvendes til andre typer av brønner (andre enn petroleumsbrønner), så som en vannproduksjonsbrønn. Therefore, using the present invention and the calculations provided herein, the flows in a production or injection well can be monitored and characterized in real time as necessary. Information generated through the use of the present invention can generate more knowledge of the events that occur downhole and can be used to guide operators or computer systems in changing the production or injection procedures to optimize operations. Such areas of use can greatly influence the efficiency and maximize petroleum production from a given formation. The present invention can also be used for other types of wells (other than petroleum wells), such as a water production well.

Fagfolk i teknikken vil forstå, at ved å ha fordelene med denne beskrivelse, at oppfinnelsen frembringer en petroleumsproduksjonsbrønn som har minst en elektrisk styrbar sporstoffinjeksjonsanordning, så vel som fremgangsmåter for å utnytte slike anordninger til å overvåke brønnens produksjon. Det må forstås at tegningene og den detaljerte beskrivelse må forstås i en illustrerende og ikke restriktiv måte, og er ikke ment å begrense oppfinnelsen til de spesielle former og eksempler som beskrevet. Oppfinnelsen omfatter tvert i mot hvilke som helst andre modifikasjoner, endringer, omarrangementer, utskiftninger, alternativer, designvalg, og utførelser som er åpenbare for folk med ordinære ferdigheter i teknikken, uten å avvike fra oppfinnelsens ånd og omfang som definert i kravene. Det er således ment at de følgende krav skal tolkes til å omfatte alle slike videre modifikasjoner, endringer, omarrangementer, utskiftninger, alternativer, designvalg og utførelser. Those skilled in the art will appreciate, having the benefit of this disclosure, that the invention provides a petroleum production well having at least one electrically controllable tracer injection device, as well as methods for utilizing such devices to monitor the well's production. It must be understood that the drawings and the detailed description must be understood in an illustrative and not restrictive manner, and are not intended to limit the invention to the particular forms and examples described. On the contrary, the invention embraces any other modifications, changes, rearrangements, substitutions, alternatives, design choices, and embodiments which are obvious to those of ordinary skill in the art, without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the claims. It is thus intended that the following requirements shall be interpreted to include all such further modifications, changes, rearrangements, replacements, alternatives, design choices and executions.

Claims (29)

1. Et sporstoffinjeksjonssystem for bruk i en brønn (20) omfattende en strømimpedansanordning (74,90,142) som er utformet for plassering rundt en del av en rørstruktur (40,96) i den nevnte brønn og for å motvirke et tidsvarierende elektrisk signal overført langs den nevnte del av rørstrukturen (40,96), karakterisert ved videre omfatter en nedhulls, elektrisk styrbar, sporstoffinjeksjonsanordning (60) tilpasset til å bli elektrisk forbundet med den nevnte rørstruktur (40,96) tilpasset til å bli drevet av det nevnte tidsvarierende elektriske signal, og tilpasset til å utstøte et sporstoffmateriale inn i den nevnte brønn (20).1. A tracer injection system for use in a well (20) comprising a current impedance device (74,90,142) designed for placement around a portion of a pipe structure (40,96) in said well and to counteract a time-varying electrical signal transmitted along the said part of the pipe structure (40,96), characterized by further comprising a downhole, electrically controllable, tracer injection device (60) adapted to be electrically connected to the said pipe structure (40,96) adapted to be driven by the said time-varying electric signal, and adapted to eject a tracer material into said well (20). 2. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte strømimpedansanordning (74,90,142) har en generelt ringformet geometri og omfatter et ferromagnetisk materiale.2. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that the said current impedance device (74,90,142) has a generally ring-shaped geometry and comprises a ferromagnetic material. 3. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at rørstrukturen (40,96) omfatter minst et område av et produksjonsrør (40,96) fra den nevnte brønn, og at den nevnte elektriske retur omfatter minst et område av den nevnte brønnens (20) foringsrør (30).3. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that the pipe structure (40,96) comprises at least an area of a production pipe (40,96) from the said well, and that the said electrical return comprises at least an area of the said well's (20) casing (30). 4. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte rørstruktur omfatter minst et område av et brønnforingsrør (30).4. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that the said pipe structure comprises at least an area of a well casing (30). 5. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at injeksjonsanordningen (60) omfatter en elektrisk motor og en kommunikasjons- og kontrollmodul (80), hvor den nevnte elektriske motor (110) er elektrisk forbundet med og tilpasset til å bli styrt av den nevnte kommunikasjons- og kontrollmodul (80).5. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that the injection device (60) comprises an electric motor and a communication and control module (80), where the said electric motor (110) is electrically connected to and adapted to be controlled by the said communication - and control module (80). 6. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte injeksjonsanordning omfatter en elektrisk styrbar ventil (122) og en kommunikasjons- og kontrollmodul (80), hvor den elektrisk styrbare ventil (122) er elektrisk forbundet med og tilpasset til å bli styrt av den nevnte kommunikasjons- og kontrollmodul (80).6. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that the aforementioned injection device comprises an electrically controllable valve (122) and a communication and control module (80), where the electrically controllable valve (122) is electrically connected to and adapted to be controlled by the said communication and control module (80). 7. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte injeksjonsanordning (60) omfatter et sporstoffmateiralreservoar (82) og en sporstoffinjektor (84), hvor det nevnte sporstoffinjektormaterialreservoar (82) er i fluidforbindelse med sporstoffinjektoren (84), og den nevnte sporstoffinjektor (84) er tilpasset til å støte ut fra injeksjonsanordningen (60) det nevnte sporstoffmaterialet fra inne i sporstoffmateiralreservoaret (82) som respons på et elektrisk signal.7. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that said injection device (60) comprises a tracer material reservoir (82) and a tracer injector (84), where said tracer injector material reservoir (82) is in fluid connection with the tracer injector (84), and said tracer injector ( 84) is adapted to eject from the injection device (60) said tracer material from within the tracer material reservoir (82) in response to an electrical signal. 8. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at det elektriske signal er et kraftsignal.8. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that the electrical signal is a power signal. 9. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at det elektriske signal er et kommunikasjonssignal for å styre operasjonen av den nevnte sporstoffinjeksjonsanordningen (60).9. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that the electrical signal is a communication signal to control the operation of the mentioned tracer injection device (60). 10. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter en sensor (108) tilpasset til å detektere sporstoffmaterialet når det nevnte sporstoffmaterialet (108) passerer sensoren i en flytstrøm.10. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that it further comprises a sensor (108) adapted to detect the tracer material when said tracer material (108) passes the sensor in a flow stream. 11. Sporstoffinjeksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter et dyseforlengelsesrør (70) som strekker seg fra det nevnte sporstoffinjeksjonsanordningen (60).11. Tracer injection system according to claim 1, characterized in that it further comprises a nozzle extension pipe (70) which extends from the mentioned tracer injection device (60). 12. Petroleumsbrønn for å produsere petroleumsprodukter som er utstyrt med et injeksjonssystem ifølge krav 1, omfattende: en rørstruktur (40,96) plassert inne i borehullet for brønnen (20); en strømimpedansanordning (70,90,142) plassert rundt rørstrukturen (40,96) for å definere en elektrisk ledende del av den nevnte rørstrukturen; en kilde for tidsvarierende signal elektrisk forbundet med den elektrisk ledende del av rørstrukturen (40,96); karakterisert ved at systemet videre omfatter: en elektrisk styrbar sporstoffinjeksjonsanordning (60) ifølge krav 1 elektrisk forbundet med den ledende del og tilpasset for kopling til det nevnte tidsvarierende signal.12. A petroleum well for producing petroleum products which is equipped with an injection system according to claim 1, comprising: a pipe structure (40,96) placed inside the borehole for the well (20); a current impedance device (70,90,142) positioned around the pipe structure (40,96) to define an electrically conductive portion of said pipe structure; a source of time-varying signal electrically connected to the electrically conductive part of the pipe structure (40,96); characterized in that the system further comprises: an electrically controllable tracer injection device (60) according to claim 1 electrically connected to the conducting part and adapted for connection to the said time-varying signal. 13. Petroleumsbrønn ifølge krav 12, karakterisert ved at den nevnte strømimpedansanordning (74,90,142) omfatter en ikke-drevet induksjonsspole omfattende et ferromagnetisk materiale slik at den nevnte induksjonsspole funksjonerer basert på sin størrelse, geometri, romforhold til rørstrukturen (40,96), og magnetiske egenskaper.13. Petroleum well according to claim 12, characterized in that said current impedance device (74,90,142) comprises a non-driven induction coil comprising a ferromagnetic material so that said induction coil functions based on its size, geometry, spatial relationship to the pipe structure (40,96), and magnetic properties. 14. Petroleumsbrønn ifølge krav 12, karakterisert ved at den nevnte rørstruktur (40,96) omfatter et produksjonsrør (40,96) og et brønnforingsrør (30), hvor det nevnte tidsvarierende signal er tilført til minst et av de nevnte rør (40,96) og foringsrør (30).14. Petroleum well according to claim 12, characterized in that the said pipe structure (40,96) comprises a production pipe (40,96) and a well casing pipe (30), where the said time-varying signal is supplied to at least one of the said pipes (40, 96) and casing (30). 15. Petroleumsbrønn ifølge krav 12, karakterisert ved at den nevnte sporstoffinjeksjonsanordning (60) omfatter en elektrisk styrbar ventil (122).15. Petroleum well according to claim 12, characterized in that said tracer injection device (60) comprises an electrically controllable valve (122). 16. Petroleumsbrønn ifølge krav 12, karakterisert ved at sporstoffinjeksjonsanordningen omfatter en elektrisk motor (110).16. Petroleum well according to claim 12, characterized in that the tracer injection device comprises an electric motor (110). 17. Petroleumsbrønn ifølge krav 12, karakterisert ved at den nevnte sporstoffinjeksjonsanordning omfatter et modem (100).17. Petroleum well according to claim 12, characterized in that the said tracer injection device comprises a modem (100). 18. Petroleumsbrønn ifølge krav 12, karakterisert ved at den nevnte sporstoffinjeksjonsanordning omfatter et sporstoffmateiralreservoar (82).18. Petroleum well according to claim 12, characterized in that said tracer injection device comprises a tracer material reservoir (82). 19. Petroleumsbrønn ifølge krav 12, karakterisert ved at den videre omfatter en sensor (108) tilpasset til å detektere sporstoffmateriale.19. Petroleum well according to claim 12, characterized in that it further comprises a sensor (108) adapted to detect trace material. 20. Petroleumsbrønn ifølge krav 12, karakterisert ved at den videre omfatter et dyseforlengelsesrør (70) som strekker seg fra sporstoffinjeksjonsanordningen (60).20. Petroleum well according to claim 12, characterized in that it further comprises a nozzle extension pipe (70) which extends from the tracer injection device (60). 21. Petroleumsbrønn for å produsere petroleumsprodukter ifølge krav 12 omfattende: et brønnforingsrør (30) som strekker seg inn i et brønnhull av nevnte brønn (20); et produksjonsrør (40,96) som strekker seg inne i foringsrøret (30); en kilde for tidsvarierende elektrisk strøm (68) plassert på overflaten, hvor strømkilden er elektrisk forbundet med, og tilpasset til å utgi en tidsvarierende strøm inn i, minst en av de nevnte rør (40,96) og foringsrør (30); karakterisert ved at brønnen vider omfatter: en nedhulls sporstoffinjeksjonsanordning (60) ifølge krav 1 omfattende en kommunikasjons- og kontrollmodul (80), et sporstoffmateiralreservoar (82), og en elektrisk styrbar sporstoffinjektor (84), hvor den nevnte kommunikasjons- og kontrollmodul (80) er elektrisk forbundet med minst en av de nevnte rør (40,96) og foringsrør (30), og sporstoffinjeksjonsanordningen (60) er elektrisk forbundet med den nevnte kommunikasjons- og kontrollmodul (80), og det nevnte sporstoffmateiralreservoar (82) er i fluidumforbindelse med sporstoffinjektoren (60); en nedhulls strømimpedansanordning (70,90,142) som er plassert rundt en del av minst en av de nevnte rør (40,96) og foringsrør (30), og hvor den nevnte strømimpedansanordning er tilpasset til å rute en del av den nevnte elektriske strøm gjennom kommunikasjons- og kontrollmodulen (80).21. Petroleum well for producing petroleum products according to claim 12 comprising: a well casing (30) extending into a wellbore of said well (20); a production pipe (40,96) extending within the casing (30); a source of time-varying electric current (68) located on the surface, the current source being electrically connected to, and adapted to output a time-varying current into, at least one of said pipes (40,96) and casing (30); characterized in that the well further comprises: a downhole tracer injection device (60) according to claim 1 comprising a communication and control module (80), a tracer material reservoir (82), and an electrically controllable tracer injector (84), where the said communication and control module (80 ) is electrically connected to at least one of said pipes (40,96) and casing (30), and the tracer injection device (60) is electrically connected to said communication and control module (80), and said tracer material reservoir (82) is in fluidic communication with the tracer injector (60); a downhole current impedance device (70,90,142) which is placed around a part of at least one of said pipes (40,96) and casing (30), and where said current impedance device is adapted to route a part of said electric current through the communication and control module (80). 22. Petroleumsbrønn ifølge krav 21, karakterisert ved at den omfatter en sensoranordning elektrisk forbundet med minst et av de nevnte rør (40,96) og foringsrør (30), hvor den nevnte sensoranordning omfatter en sensor (108) tilpasset til å detektere et sporstoffmateriale i en flytstrøm i den nevnte brønnen (120).22. Petroleum well according to claim 21, characterized in that it comprises a sensor device electrically connected to at least one of said pipes (40,96) and casing (30), where said sensor device comprises a sensor (108) adapted to detect a tracer material in a flow stream in the aforementioned well (120). 23. Petroleumsbrønn ifølge krav 21, karakterisert ved at den videre omfatter et dyseforlengelsesrør (70) som strekker seg fra den nevnte sporstoffinjektoren (60).23. Petroleum well according to claim 21, characterized in that it further comprises a nozzle extension pipe (70) which extends from the mentioned tracer injector (60). 24. Petroleumsbrønn ifølge krav 21, karakterisert ved at den nevnte sporstoffinjektor (60) omfatter en elektrisk motor (110), en skruemekanisme (112), en dyse (114), hvor den nevnte elektriske motor (110) er elektrisk forbundet med kommunikasjons- og kontrollmodulen (80), skruemekanismen (112) er mekanisk koplet til den nevnte elektriske motor (110), den nevnte dysen (114) strekker seg inn i et indre av røret (40,96), hvor den nevnte dyse (114) danner en fluidumpassasje mellom det nevnte sporstoffmateiralreservoar (82) og rørets indre, og den nevnte skrumekanisme (112) er tilpasset til å drive sporstoffmaterialet ut av sporstoffmateiralreservoaret (82) og inn i rørets indre via den nevnte dyse (114) som respons på en rotasjonsbevegelse av den elektriske motor (110).24. Petroleum well according to claim 21, characterized in that said tracer injector (60) comprises an electric motor (110), a screw mechanism (112), a nozzle (114), where said electric motor (110) is electrically connected to communication and the control module (80), the screw mechanism (112) is mechanically coupled to said electric motor (110), said nozzle (114) extends into an interior of the tube (40,96), where said nozzle (114) forms a fluid passage between said tracer material reservoir (82) and the interior of the pipe, and said screw mechanism (112) is adapted to drive the tracer material out of the tracer material reservoir (82) and into the interior of the pipe via said nozzle (114) in response to a rotational movement of the electric motor (110). 25. Petroleumsbrønn ifølge krav 21, karakterisert ved at det nevnte sporstoffmateiralreservoar (82) omfatter en separator (124) som deler et indre av sporstoffmateiralreservoaret (82) i to volumer, og hvor den nevnte sporstoffinjektor omfatter en elektrisk styrbar ventil (122) og en dyse (114), hvor et første av det nevnte reservoar indre volumer inneholder et sporstoffmateriale, et annet av de nevnte reservoar indre volumer (118) inneholder en trykkgass slik at den nevnte gass utøver et trykk på sporstoffmaterialet i det første volum (124), hvor den elektrisk styrbare ventil (122) er elektrisk forbundet med og styrt av den nevnte kommunikasjons- og kontrollmodul (80), og det første volum (124) er forbundet med et indre av røret via den nevnte elektrisk styrbare ventil (122) og via den nevnte dyse (114).25. Petroleum well according to claim 21, characterized in that said tracer material reservoir (82) comprises a separator (124) which divides an interior of the tracer material reservoir (82) into two volumes, and where said tracer injector comprises an electrically controllable valve (122) and a nozzle (114), where a first of said reservoir internal volumes contains a tracer material, another of said reservoir internal volumes (118) contains a pressurized gas so that said gas exerts a pressure on the tracer material in the first volume (124), where the electrically controllable valve (122) is electrically connected to and controlled by said communication and control module (80), and the first volume (124) is connected to an interior of the pipe via said electrically controllable valve (122) and via the aforementioned nozzle (114). 26. Petroleumsbrønn ifølge krav 21, karakterisert ved at det nevnte sporstoffmaterialreservoar (82) omfatter en separator (124) som deler et indre av sporstoffmaterialreservoaret i to volumer, og hvor den nevnte sporstoffrørinjektor omfatter en elektrisk styrbar ventil (122) og en dyse (114), hvor det første av de nevnte reservoar indre volumer (124) inneholder et sporstoffmateriale, et andre av reservoarets indre volumer inneholder en fjærdel (130) slik at fjærdelen (130) utøver trykk på sporstoffmaterialet i det første volum, og en elektrisk styrbar ventil (122) som er elektrisk forbundet med og styrt av den nevnte kommunikasjons- og kontrollmodul (80), og det første volum (124) er i fluidumforbindelse med et indre av det nevnte rør (40,96) via den nevnte elektrisk styrbare ventil (122) og via den nevnte dyse (114).26. Petroleum well according to claim 21, characterized in that said tracer material reservoir (82) comprises a separator (124) which divides an interior of the tracer material reservoir into two volumes, and where said tracer pipe injector comprises an electrically controllable valve (122) and a nozzle (114) ), where the first of the aforementioned reservoir internal volumes (124) contains a tracer material, a second of the reservoir's internal volumes contains a spring part (130) so that the spring part (130) exerts pressure on the tracer material in the first volume, and an electrically controllable valve (122) which is electrically connected to and controlled by the aforementioned communication and control module (80), and the first volume (124) is in fluid communication with an interior of the aforementioned tube (40,96) via the aforementioned electrically controllable valve ( 122) and via the aforementioned nozzle (114). 27. Petroleumsbrønn ifølge krav 21, karakterisert ved at den nevnte strømimpedansanordning (70,90,142) omfatter en ikke-drevet induksjonsspole omfattende et ferromagnetisk materiale.27. Petroleum well according to claim 21, characterized in that the said current impedance device (70,90,142) comprises a non-driven induction coil comprising a ferromagnetic material. 28. Petroleumsbrønn ifølge krav 21, karakterisert ved at den nevnte nedhulls injeksjonsanordning (60) videre omfatter en sensor (108), hvor sensoren (108) er elektrisk forbundet med den nevnte kommunikasjons- og kontrollmodul og den nevnte sensor er tilpasset til å detektere et sporstoffmateriale.28. Petroleum well according to claim 21, characterized in that the mentioned downhole injection device (60) further comprises a sensor (108), where the sensor (108) is electrically connected to the mentioned communication and control module and the said sensor is adapted to detect a trace material. 29. Petroleumsbrønn ifølge krav 21, karakterisert ved at den nevnte kommunikasjons- og kontrollmodul (80) omfatter et modem (100).29. Petroleum well according to claim 21, characterized in that said communication and control module (80) comprises a modem (100).
NO20024137A 2000-03-02 2002-08-30 Tracer injection system in a petroleum production well NO326367B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18650400P 2000-03-02 2000-03-02
PCT/US2001/006800 WO2001065053A1 (en) 2000-03-02 2001-03-02 Tracer injection in a production well

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20024137D0 NO20024137D0 (en) 2002-08-30
NO20024137L NO20024137L (en) 2002-10-29
NO326367B1 true NO326367B1 (en) 2008-11-17

Family

ID=22685216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20024137A NO326367B1 (en) 2000-03-02 2002-08-30 Tracer injection system in a petroleum production well

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1259700B1 (en)
AU (2) AU4339101A (en)
BR (1) BR0108888B1 (en)
CA (1) CA2402163C (en)
DE (1) DE60128446T2 (en)
MX (1) MXPA02008508A (en)
NO (1) NO326367B1 (en)
OA (1) OA13129A (en)
RU (1) RU2263783C2 (en)
WO (1) WO2001065053A1 (en)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2359119C1 (en) * 2007-09-04 2009-06-20 Закрытое акционерное общество "Геокомсервис" Method and device for borehole survey
RU2370647C2 (en) * 2007-09-24 2009-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Универсал-Сервис" Method of hydro-dynamic survey in well equipped with electric-centrifugal pump installation
US7849920B2 (en) * 2007-12-20 2010-12-14 Schlumberger Technology Corporation System and method for optimizing production in a well
US9290689B2 (en) 2009-06-03 2016-03-22 Schlumberger Technology Corporation Use of encapsulated tracers
US8393395B2 (en) 2009-06-03 2013-03-12 Schlumberger Technology Corporation Use of encapsulated chemical during fracturing
US10107095B2 (en) 2013-10-17 2018-10-23 Weatherford Technology Holdings, Llc Apparatus and method for monitoring a fluid
EP3039220B1 (en) 2013-10-22 2020-06-17 Halliburton Energy Services Inc. Methods and systems for orienting a tool in a wellbore
EP3129590B1 (en) * 2014-05-01 2020-09-09 Halliburton Energy Services, Inc. Casing segment having at least one transmission crossover arrangement
WO2015167935A1 (en) 2014-05-01 2015-11-05 Halliburton Energy Services, Inc. Multilateral production control methods and systems employing a casing segment with at least one transmission crossover arrangement
BR112016025406B1 (en) 2014-05-01 2022-11-01 Halliburton Energy Services, Inc INTERPOINT TOMOGRAPHY METHOD AND INTERPOINT TOMOGRAPHY SYSTEM
US10132128B2 (en) * 2014-11-06 2018-11-20 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for fluid removal from a structure
GB2541015A (en) * 2015-08-06 2017-02-08 Ge Oil & Gas Uk Ltd Subsea flying lead
US10392935B2 (en) * 2016-03-24 2019-08-27 Expro North Sea Limited Monitoring systems and methods
US11492897B2 (en) 2017-02-03 2022-11-08 Resman As Targeted tracer injection with online sensor
NO343990B1 (en) * 2017-12-28 2019-08-05 Resman As A method of multi-phase petroleum well characterization
CN108266175B (en) * 2018-03-28 2024-05-14 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 Deep geothermal resource utilization well pattern system in residential district and use method thereof
US11970935B2 (en) * 2018-05-30 2024-04-30 Schlumberger Technology Corporation Tracer tracking for control of flow control devices on injection wells
CN108930535B (en) * 2018-07-27 2024-01-30 东营派克赛斯石油装备有限公司 Downhole rock debris extraction system and control method thereof
GB201907368D0 (en) 2019-05-24 2019-07-10 Resman As Tracer release system and method of use
RU2702180C1 (en) * 2019-07-17 2019-10-04 Олег Сергеевич Николаев Unit for simultaneous separate oil production by well with lateral inclined shaft
RU2702801C1 (en) * 2019-07-17 2019-10-11 Олег Сергеевич Николаев Unit for simultaneous separate production of oil by well with inclined directed faces
CA3154955C (en) * 2019-10-18 2023-12-19 Core Laboratories Lp Perforating and tracer injection system for oilfield applications
US20230174870A1 (en) * 2020-05-21 2023-06-08 Pyrophase, Inc. Configurable Universal Wellbore Reactor System
CN111810114B (en) * 2020-06-04 2023-11-10 中海油田服务股份有限公司 Tracing water-finding and sectional water-controlling system and method
NO347802B1 (en) * 2020-09-11 2024-03-25 Scanwell Tech As A method of determining a rate of injection of gas-lift gas into a well
CN114575780B (en) * 2020-11-30 2023-09-26 中国石油天然气股份有限公司 Casing cementing sliding sleeve
CN113027430A (en) * 2021-04-29 2021-06-25 佘国强 Horizontal well fluid production section testing pipe column and process based on tracer marking
GB2613636B (en) * 2021-12-10 2024-11-20 Resman As Controlled tracer release system and method of use
GB2613635B (en) * 2021-12-10 2025-02-05 Resman As System and method for reservoir flow surveillance
NO347602B1 (en) 2021-12-23 2024-01-29 Testall As Intelligent well testing system
US11840920B1 (en) 2022-09-06 2023-12-12 Saudi Arabian Oil Company Downhole fluid acquisition, hidden pay identification, and stimulation system and method
US20240229630A1 (en) * 2023-01-09 2024-07-11 ExxonMobil Technology and Engineering Company System and Method for Determining Parameters corresponding to Hydraulic Connection between Monitor Well and Treatment Well
CN115949390B (en) * 2023-02-15 2024-10-18 西安石油大学 A precise release dosage form production liquid metering device for oil wells and a production liquid profile testing method
CN117072144B (en) * 2023-06-27 2024-05-28 河南省科学院同位素研究所有限责任公司 Preparation device and method of radioactive isotope tracer for injection profile logging
CN119701701A (en) * 2023-09-26 2025-03-28 大庆油田有限责任公司 Improved equipment and method for tracer injection process

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990298A (en) * 1975-11-17 1976-11-09 Exxon Production Research Company Method of determining the relation between fractional flow and saturation of oil
US4420565A (en) * 1980-12-31 1983-12-13 Mobil Oil Corporation Method for determining flow patterns in subterranean petroleum and mineral containing formations
US4839644A (en) * 1987-06-10 1989-06-13 Schlumberger Technology Corp. System and method for communicating signals in a cased borehole having tubing
SU1473405A1 (en) * 1987-07-06 1994-01-30 Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов Method for estimation the character of filtering liquid in a stratum
US5008664A (en) * 1990-01-23 1991-04-16 Quantum Solutions, Inc. Apparatus for inductively coupling signals between a downhole sensor and the surface
NO941992D0 (en) * 1994-05-30 1994-05-30 Norsk Hydro As Injector for injecting tracer into an oil and / or gas reservoir
EP0721053A1 (en) * 1995-01-03 1996-07-10 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Downhole electricity transmission system
US5723781A (en) * 1996-08-13 1998-03-03 Pruett; Phillip E. Borehole tracer injection and detection method
WO1999057417A2 (en) * 1998-05-05 1999-11-11 Baker Hughes Incorporated Chemical actuation system for downhole tools and method for detecting failure of an inflatable element
GB2338253B (en) * 1998-06-12 2000-08-16 Schlumberger Ltd Power and signal transmission using insulated conduit for permanent downhole installations
BR9916388A (en) * 1998-12-21 2001-11-06 Baker Hughes Inc Chemical injection system and closed loop monitoring for oil field operations

Also Published As

Publication number Publication date
DE60128446T2 (en) 2008-01-17
EP1259700B1 (en) 2007-05-16
AU4339101A (en) 2001-09-12
DE60128446D1 (en) 2007-06-28
MXPA02008508A (en) 2003-01-28
BR0108888A (en) 2004-06-22
RU2002126211A (en) 2004-02-20
CA2402163C (en) 2009-10-20
BR0108888B1 (en) 2009-05-05
OA13129A (en) 2006-12-13
RU2263783C2 (en) 2005-11-10
AU2001243391B2 (en) 2004-10-07
NO20024137L (en) 2002-10-29
WO2001065053A1 (en) 2001-09-07
NO20024137D0 (en) 2002-08-30
CA2402163A1 (en) 2001-09-07
EP1259700A1 (en) 2002-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO326367B1 (en) Tracer injection system in a petroleum production well
US6840316B2 (en) Tracker injection in a production well
CA2401709C (en) Wireless downhole well interval inflow and injection control
AU2001243391A1 (en) Tracer injection in a production well
RU2211311C2 (en) Method of simultaneous-separate development of several productive formations and well unit for method embodiment
US7073594B2 (en) Wireless downhole well interval inflow and injection control
US20090034368A1 (en) Apparatus and method for communicating data between a well and the surface using pressure pulses
US6305470B1 (en) Method and apparatus for production testing involving first and second permeable formations
CA2900968C (en) Well injection and production method and system
AU2001250795A1 (en) Wireless downhole well interval inflow and injection control
US20070289740A1 (en) Apparatus and Method for Managing Supply of Additive at Wellsites
US9995130B2 (en) Completion system and method for completing a wellbore
NO325380B1 (en) Controlled downhole chemical injection
NO341183B1 (en) System and method for producing fluids from underground formations
US9194220B2 (en) Apparatus and method for determining fluid interface proximate an electrical submersible pump and operating the same in response thereto
CA2693335A1 (en) Apparatus and method for wirelessly communicating data between a well and the surface
RU2449114C1 (en) Method of dual completion of several productive horizons and device for its implementation
RU2594235C2 (en) Method of simultaneous separate operation of multi layer deposit and device for realizing said method
RU2309246C1 (en) Downhole machine
US3357492A (en) Well completion apparatus
RU2244102C1 (en) Method for oil extraction and device for controlling pit-face thermal and pressure parameters during oil extraction
CN104040107A (en) Method and system for drilling with reduced surface pressure
Laing Gas-lift design and production optimization offshore Trinidad
RU2670814C1 (en) Method of controlling process of pumping working agent to maintain medium pressure in multi-layer well
RU2269000C2 (en) Method for permeable well zones determination

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees