[go: up one dir, main page]

NO320901B1 - Method and apparatus for formation testing with fluid transfer between two formation zones - Google Patents

Method and apparatus for formation testing with fluid transfer between two formation zones Download PDF

Info

Publication number
NO320901B1
NO320901B1 NO20004426A NO20004426A NO320901B1 NO 320901 B1 NO320901 B1 NO 320901B1 NO 20004426 A NO20004426 A NO 20004426A NO 20004426 A NO20004426 A NO 20004426A NO 320901 B1 NO320901 B1 NO 320901B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
formation
fluid
borehole
pressure
gaskets
Prior art date
Application number
NO20004426A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20004426D0 (en
NO20004426L (en
Inventor
Nils Reimers
Per-Erik Berger
Don Thornton Macune
Original Assignee
Baker Hughes Inc
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
Priority claimed from US09/088,208 external-priority patent/US6047239A/en
Application filed by Baker Hughes Inc filed Critical Baker Hughes Inc
Publication of NO20004426D0 publication Critical patent/NO20004426D0/en
Publication of NO20004426L publication Critical patent/NO20004426L/en
Publication of NO320901B1 publication Critical patent/NO320901B1/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
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • 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
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/124Units with longitudinally-spaced plugs for isolating the intermediate space
    • E21B33/1243Units with longitudinally-spaced plugs for isolating the intermediate space with inflatable sleeves
    • 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
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/008Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by injection test; by analysing pressure variations in an injection or production test, e.g. for estimating the skin factor
    • 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
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/02Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil
    • E21B49/06Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil using side-wall drilling tools pressing or scrapers
    • 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
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/08Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
    • E21B49/10Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells using side-wall fluid samplers or testers
    • 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
    • E21B2200/00Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
    • E21B2200/22Fuzzy logic, artificial intelligence, neural networks or the like

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN BACKGROUND OF THE INVENTION

Oppfinnelsens område - Denne oppfinnelse gjelder utprøving av underjordiske formasjoner eller reservoarer. Nærmere bestemt gjelder denne oppfinnelse en fremgangsmåte og et apparat for å isolere et nedhullsreservoar samt utprøving av reservoarformasjonen og reservoarfluid. Field of the Invention - This invention relates to the testing of underground formations or reservoirs. More specifically, this invention relates to a method and an apparatus for isolating a downhole reservoir as well as testing the reservoir formation and reservoir fluid.

Bakgrunnsinformasjon - Ved utboring av en brønn for kommersiell utnyttelse av hydrokarbonreservoarer vil man støte på tallrike underjordiske reservoarer og formasjoner. For å utlede informasjon om disse formasjoner, slik som om re-servoarene inneholder hydrokarboner, har loggeinnretninger blitt innført på bore-strenger for å evaluere flere særtrekk ved vedkommende reservoarer. Utstyr for måling under utboring (heretter kalt MWD) er blitt utviklet og inneholder innretninger for logging av resistivitet og kjernetekniske data og som kan uavbrutt overvåke visse av disse særtrekk mens utboringen finner sted. Disse MWD-utstyr kan gene-rere data som omfatter hydrokarbonnærvær, metningsnivåer og porøsitetsdata. Videre er det utviklet telemetriutstyr for bruk sammen med MWD-anordningene for å overføre vedkommende data til jordoverflaten. En vanlig telemetrimetode er slampuls-metoden, og et eksempel på denne kan finnes i US-patent nr.4,733,233. En fordel ved MWD-utstyr er at analyse av underjordiske reservoarer utføres i sanntid for ytterligere kommersiell utnyttelse. Background information - When drilling a well for the commercial exploitation of hydrocarbon reservoirs, numerous underground reservoirs and formations will be encountered. In order to derive information about these formations, such as whether the reservoirs contain hydrocarbons, logging devices have been installed on drill strings to evaluate several characteristics of the reservoirs in question. Equipment for measurement during drilling (hereafter referred to as MWD) has been developed and contains devices for logging resistivity and core technical data and which can continuously monitor certain of these features while drilling takes place. These MWD equipment can generate data that includes hydrocarbon presence, saturation levels and porosity data. Furthermore, telemetry equipment has been developed for use with the MWD devices to transmit the relevant data to the earth's surface. A common telemetry method is the sludge pulse method, and an example of this can be found in US patent no. 4,733,233. An advantage of MWD equipment is that analysis of underground reservoirs is performed in real time for further commercial exploitation.

Kommersiell utvikling av hydrokarbonfelter krever betraktelige kapitalmeng-der. Før feltutviklingen begynner, ønsker operatører å ha så meget data som mulig tilgjengelig for å kunne evaluere vedkommende reservoar med hensyn til kommersiell utnyttbarhet. På tross av fremskritt når det gjelder dataopptak under utboring, ved bruk av MWD-utstyr, har det ofte vært nødvendig å utføre ytterligere utprøving av hydrokarbonreservoarene for å kunne utlede ytterligere data. Etter at brønnen er blitt boret blir derfor ofte hydrokarbonsonene utprøvet på nytt ved hjelp av annet utstyr. Commercial development of hydrocarbon fields requires considerable amounts of capital. Before field development begins, operators want to have as much data as possible available to be able to evaluate the reservoir in question for commercial exploitability. Despite advances in data acquisition during drilling, using MWD equipment, it has often been necessary to carry out further testing of the hydrocarbon reservoirs in order to derive additional data. After the well has been drilled, the hydrocarbon zones are therefore often tested again using other equipment.

Én type utprøving etter utboring omfatter utledning av fluid fra reservoaret, oppsamling av stikkprøver, avstengning i brønnen slik at trykket tillates å bygges opp til et statisk nivå. Denne sekvens kan gjentas flere ganger på flere forskjellige reservoarer innenfor en gitt brønnutboring. Utprøving av denne type er kjent som en trykkoppbyggingsprøve. Ett av de viktige aspekter ved de data som oppsamles under en slik prøve er den trykkoppbyggingsinformasjon som oppsamles etter at One type of post-drilling testing involves draining fluid from the reservoir, collecting samples, shutting in the well so that the pressure is allowed to build up to a static level. This sequence can be repeated several times on several different reservoirs within a given well bore. Testing of this type is known as a pressure build-up test. One of the important aspects of the data collected during such a test is the pressure build-up information collected after

trykket er trukket ned. Ut i fra disse data kan det utledes informasjon med hensyn til reservoarets gjennomtrengelighet og størrelse. Videre må faktiske prøver på reservoarfluidet tas ut, og disse prøver må undersøkes for å samle opp relevante data angående trykk, volum og temperatur og som er viktige for å anslå reservoarets hydrokarbonfordeling. the pressure is drawn down. Based on this data, information can be derived with regard to the reservoir's permeability and size. Furthermore, actual samples of the reservoir fluid must be taken, and these samples must be examined to collect relevant data regarding pressure, volume and temperature and which are important for estimating the reservoir's hydrocarbon distribution.

For å kunne utføre disse viktige prøver er det løpende nødvendig å trekke ut borestrengen fra borebrønnen. Deretter blir de forskjellige redskaper som er konstruert for slik utprøving, ført inn i borebrønnen. En ledningskabel anvendes ofte for å senke ned prøveredskapet i borebrønnen. Dette prøveredskap anvender ofte pakninger for å isolere reservoaret. Tallrike kommunikasjonsinnretninger er blitt konstruert for å kunne håndtere prøvesammenstillingen, eller alternativt for å kunne overføre data fra prøveutstyret. Visse av disse konstruksjoner omfatter midler for signalering fra jordoverflaten ved hjelp av trykkpulser gjennom fluidet i bore-brønnen, og da til eller fra en nedhulls mikroprosessor anordnet inne i eller i tilslut-ning til prøvesammenstillingen. Alternativt kan en ledningskabel senkes ned fra jordoverflaten inn på et mottagende landingssted som befinner seg inne i en prø-vesammenstilling, for derved å opprette elektrisk signalkommunikasjon mellom overflaten og denne prøvesammenstilling. Uavhengig av den type prøveutstyr som for tiden anvendes, og uavhengig av den type kommunikasjonsutstyr som brukes, så vil den tid og de omkostninger som er påkrevd for å trekke ut borestrengen og føre en andre prøverigg inn i hullet være av vesentlig betydning. Hvis hullet videre er i høy grad avvikende, kan heller ikke en ledningskabel anvendes for å utføre prøvingen, da prøveredskapet eventuelt ikke vil være i stand til å trenge dypt nok ned i hullet for å nå den ønskede formasjon. In order to be able to carry out these important tests, it is constantly necessary to withdraw the drill string from the borehole. The various tools designed for such testing are then introduced into the borehole. A wire cable is often used to lower the test tool into the borehole. This test tool often uses gaskets to isolate the reservoir. Numerous communication devices have been designed to be able to handle the sample assembly, or alternatively to be able to transfer data from the sample equipment. Certain of these constructions include means for signaling from the earth's surface by means of pressure pulses through the fluid in the borehole, and then to or from a downhole microprocessor arranged inside or in connection with the sample assembly. Alternatively, a lead cable can be lowered from the earth's surface into a receiving landing site located inside a sample assembly, thereby creating electrical signal communication between the surface and this sample assembly. Regardless of the type of test equipment that is currently used, and regardless of the type of communication equipment that is used, the time and costs required to pull out the drill string and lead a second test rig into the hole will be of significant importance. If the hole is also highly deviated, a lead cable cannot be used to perform the test either, as the test tool will not possibly be able to penetrate deep enough into the hole to reach the desired formation.

Det finnes også en annen problemtype, som har sammenheng med trykk-forholdene nede i borehullet og som kan opptre under utboring. Borefluidets densitet beregnes for å oppnå maksimal boringseffektivitet samtidig som en viss sikkerhet opprettholdes, og densiteten vil da være avhengig av den ønskede sammenheng mellom vekten av boreslamkolonnen og det nedhullstrykk som man vil støte på. Da forskjellige formasjoner vil bli gjennomtrengt under utboringen, så vil nedhullstrykket kunne forandres vesentlig. Med det utstyr som nå er tilgjengelig er det ikke noen mulighet for nøyaktig å avføle formasjonstrykket etter hvert som borkronen trenger gjennom formasjonen. Formasjonstrykket kan da være lavere enn forventet, hvilket vil tillate senking av slamdensiteten, eller formasjonstrykket kan være høyere enn forventet, hvilket eventuelt kan resultere i et trykktilbakeslag. Da denne informasjon ikke er lett tilgjengelig for boreoperatøren, kan det følgelig hende at boreslammet kan opprettholdes på en for høy eller for lav densitet for maksimal effektivitet og størst mulig sikkerhet. There is also another type of problem, which is related to the pressure conditions down in the borehole and which can occur during drilling. The density of the drilling fluid is calculated to achieve maximum drilling efficiency while maintaining a certain safety, and the density will then depend on the desired relationship between the weight of the drilling mud column and the downhole pressure that will be encountered. As different formations will be penetrated during the drilling, the downhole pressure will be able to change significantly. With the equipment currently available, there is no possibility of accurately sensing the formation pressure as the drill bit penetrates the formation. The formation pressure may then be lower than expected, which will allow the mud density to be lowered, or the formation pressure may be higher than expected, which may possibly result in a pressure backlash. As this information is not readily available to the drilling operator, it may consequently happen that the drilling mud can be maintained at too high or too low a density for maximum efficiency and greatest possible safety.

WO 96/30628 med tittel "Formation Isolation and testing Apparatus and Method" beskriver et apparat og en fremgangsmåte for å få tak i prøver av uberørt formasjonsfluidum ved å bruke en arbeidsstreng utformet for å gjennomføre andre oppgaver nedihulls så som boring, vedlikeholdsoperasjoner og gjenopptakelses-operasjoner. Et utvidbart element går ut mot formasjonsveggen for å få tak i den uberørte fluidumsprøven. Men testverktøyet er i standby-stilling blir det utvidbare elementet trukket tilbake i arbeidsstrengen beskyttet av en annen struktur mot å bli ødelagt under arbeidsstrengens arbeid. Apparatet brukes til å undersøke nedihulls-betingelser mens en arbeidsstreng brukes og målingene kan brukes til å justere arbekJsfluidenes egenskaper uten at arbeidsstrengen må trekkes ut av borehullet. Når det utvidbare element er en pakning kan apparatet brukes til å forhindre at et slag når opp til overflaten, justere tettheten til borefluidumet og for deretter å fortsette med bruke arbeidsstrengen. WO 96/30628 entitled "Formation Isolation and testing Apparatus and Method" describes an apparatus and method for obtaining samples of pristine formation fluid using a work string designed to carry out other tasks downhole such as drilling, maintenance operations and resumption operations. An expandable element extends against the formation wall to obtain the pristine fluid sample. But the test tool is in the standby position, the expandable element is retracted into the work string protected by another structure from being destroyed during the work string's operation. The device is used to investigate downhole conditions while a work string is being used and the measurements can be used to adjust the properties of the working fluids without the work string having to be pulled out of the borehole. When the expandable element is a gasket, the device can be used to prevent a blow from reaching the surface, adjust the density of the drilling fluid and then continue using the work string.

Det er derfor behov for en fremgangsmåte og et apparat som vil muliggjøre trykkutprøving og fluidstikkprøving av potensielle hydrokarbonreservoarer så snart borehullet er blitt boret inn i reservoaret, uten fjerning av borestrengen. Videre er det behov for en fremgangsmåte og et apparat som vil muliggjøre justering av borefluidets densitet som reaksjon på forandringer i nedhullstrykk, for derved å oppnå størst mulig boreeffektivitet. Endelig er det behov for en fremgangsmåte og et apparat som vil gjøre det mulig å hindre utblåsning nede i borehullet, for derved å fremme utboringssikkerheten. There is therefore a need for a method and an apparatus which will enable pressure testing and fluid penetration testing of potential hydrocarbon reservoirs as soon as the borehole has been drilled into the reservoir, without removal of the drill string. Furthermore, there is a need for a method and an apparatus that will enable adjustment of the drilling fluid's density in response to changes in downhole pressure, thereby achieving the greatest possible drilling efficiency. Finally, there is a need for a method and an apparatus which will make it possible to prevent blowout down the borehole, thereby promoting drilling safety.

KORT SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

En formasjonsutprøvingsmetode og et utprøvingsapparat vil bli beskrevet. Dette utprøvingsapparat er montert på en arbeidsstreng for bruk i en borebrønn fylt med fluid. Det kan være en arbeidsstreng konstruert for utboring, gjeninnfø-ringsarbeide eller overhalingsanvendelser. Som det vil være påkrevet for mange av disse anvendelser, bør borestrengen være i stand til å trenge inn i sterkt avvikende borehull, også horisontalt eller til og med oppoverrettet. For å kunne være maksimalt nyttig for å oppnå formålene for foreliggende oppfinnelse må arbeidsstrengen derfor være en slik streng som er i stand til å kunne tvangsdrives inn i hullet, i stedet for bare å kunne falle ned slik som en ledningskabel. Arbeidsstrengen kan inneholde utstyr for måling under utboring samt en borkrone, eller andre drivelementer. Formasjonsprøveapparatet kan omfatte minst én utvidbar pakning eller annen utvidbar struktur som kan ekspandere eller strekkes ut til kontakt med veggen i borebrønnen, midler for bevegelse av fluid, slik som en pumpe, for derved å kunne ta inn formasjonsfluid, en ikke-roterende muffe, en forlengbar stabilisatorskovl, en kjerneuttaksinnretning, samt minst én føler for å måle en karakteris-tisk egenskap ved fluidet. Dette prøveapparat vil også inneholde reguleringsmidler for å styre de forskjellige ventiler eller pumper som anvendes for å regulere fluid-strømningen. Følerne og andre instrumenter samt reguleringsutstyret må bæres av redskapet. Dette redskap må ha kommunikasjonsutstyr som er i stand til å kommunisere med jordoverflaten, og data kan da telemetreres til overflaten eller lagres i et nedhulls datalager for senere gjenvinning. A formation testing method and testing apparatus will be described. This test apparatus is mounted on a work string for use in a borehole filled with fluid. It may be a work string designed for drilling, re-entry work or overhaul applications. As will be required for many of these applications, the drill string should be able to penetrate highly deviated boreholes, including horizontally or even upwards. Therefore, in order to be maximally useful in achieving the purposes of the present invention, the working string must be such a string that is capable of being forced into the hole, rather than simply being able to fall down like a wire cable. The work string may contain equipment for measurement during drilling as well as a drill bit or other drive elements. The formation test apparatus may comprise at least one expandable packing or other expandable structure which can expand or extend into contact with the wall of the borehole, means for movement of fluid, such as a pump, to thereby be able to take in formation fluid, a non-rotating sleeve, a extendable stabilizer vane, a core withdrawal device, as well as at least one sensor to measure a characteristic property of the fluid. This test apparatus will also contain regulating means to control the various valves or pumps used to regulate the fluid flow. The sensors and other instruments as well as the regulation equipment must be carried by the tool. This tool must have communication equipment capable of communicating with the earth's surface, and data can then be telemetered to the surface or stored in a downhole data storage for later recovery.

Fremgangsmåten omfatter utboring eller nyinntrenging av et utboret hull samt valg av et passende underjordisk reservoar. Trykket eller en annen parame-ter ved fluidet i borebrønnen ved reservoaret, berggrunnen, eller begge, kan da måles. Det utvidbare element, slik som en pakning eller en prøvesonde, anbringes mot borehullets vegg for å isolere et parti av borehullet eller i det minste et avsnitt av borehullets vegg. I en utførelse med ikke-dreibar muffe, kan borestrengen fortsette å rotere og drives frem samtidig som muffen holdes stillestående under ut-førelse av prøven. The procedure includes drilling or re-entering a drilled hole as well as selecting a suitable underground reservoir. The pressure or another parameter of the fluid in the borehole at the reservoir, the bedrock, or both, can then be measured. The expandable element, such as a packing or a test probe, is placed against the borehole wall to isolate a portion of the borehole or at least a section of the borehole wall. In an embodiment with a non-rotating sleeve, the drill string can continue to rotate and be driven forward while the sleeve is kept stationary during execution of the test.

Hvis to pakningsanordninger anvendes, vil denne danne et øvre ringrom, et nedre ringrom og et midlere ringrom inne i borebrønnen. Det midlere ringrom til-svarer det isolerte parti av borehullet, og er da posisjonsinnstilt på det reservoar som skal utprøves. Derpå blir trykket, eller en annen egenskap målt inne i det mellomliggende ringrom. Brønnborefluidet, som først og fremst utgjøres av boreslam, kan da trekkes ut fra mellomringrommet ved hjelp av pumpen. Det nivå hvor trykket inne i mellomringrommet stabiliseres kan så måles, og dette vil da tilsvare formasjonstrykket. Trykk kan også påføres for å frakturere formasjonen, eller for å utføre en trykkprøve på denne. Ytterligere utvidbare elementer kan også anordnes for å isolere to eller flere gjennomtrengelige soner. Dette tillater da utpumping av fluid fra én eller flere av sonene til én eller flere av de øvrige soner. If two packing devices are used, this will form an upper annulus, a lower annulus and a middle annulus inside the borehole. The middle annulus corresponds to the isolated part of the borehole, and is then positioned on the reservoir to be tested. The pressure, or another property, is then measured inside the intermediate annulus. The well drilling fluid, which primarily consists of drilling mud, can then be extracted from the intermediate annulus with the help of the pump. The level at which the pressure inside the intermediate annulus stabilizes can then be measured, and this will then correspond to the formation pressure. Pressure can also be applied to fracture the formation, or to perform a pressure test on it. Additional expandable elements can also be provided to isolate two or more permeable zones. This then allows the pumping out of fluid from one or more of the zones to one or more of the other zones.

Alternativt kan et stempel eller en annen prøvesonde strekkes ut fra prøve-apparaturen for avtettet kontakt med borehullets vekt, eller et annet utvidbart element kan utvides for å frembringe en sone hvorfra hovedsakelig uberørt formasjonsfluid kan trekkes ut. Dette kunne også vært oppnådd ved å strekke ut en lokaliseringsarm eller stabiliseringsribbe fra den ene side av prøveredskapet, for derved å bringe den motsatte side av prøveredskapet til kontakt med borehullets vegg, slik at det derved frigjøres en prøvetakningsport for formasjonsfluidet. Uavhengig av det apparat som anvendes er formålet å opprette en sone av uberørt formasjonsfluid, og hvorfra det kan tas ut en fluidprøve eller kjernestikkprøve, eller hvori fluidets egenskaper kan måles. Dette kan oppnås på forskjellige måter. Det førstnevnte eksempel ovenfor går ut på å bruke opp-pumpbare pakninger for å isolere et parti av hele borehullets omfang, og derpå trekke ut borefluid fra det isolerte område inntil dette fylles av formasjonsfluid. I henhold til de øvrige eksempler som er gitt oppnås formålet ved å utvide et element mot et sted på borehullets vegg, slik at formasjonen derved direkte kontaktes og borefluid trekkes ut. Alternatively, a piston or other sample probe may be extended from the sample apparatus for sealed contact with the weight of the borehole, or another expandable element may be expanded to produce a zone from which substantially pristine formation fluid may be withdrawn. This could also have been achieved by extending a locating arm or stabilization rib from one side of the test tool, thereby bringing the opposite side of the test tool into contact with the wall of the borehole, so that a sampling port for the formation fluid is thereby released. Regardless of the apparatus used, the purpose is to create a zone of untouched formation fluid, from which a fluid sample or core sample can be taken, or in which the fluid's properties can be measured. This can be achieved in different ways. The first-mentioned example above involves using inflatable packings to isolate a part of the entire extent of the borehole, and then extracting drilling fluid from the isolated area until it is filled with formation fluid. According to the other examples given, the purpose is achieved by extending an element towards a place on the wall of the borehole, so that the formation is thereby directly contacted and drilling fluid is extracted.

Uansett hvilket apparat som anvendes, må dette være konstruert slik at det er beskyttet under utførelse av de viktigste arbeidsoperasjoner som arbeidsstrengen er beregnet på, slik som utboring, gjeninnføring eller overhaling. Hvis det anvendes en utstrekkbar sonde, kan denne trekkes tilbake inn i redskapet, eller den kan beskyttes ved hjelp av inntilliggende stabilisatorer, eller begge disse metoder kan benyttes. En pakning eller et annet utvidbart elastomerisk element kan trekkes inn i en fordypning i redskapet, eller det kan beskyttes ved hjelp av en muffe eller en annen type deksel. Regardless of which device is used, it must be designed so that it is protected during the performance of the most important work operations for which the work string is intended, such as drilling, reintroduction or overhaul. If an extendable probe is used, this can be retracted into the tool, or it can be protected by means of adjacent stabilizers, or both of these methods can be used. A gasket or other expandable elastomeric element may be retracted into a recess in the tool, or it may be protected by a sleeve or other type of cover.

I tillegg til den trykkføler som er nevnt ovenfor, kan formasjonsprøveappara-tet inneholde en resistivitetsføler for å måle resistiviteten for brønnborefluidet og formasjonsfluidet, eller eventuelt andre følertyper. Borefluidets resistivitet kan være vesentlig forskjellig fra formasjonsfluidets resistivitet. Hvis det anvendes to pakninger, kan resistiviteten for det fluid som pumpes ut fra det mellomliggende ringrom overvåkes for å fastlegge når alt borefluid er blitt trukket ut fra det mellomliggende ringrom. Etter hvert som strømning tilføres fra den isolerte informasjon inn i mellomringrommet, kan resistiviteten av det fluid som pumpes ut fra mellomringrommet overvåkes. Så snart resistiviteten av det uttrukne fluid avviker tilstrek-kelig fra borefluidets resistivitet, antas det at formasjonsfluid da har fylt mellomringrommet, og at utstrømningen er avsluttet. Dette kan også anvendes for å veri-fisere korrekt avtetning for pakningene, da lekkasje av borefluid forbi pakningene vil ha en tendens til å bibeholde resistiviteten på nivå med borefluidets resistivi-tetsverdi. Andre typer følere som kan inngå, er innretninger for å måle mengde-strøm, viskositetsfølere, densitets-måleinnretninger, innretninger for å måle de elektrisitetsverdier, samt optiske spektroskop. In addition to the pressure sensor mentioned above, the formation test apparatus can contain a resistivity sensor to measure the resistivity of the wellbore fluid and the formation fluid, or possibly other sensor types. The resistivity of the drilling fluid can be significantly different from the resistivity of the formation fluid. If two packings are used, the resistivity of the fluid pumped out from the intermediate annulus can be monitored to determine when all the drilling fluid has been withdrawn from the intermediate annulus. As flow is supplied from the isolated information into the interannular space, the resistivity of the fluid pumped out from the interannular space can be monitored. As soon as the resistivity of the extracted fluid deviates sufficiently from the resistivity of the drilling fluid, it is assumed that formation fluid has then filled the intermediate annulus, and that the outflow has ended. This can also be used to verify correct sealing for the seals, as leakage of drilling fluid past the seals will tend to maintain the resistivity at the same level as the resistivity value of the drilling fluid. Other types of sensors that can be included are devices for measuring flow, viscosity sensors, density measuring devices, devices for measuring electricity values, and optical spectroscopes.

Etter innstenging av formasjonen kan trykket i mellomringrommet overvåkes. Det kan også innledes pumping for å trekke formasjonsfluid ut fra mellomringrommet med målt mengdestrøm. Pumping av formasjonsfluid og måling av trykk kan utføres i rekkefølge og etter ønske for å frembringe data som kan anvendes for å beregne forskjellige egenskaper ved formasjonen, slik som dens permeabilitet og størrelse. Hvis det anvendes direkte kontakt med borehullets vegg, heller enn å isolere et avsnitt av borehullet, kan lignende prøver utføres ved å anord-ne prøvekamre inne i prøveapparaturen. Disse testkamre kan opprettholdes på atmosfærisk trykk mens arbeidsstrengen bringes til utboring eller senkes ned i borehullet. Når så det utstrekkbare element er blitt anbrakt i kontakt med formasjonen, og slik at en prøveport er åpnet for formasjonsfluid, kan et utvalgt prøve-kammer bringes i fluidkommunikasjon med prøveporten. Da formasjonsfluidet vil ha et meget høyere trykk enn atmosfæretrykket, vil formasjonsfluid strømme inn i prøvekammeret. På denne måte kan flere prøvekamre anvendes for å utføre forskjellige trykkprøver eller for å ta opp fluid-stikkprøver. After confining the formation, the pressure in the intermediate annulus can be monitored. Pumping can also be initiated to extract formation fluid from the intermediate annulus with a measured flow rate. Pumping of formation fluid and measurement of pressure can be performed in sequence and as desired to produce data that can be used to calculate various properties of the formation, such as its permeability and size. If direct contact with the wall of the borehole is used, rather than isolating a section of the borehole, similar tests can be carried out by arranging test chambers inside the test apparatus. These test chambers can be maintained at atmospheric pressure while the work string is brought to drilling or lowered into the borehole. Once the extendable element has been placed in contact with the formation, and such that a sample port is opened for formation fluid, a selected sample chamber can be brought into fluid communication with the sample port. As the formation fluid will have a much higher pressure than atmospheric pressure, formation fluid will flow into the test chamber. In this way, several test chambers can be used to carry out different pressure tests or to take fluid random samples.

I visse utførelser som anvender utvidbare pakninger, har formasjonsprøve-apparatet innlagt i seg en returstrømningspassasje for borefluidet med det formål å tillate tilbakestrømning av borefluid fra det nedre ringrom til det øvre ringrom. Det inngår også minst én pumpe, som kan være en Venturi-pumpe eller en pumpe av en annet egnet type for å forhindre overtrykksetting i et mellomliggende ringrom. Overtrykksetting kan være uønsket på grunn av eventuelt tap av pakningstet-ninger, eller fordi den kan hemme arbeidsfunksjonen for utvidbare elementer som kan drives av trykkforskjellen mellom arbeidsstrengens indre utboring og ringrommet, eller av en fluidpumpe. For å forhindre overtrykksetting blir borefluid pumpet ned gjennom den langsgående indre utboring i borestrengen forbi den nedre ende av arbeidsstrengen (hvor vanligvis borkronen befinner seg), samt opp til ringrommet. Når fluid kanaliseres gjennom returstrømningspassasjen og Venturipumpen, slik at det opprettes en lavtrykksone ved Venturien og fluidet inne i det mellomliggende ringrom holdes på et lavere trykk enn fluidet i returstrømningspassasjen. In certain embodiments using expandable packings, the formation test apparatus incorporates a return flow passage for the drilling fluid for the purpose of allowing the return flow of drilling fluid from the lower annulus to the upper annulus. It also includes at least one pump, which can be a Venturi pump or a pump of another suitable type to prevent overpressurization in an intermediate annulus. Overpressurization may be undesirable due to possible loss of packing seals, or because it may inhibit the working function of expandable elements which may be driven by the pressure difference between the inner bore of the working string and the annulus, or by a fluid pump. To prevent overpressurization, drilling fluid is pumped down through the longitudinal internal bore in the drill string past the lower end of the work string (where the drill bit is usually located) and up to the annulus. When fluid is channeled through the return flow passage and the Venturi pump, so that a low pressure zone is created at the Venturi and the fluid inside the intermediate annulus is kept at a lower pressure than the fluid in the return flow passage.

Anordningen kan også omfatte en sirkuiasjonsventil for å åpne og lukke den indre utboring i arbeidsstrengen. En parallellventil kan anbringes i arbeidsstrengen og være driftsmessig samordnet med sirkulasjonsventilen for derved å muliggjøre strømning fra arbeidsstrengens indre uboring til ringrommet rundt arbeidsstrengen når sirkulasjonsventilen er avslått. Disse ventiler kan anvendes ved drift av prøveapparatet som en nedhulls utblåsningshindring. The device can also comprise a circulation valve to open and close the internal bore in the working string. A parallel valve can be placed in the work string and be operationally coordinated with the circulation valve to thereby enable flow from the work string's internal unbore to the annulus around the work string when the circulation valve is turned off. These valves can be used when operating the test apparatus as a downhole blowout barrier.

I det tilfelle hvor en innstrømning av reservoarfluidet invaderer borehullet, hvilket iblant kalles et "brønnspark", kan fremgangsmåten omfatte prosesstrinn som går ut på innstilling av de utvidbare pakninger, og derpå posisjonsinnstilling av sirkulasjonsventilen i lukket stilling. Pakningene plasseres i en posisjon som ligger over innstrømningssonen, slik at innstrømningssonen da blir isolert. Parallellventilen blir derpå brakt i åpen stilling. Tilsatser kan så tilføres borefluidet, slik at slammets densitet derved økes. Det tyngre slam sirkuleres nedover arbeidsstrengen og gjennom parallellventilen for å fylle ringrommet. Så snart sirkulasjonen av borefluid med høyere densitet er fullført, kan pakningene frigjøres fra sitt sete og sirkulasjonsventilen åpnes. Utboringen kan da fortsette. In the case where an inflow of the reservoir fluid invades the borehole, which is sometimes called a "well kick", the method can include process steps that involve setting the expandable gaskets, and then setting the position of the circulation valve in the closed position. The gaskets are placed in a position that lies above the inflow zone, so that the inflow zone is then isolated. The parallel valve is then brought into the open position. Additives can then be added to the drilling fluid, so that the density of the mud is thereby increased. The heavier mud is circulated down the working string and through the parallel valve to fill the annulus. As soon as the circulation of higher density drilling fluid is complete, the seals can be released from their seats and the circulation valve opened. Drilling can then continue.

En fordel ved foreliggende oppfinnelse omfatter bruk av trykk- og resistivi-tetsfølere i MWD-utstyret, for derved å kunne tillate dataoverføring av de tilsvarende måleverdier i sanntid. Andre fordeler er at foreliggende oppfinnelse muliggjør utleding av statiske trykk, trykkoppbygninger samt trykknedtrekk ved hjelp av arbeidsstrengen, slik som f.eks. en borestreng, anordnet på plass. Beregning av gjennomtrengelighet og andre reservoarparametere på grunnlag av trykkmålingene kan da oppnås uten å trekke ut borestrengen. An advantage of the present invention includes the use of pressure and resistivity sensors in the MWD equipment, in order thereby to allow data transmission of the corresponding measurement values in real time. Other advantages are that the present invention enables the derivation of static pressure, pressure build-up and pressure reduction with the help of the working string, such as e.g. a drill string, arranged in place. Calculation of permeability and other reservoir parameters on the basis of the pressure measurements can then be achieved without pulling out the drill string.

Pakningene kan plasseres mange ganger, slik at utprøving av flere soner blir mulig. Ved å gjøre måling av nedhullstilstander mulig i sanntid, kan optimale borefluidtiistander fastlegges, og dette vil da være til hjelp ved hullrensing, for å oppnå boresikkerhet samt høyere borehastighet. Når innstrømning av reservoarfluid og -gass trenger inn i borehullet, vil det høye trykk bli holdt tilbake inne i den nedre del av borebrønnen, hvilket i vesentlig grad vil redusere risikoen for at man utsettes for disse trykk på jordoverflaten. Ved å stenge av borebrønnen umiddelbart på oversiden av den kritiske sone, så vil også volumet av innstrømning i bore-brønnen bli redusert i vesentlig grad. The gaskets can be placed many times, so that testing of several zones becomes possible. By making measurement of downhole conditions possible in real time, optimal drilling fluid levels can be determined, and this will then be of help during hole cleaning, to achieve drilling safety and higher drilling speed. When inflow of reservoir fluid and gas penetrates into the borehole, the high pressure will be held back inside the lower part of the borehole, which will significantly reduce the risk of being exposed to these pressures on the earth's surface. By shutting off the borehole immediately on the upper side of the critical zone, the volume of inflow into the borehole will also be reduced to a significant extent.

De nye særtrekk ved denne oppfinnelse, så vel som oppfinnelsen selv vil best kunne forstås ut i fra de vedføyde tegninger sett i sammenheng med følg-ende beskrivelse hvor like henvisningstegn henviser til innbyrdes like deler, og hvori: The new special features of this invention, as well as the invention itself, can best be understood from the attached drawings seen in the context of the following description where like reference signs refer to mutually like parts, and in which:

KORT BESKRIVELSE AV DE FORSKJELLIGE TEGNINGSFIGURER BRIEF DESCRIPTION OF THE DIFFERENT DRAWING FIGURES

Fig. 1 viser et snitt gjennom en del av apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse, slik det vil kunne anvendes sammen med en flytende borerigg, Fig. 1 shows a section through part of the device according to the present invention, as it could be used together with a floating drilling rig,

fig. 2 er en perspektivskisse av en utførelse av foreliggende oppfinnelse, og som omfatter utvidbare pakninger, fig. 2 is a perspective sketch of an embodiment of the present invention, and which includes expandable gaskets,

fig. 3 viser et snitt gjennom den utførelse av foreliggende oppfinnelse som er angitt i fig. 2, fig. 3 shows a section through the embodiment of the present invention which is indicated in fig. 2,

fig. 4 viser et snitt gjennom den utførelse som er vist i fig. 3, med tillegg av et stikkprøvekammer, fig. 4 shows a section through the embodiment shown in fig. 3, with the addition of a sampling chamber,

fig. 5 viser et snitt gjennom den viste utførelse i fig. 3, og som angir strøm-ningsbanen for borefluid, fig. 5 shows a section through the embodiment shown in fig. 3, and which indicates the flow path for drilling fluid,

fig. 6 viser et snitt gjennom en sirkulasjonsventil og en parallellventil som kan inngå i den utførelse som er vist i fig. 3, fig. 6 shows a section through a circulation valve and a parallel valve which can be included in the embodiment shown in fig. 3,

fig. 7 viser et snitt gjennom en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse, og som viser bruk av en sentrifugalpumpe for å tømme mellomringrommet, fig. 7 shows a section through another embodiment of the present invention, and which shows the use of a centrifugal pump to empty the intermediate annulus,

fig. 8 viser skjematisk reguleringsutstyr og kommunikasjonsutstyr som kan anvendes i foreliggende oppfmnelsesgjenstand, fig. 8 schematically shows control equipment and communication equipment that can be used in the present invention,

fig. 9 viser et snitt gjennom en del av apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse og med flere enn to utvidbare elementer, fig. 9 shows a section through part of the apparatus according to the present invention and with more than two expandable elements,

fig. 10 viser et snitt gjennom apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse, og angir en utførelse av en kjerneboringsinnretning, fig. 10 shows a section through the apparatus according to the present invention, and indicates an embodiment of a core drilling device,

fig. 11 er en perspektivskisse av apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse ved bruk av en ikke-roterende muffe, og fig. 11 is a perspective view of the apparatus according to the present invention using a non-rotating sleeve, and

fig. 12 viser et snitt gjennom den utførelse som er vist i fig. 11. fig. 12 shows a section through the embodiment shown in fig. 11.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Det skal henvises til fig. 1, hvor det er vist en typisk borerigg 2 med en borebrønn 4 som strekker seg fra denne, slik det umiddelbart vil forstås av vanlige fagkyndige på området. Boreriggen 2 har en arbeidsstreng 6 som i den viste utfør-else er en borestreng. Borestrengen 6 er påført en borkrone 8 for utboring av borebrønnen 4.1 henhold til foreliggende oppfinnelse kan det også brukes andre typer arbeidsstrenger, og kan utnytte skjøtet rørledning så vel som kveilet rørled-ning eller en annen arbeidsstreng med liten diameter, stik som et dempningsrør. Fig. 1 angir boreriggen 2 plassert på et boreskip S med et stigerør som strekker seg fra boreskipet S til sjøbunnen F. Reference should be made to fig. 1, where a typical drilling rig 2 is shown with a borehole 4 extending from it, as will be immediately understood by ordinary experts in the field. The drilling rig 2 has a working string 6 which in the embodiment shown is a drill string. The drill string 6 is applied to a drill bit 8 for drilling out the borehole 4.1 according to the present invention, other types of work strings can also be used, and can utilize spliced pipeline as well as coiled pipeline or another work string with a small diameter, straight as a damping pipe. Fig. 1 indicates the drilling rig 2 placed on a drilling ship S with a riser that extends from the drilling ship S to the seabed F.

Hvis det er hensiktsmessig kan borestrengen 6 ha en nedhulls boremotor 10. Innlagt i borestrengen 6 på oversiden av borkronen 8 befinner det seg slampulstelemetri-utstyr 12 som kan omfatte minst én føler 14, slik som et kjerne-loggeinstrument. Følerne 14 avføler nedhults borebrønnens egenskaper, borkronen samt reservoaret, idet stike følere vil være velkjent innenfor fagområdet. Bunnsammenstillingen i hullet inneholder også formasjonsprøveapparatet 16 i henhold til foreliggende oppfinnelse, og som vil bli mer detaljert beskrevet i det følgende. Som det er vist, gjennomtrenges ett eller flere underjordiske reservoarer 18 av borebrønnen 4. If it is appropriate, the drill string 6 can have a downhole drilling motor 10. Embedded in the drill string 6 on the upper side of the drill bit 8 is mud pulse telemetry equipment 12 which can include at least one sensor 14, such as a core logging instrument. The sensors 14 sense the characteristics of the downhole borehole, the drill bit and the reservoir, as stick sensors will be well known within the field. The bottom assembly in the hole also contains the formation test apparatus 16 according to the present invention, which will be described in more detail below. As shown, one or more underground reservoirs 18 are penetrated by the borehole 4.

Fig. 2 viser en utførelse av formasjonsprøveapparatet 16 angitt i perspektiv, samt med utvidbare pakninger 24,26 tilbaketrukket i forsenkninger i redskaps-legemet. Stabiliseirngsribber 20 er også vist mellom pakningene 24,26 og anordnet rundt redskapets omkrets og radialt ragende utover. Også vist er innløpsporter forflere returstrømningspassasjer 36 for borefluid, samt en nedtrekkspassasje 41 som vil bli nærmere beskrevet nedenfor. Fig. 2 shows an embodiment of the formation test apparatus 16 shown in perspective, as well as with expandable gaskets 24,26 retracted into recesses in the tool body. Stabilizing ribs 20 are also shown between the gaskets 24,26 and arranged around the tool's circumference and radially extending outwards. Also shown are inlet ports for several return flow passages 36 for drilling fluid, as well as a drawdown passage 41 which will be described in more detail below.

Det skal nå henvises til fig. 3, hvor det er vist en utførelse av formasjons-prøveapparatet 16 posisjonsinnstilt inntil reservoaret 18. Prøveapparatet 16 inneholder en øvre utvidbar pakning 24 og en nedre utvidbar pakning 26 for avtettende anlegg mot veggen av borebrønnen 4. Pakningene 24, 26 kan utvides ved hjelp av hvilket som helst utstyr som er kjent innenfor fagområdet. Oppblåsbart paknings-utstyr er velkjent innenfor fagområdet, idet oppblåsningen finner sted ved å drive inn et trykksatt fluid i pakningen. Eventuelle deksler for de utvidbare pakningsele-menter kan også inngå for å avskjerme pakningselementene fra den skadelige virkning fra dreining i borehullet, kollisjon med borehullets vegg, samt andre krefter som kan påtreffes under utboringen eller annet arbeide som utføres av borestrengen. Reference must now be made to fig. 3, where an embodiment of the formation test apparatus 16 is shown positioned next to the reservoir 18. The test apparatus 16 contains an upper expandable gasket 24 and a lower expandable gasket 26 for sealing against the wall of the borehole 4. The gaskets 24, 26 can be expanded by means of any equipment known in the art. Inflatable packing equipment is well known in the field, as the inflation takes place by driving a pressurized fluid into the packing. Any covers for the expandable packing elements can also be included to shield the packing elements from the harmful effect of rotation in the borehole, collision with the borehole wall, as well as other forces that may be encountered during drilling or other work carried out by the drill string.

En passasje 27 for høytrykks borefluid er utformet mellom den langsgående indre utboring 7 og en reguleringsventil 30 med ekspansjonselement. En passasje 28 for oppblåsningsfluid fører fluid fra en første åpning på reguleringsventilen 30 til pakningene 24, 26. Passasjen 28 for oppblåsningsfluid avgrenes til en første passasjegren 28A som er forbundet med den oppblåsbare pakning 26 og en annen passasjegren 28B som er tilkoplet den oppblåsbare pakning 24. En andre åpning på reguleringsventilen 30 er forbundet med en drivfluidpassasje 29, som fører til en sylinder 35 utformet inne i det ytre hylster for prøveredskapet 16. En tredje åpning på reguleringsventilen 30 er koplet til en lavtrykkspassasje 31, som fører til én av flere returstrømningspassasjer 36. Alternativt kan lavtrykkspassasjen 31 føre til en Venturi-pumpe 38 eller til en sentrifugalpumpe 53, slik det vil bli nærmere omtalt nedenfor. Reguleringsventilen 30 og andre reguleringselementer som vil bli beskrevet, kan styres fra et nedhulls elektronisk reguleringsutstyr 100 som er angitt i fig. 8, slik det vil bli beskrevet mer detaljert i det følgende. A passage 27 for high-pressure drilling fluid is formed between the longitudinal inner bore 7 and a control valve 30 with expansion element. A passage 28 for inflation fluid leads fluid from a first opening on the control valve 30 to the seals 24, 26. The passage 28 for inflation fluid branches off into a first passage branch 28A which is connected to the inflatable seal 26 and another passage branch 28B which is connected to the inflatable seal 24 A second opening on the control valve 30 is connected to a drive fluid passage 29, which leads to a cylinder 35 formed inside the outer casing for the test tool 16. A third opening on the control valve 30 is connected to a low pressure passage 31, which leads to one of several return flow passages 36. Alternatively, the low-pressure passage 31 can lead to a Venturi pump 38 or to a centrifugal pump 53, as will be discussed in more detail below. The control valve 30 and other control elements that will be described can be controlled from a downhole electronic control equipment 100 which is indicated in fig. 8, as will be described in more detail below.

Det kan innses at reguleringsventilen 30, etter valg, kan innstilles til å trykk-sette sylinderen 35 eller pakningene 24, 26 med det høytrykks-borefluid som strømmer i den langsgående utboring 7. Dette kan bringe stempelet 45 eller pakningene 24, 26 til å strekkes ut til kontakt med veggen av borehullet 4. Så snart denne utvidelse er oppnådd, kan omstilling av reguleringsventilen 30 låse vedkommende element på plass. Det kan også innses at reguleringsventilen 30 etter valg kan innstilles til å anbringe sylinderen 35 eller pakningene 24, 26 i f lu id kommunikasjon med en passasje med lavt trykk, slik som returstrømningspassasjen 36. Hvis returfjær-midler er anvendt i sylinderen 35 eller pakningene 24, 26, slik det vil være velkjent innenfor fagområdet, vil stempelet 45 bli trukket tilbake inn i sylinderen 35, mens pakningene 24, 26 vil bli trukket inn i sine respektive forsenkninger. Som det vil bli forklart nedenfor ved omtale av fig. 7, kan alternativt lavtrykkspassasjen 31 være koplet til en sugeinnretning, slik som en pumpe, for å trekke stempelet 45 inn i sylinderen 35, eller for å trekke pakningene 24, 26 inn i sine fordypninger. It can be appreciated that the control valve 30 can optionally be set to pressurize the cylinder 35 or the seals 24, 26 with the high pressure drilling fluid flowing in the longitudinal bore 7. This can cause the piston 45 or the seals 24, 26 to stretch out to contact with the wall of the borehole 4. As soon as this expansion is achieved, adjustment of the control valve 30 can lock the relevant element in place. It can also be appreciated that the control valve 30 can optionally be set to place the cylinder 35 or the gaskets 24, 26 in fluid communication with a low pressure passage, such as the return flow passage 36. If return spring means are used in the cylinder 35 or the gaskets 24, 26, as will be well known in the art, the piston 45 will be retracted into the cylinder 35, while the gaskets 24, 26 will be retracted into their respective depressions. As will be explained below when referring to fig. 7, the low-pressure passage 31 can alternatively be connected to a suction device, such as a pump, to draw the piston 45 into the cylinder 35, or to draw the seals 24, 26 into their recesses.

Så snart de oppblåsbare pakninger 24, 26 er blitt blåst opp, vil det bli dannet et øvre ringrom 32, et midlere ringrom 33 og et nedre ringrom 34. Dette vil kla-rere fremgå av fig. 5. De oppblåste pakninger 24, 26 isolerer et parti av borebrøn-nen 4 inntil det reservoar 18 som skal utprøves. Så snart pakningene 24, 26 er brakt til anlegg mot veggen av borebrønnen 4, kan det nøyaktige volum av det mellomliggende ringrom 33 beregnes, hvilket vil kunne utnyttes ved trykkutprøv-ningsteknikker. As soon as the inflatable gaskets 24, 26 have been inflated, an upper annular space 32, a middle annular space 33 and a lower annular space 34 will be formed. This will be more clearly seen from fig. 5. The inflated gaskets 24, 26 insulate a part of the borehole 4 up to the reservoir 18 to be tested. As soon as the gaskets 24, 26 have been brought into contact with the wall of the borehole 4, the exact volume of the intermediate annulus 33 can be calculated, which can be utilized in pressure testing techniques.

Prøveapparatet 16 inneholder minst én fluidføleranordning 46 for å avføle egenskaper ved de forskjellige fluider som påtreffes. Føleranordningen 46 kan omfatte en resistivitetsføler for å bestemme fluidets resistivitet. Det kan også inngå en dielektrisk føler for å avføle fluidets dielektriske egenskaper, samt en trykk-føler for avføling av fluidtrykket. Andre følertyper som kan inngå, er måleinnretninger for mengdestrøm, viskositetsfølere, densitetsmålende innretninger, samt optiske spektroskop. En rekke passasjer 40A, 40B, 40C og 40D er også anordnet for forskjellige formål, slik som å trekke en uberørt formasjonsprøve ut ved hjelp av stempelet 45, føring av fluid til en føler 46, samt retur av fluid til returstrøm-ningspassasjen 36. En prøvefluidpassasje 40A passerer ved hjelp av stempelet 45 fra dets ytre overflate 47 til en sideåpning 49. Et avtetningselement kan være anordnet på yttersiden 47 av stempelet 45 for å sikre at den oppnådde stikkprøve utgjøres av uberørt formasjonsfluid. Dette isolerer faktisk et parti av borebrønnen fra borefluid eller eventuelle andre forurensningskilder eller trykkilder. The test apparatus 16 contains at least one fluid sensor device 46 to sense properties of the various fluids encountered. The sensor device 46 may comprise a resistivity sensor to determine the resistivity of the fluid. It can also include a dielectric sensor for sensing the fluid's dielectric properties, as well as a pressure sensor for sensing the fluid pressure. Other sensor types that can be included are measuring devices for quantity flow, viscosity sensors, density measuring devices and optical spectroscopes. A number of passages 40A, 40B, 40C and 40D are also provided for various purposes, such as extracting a pristine formation sample by means of the plunger 45, guiding fluid to a sensor 46, as well as returning fluid to the return flow passage 36. A sample fluid passage 40A passes by means of the piston 45 from its outer surface 47 to a side opening 49. A sealing element may be arranged on the outer side 47 of the piston 45 to ensure that the sample obtained consists of untouched formation fluid. This actually isolates a part of the borehole from drilling fluid or any other sources of contamination or pressure sources.

Når stempelet 45 er strukket ut fra redskapet, kan stempelets sideåpning 49 bringes på linje med en sideåpning 51 i sylinderen 35. En pumpeinnløpspassa-sje 40B forbinder sylinderens sideåpning 51 med innløpet for en pumpe 53. Pumpen 53 kan være en sentrifugalpumpe som drives av et turbinhjul 55 eller en annen egnet drivanordning. Turbinhjulet 55 kan drives av strømning gjennom en for-biføringspassasje 84 mellom den langsgående utboring 7 og returstrømningspas-sasjen 36. Alternativt kan pumpen 53 være en egnet pumpe av annen type. En pumpeutløpspassasje 40C er koplet mellom utløpet for pumpen 53 og føleranord-ningen 46. En prøvefluid-returpassasje 40D er forbundet med føleren 46 og retur-strømningspassasjen 36. Passasjen 40D har i seg en ventil 48 for åpning og lukking av denne passasje 40D. When the piston 45 is extended from the tool, the piston's side opening 49 can be aligned with a side opening 51 in the cylinder 35. A pump inlet passage 40B connects the cylinder's side opening 51 with the inlet for a pump 53. The pump 53 can be a centrifugal pump driven by a turbine wheel 55 or another suitable drive device. The turbine wheel 55 can be driven by flow through a forward passage 84 between the longitudinal bore 7 and the return flow passage 36. Alternatively, the pump 53 can be a suitable pump of another type. A pump outlet passage 40C is connected between the outlet for the pump 53 and the sensor device 46. A sample fluid return passage 40D is connected to the sensor 46 and the return flow passage 36. The passage 40D has in it a valve 48 for opening and closing this passage 40D.

Som det vil fremgå av fig. 4 kan det være anordnet en oppsamlingspassa-sje 40E for stikkprøver og som forbinder passasjene 40A, 40B, 40C og 40D med den nedre stikkprøvemodul, som er generelt angitt ved 52. Passasjen 40E fører til justerbart strupningsutstyr 74 og til stikkprøvekammeret 56, for opptak av en stikk-prøve. Oppsamlingspassasjen 40E for stikkprøver har i seg en kammerinnløps-ventii 58 for åpning og lukking av innløpet til stikkprøvekammeret 56. Dette stikk-prøvekammer 56 har en bevegelig skjermvegg 72 for å skille stikkprøvefluidet fra et sammentrykkbart fluid, slik som luft, for derved å lette uttrekk av stikkprøven, slik det vil bli omtalt nedenfor. En utløpspassasje fra stikkprøvekammeret 56 er også anordnet, og er da utstyrt med en kammerutløpsventil 62, som kan være en manuell ventil. Det er også anordnet en prøveutstøtningsventil 60, som kan være en manuell ventil. Passasjene fra ventilene 60 og 62 er koplet til ytre porter (ikke vist) på redskapet. Ventilene 62 og 60 tillater fjerning av stikkprøvefluid så snart arbeidsstrengen 6 er blitt trukket ut fra brønnutboringen, slik det vil bli omtalt nedenfor. Alternativt kan stikkprøvekammeret 56 gjøres uttrekkbart ved hjelp av ledningskabel, ved hjelp av midler som vil være velkjent innenfor fagområdet. As will be seen from fig. 4, a collection passage 40E may be provided for random samples and which connects the passages 40A, 40B, 40C and 40D with the lower sampling module, which is generally indicated at 52. The passage 40E leads to adjustable throttling equipment 74 and to the random sample chamber 56, for receiving a spot test. The sample collection passage 40E has within it a chamber inlet valve 58 for opening and closing the inlet to the sample chamber 56. This sample chamber 56 has a movable screen wall 72 to separate the sample fluid from a compressible fluid, such as air, thereby facilitating extraction of the random sample, as will be discussed below. An outlet passage from the sampling chamber 56 is also arranged, and is then equipped with a chamber outlet valve 62, which can be a manual valve. A test ejection valve 60 is also provided, which may be a manual valve. The passages from the valves 60 and 62 are connected to outer ports (not shown) on the tool. Valves 62 and 60 allow sampling fluid to be removed as soon as the work string 6 has been withdrawn from the wellbore, as will be discussed below. Alternatively, the sampling chamber 56 can be made extractable by means of a lead cable, by means which will be well known in the art.

Når pakningene 24, 26 er blåst opp, vil de danne tetning mot veggen av borebrønnen 4, og etter hvert som de fortsetter å utvides til fast anlegg, vil pakningene 24, 26 utvides litt inn i det mellomliggende ringrom 33. Hvis fluid er innestengt inne i det mellomliggende ringrom 33, kan denne utvidelse ha en tendens til å øke trykket i mellomringrommet 33 til et nivå over trykket i det nedre ringrom 34 og det øvre ringrom 32. For drift av utstrekkbare elementer, slik som stempler 45 er det ønskelig å ha trykket i den langsgående utboring 7 i borestrengen 6 høyere enn trykket i mellomringrommet 33. En Venturi-pumpe 33 anvendes derfor for å hindre overtrykksetting av mellomringrommet 33. When the packings 24, 26 are inflated, they will form a seal against the wall of the wellbore 4, and as they continue to expand to a fixed location, the packings 24, 26 will expand slightly into the intervening annulus 33. If fluid is trapped inside in the intermediate annulus 33, this expansion may tend to increase the pressure in the intermediate annulus 33 to a level above the pressure in the lower annulus 34 and the upper annulus 32. For operation of extensible elements, such as pistons 45, it is desirable to have the pressure in the longitudinal bore 7 in the drill string 6 is higher than the pressure in the intermediate annulus 33. A Venturi pump 33 is therefore used to prevent overpressurization of the intermediate annulus 33.

Borestrengen 6 inneholder flere returstrømningspassasjer 36 for borefluid for det formål å tillate returstrømning av borefluid fra det nedre ringrom 34 til det øvre ringrom 32 når pakningene 24, 26 befinner seg i utvidet tilstand. En Venturi-pumpe 38 er anordnet inne i minst én av returstrømningspassasjene 36, og dens oppbygning er utført for å danne en sone med lavere trykk, som da kan anvendes for å hindre overtrykksetting i mellomringrommet 33, via nedtrekkspassasjen 41 og nedtrekks-reguleringsventilen 42. På lignende måte kan Venturi-pumpen 38 være tilsluttet lavtrykkspassasjen 31, slik at den lavtrykkssone som dannes ved hjelp av Venturi-pumpen 38 kan anvendes for tilbaketrekking av stempelet 45 eller pakningene 24, 26. Alternativt, og som forklart nedenfor ved omtale av fig. 7, kan en annen type pumpe anvendes for dette formål. The drill string 6 contains several return flow passages 36 for drilling fluid for the purpose of allowing the return flow of drilling fluid from the lower annulus 34 to the upper annulus 32 when the seals 24, 26 are in the expanded state. A Venturi pump 38 is arranged inside at least one of the return flow passages 36, and its structure is designed to form a zone of lower pressure, which can then be used to prevent overpressurization in the intermediate annulus 33, via the downdraft passage 41 and the downdraft control valve 42. In a similar way, the Venturi pump 38 can be connected to the low-pressure passage 31, so that the low-pressure zone formed by the Venturi pump 38 can be used for retracting the piston 45 or the seals 24, 26. Alternatively, and as explained below when referring to fig. 7, another type of pump can be used for this purpose.

Flere returstrømningspassasjer kan være anordnet, slik som vist i fig. 2. Én av returstrømningspassasjene 36 anvendes for å drive Venturi-pumpen 38. Som vist i fig. 3 og fig. 4, har returstrømningspassasjen 36 en generelt konstant indre diameter inntil Venturi-begrensningen 70 påstøtes. Som vist i fig. 5, blir borefluid pumpet nedover den langsgående utboring 7 i arbeidsstrengen 6 for å løpe ut nær den nedre ende av borestrengen ved borkronen 8, for retur oppover i det ringformede område, slik som angitt ved strømningspilene. Hvis det antas at de oppblåsbare pakninger, 24, 26 er blitt innstilt og at en tetning er blitt opprettet mot bore-brønnen 4, så vil den ringformede strømning bli avledet gjennom returstrømnings-passasjene 36. Når denne strømning nærmer seg Venturi-innsnevringen 70, vill det finne sted et trykkfall, slik at Venturi-virkningen vil frembringe en lavtrykkssone i Venturien. Denne lavtrykkssone kommuniserer med mellomringrommet 33 gjennom nedtrekkspassasjen 41, og hindrer dermed enhver overtrykkssetting av mellomringrommet 33. Several return flow passages can be arranged, as shown in fig. 2. One of the return flow passages 36 is used to drive the Venturi pump 38. As shown in FIG. 3 and fig. 4, the return flow passage 36 has a generally constant internal diameter until the Venturi restriction 70 is encountered. As shown in fig. 5, drilling fluid is pumped down the longitudinal bore 7 in the work string 6 to exit near the lower end of the drill string at the drill bit 8, for return upwards in the annular region, as indicated by the flow arrows. Assuming that the inflatable packings, 24, 26 have been set and that a seal has been established against the wellbore 4, then the annular flow will be diverted through the return flow passages 36. As this flow approaches the venturi constriction 70, a pressure drop will take place, so that the Venturi effect will produce a low-pressure zone in the Venturi. This low-pressure zone communicates with the intermediate annulus 33 through the downdraft passage 41, and thus prevents any overpressurization of the intermediate annulus 33.

Returstrømningspassasjen 36 inneholder også en ventil 39 og en utløps-ventil 80 for åpning og lukking av returstrømningspassasjen 36, slik at det øvre ringrom 32 kan isoleres fra det nedre ringrom 34. Forbiføringspassasjen 84 forbinder den langsgående utboring 7 i borestrengen 6 med returstrømnings-passasjen 36. The return flow passage 36 also contains a valve 39 and an outlet valve 80 for opening and closing the return flow passage 36, so that the upper annulus 32 can be isolated from the lower annulus 34. The bypass passage 84 connects the longitudinal bore 7 in the drill string 6 with the return flow passage 36 .

Det skal nå henvises til fig. 6, hvor det er vist enda et annet mulig særtrekk ved foreliggende oppfinnelse, og hvor det i borestrengen 6 er installert en sirkulasjonsventil 90 for å åpne og lukke den indre utboring 7 i borestrengen 6. Det inngår også en parallellventil 92, anordnet i den parallelle passasje 94, for å mulig-gjøre strømning fra den indre utboring 7 i borestrengen 6 til det øvre ringrom 32. Resten av formasjonsprøveren er da utført på samme måte som tidligere beskrevet. Reference must now be made to fig. 6, where yet another possible distinctive feature of the present invention is shown, and where a circulation valve 90 is installed in the drill string 6 to open and close the inner bore 7 in the drill string 6. It also includes a parallel valve 92, arranged in the parallel passage 94, to enable flow from the inner bore 7 in the drill string 6 to the upper annulus 32. The rest of the formation tester is then carried out in the same way as previously described.

Sirkulasjonsventilen 90 og parallellventilen 92 er driftsmessig samordnet med reguleringsutstyret 100. For å drive sirkulasjonsventilen 90, overføres et slampulssignal nedover i hullet, for derved å gi signal til reguleringssystemet 100 om å forandre innstillingen av ventilen 90. Den samme sekvens vil være nødven-dig for å styre parallellventilen 92. Fig. 7 viser alternative midler for å utføre de funksjoner som har funnet sted ved hjelp av Venturi-pumpen 38. Sentrifugalpumpen 53 har sitt innløp forbundet med nedtrekkspassasjen 41 og lavtrykkspassasjen 31. En nedtrekksventil 57 og en prøveinnløpsventil 59 er anordnet i pumpeinnløpspassasjen til henholdsvis mellomringrommet og stempelet. Pumpeinnløpspassasjen er også koplet til lav-trykkssiden av reguleringsventilen 30. Dette muliggjør bruk av pumpen 53, eller en annen lignende pumpe, for uttrekk av fluid fra mellomringrommet 33 gjennom ventilen 57, for å trekke ut en stikkprøve av formasjonsfluid direkte fra formasjonen gjennom ventilen 59, eller for å pumpe ned sylinderen 35 eller pakningene 24, 26. Fig. 7 viser også utstyr for å påføre fluidtrykk på formasjonen, enten gjennom mellomringrommet 33 eller via prøveinnløpsventilen 59. Formålet for å påføre dette fluidtrykk kan enten være for å frakturere formasjonen, eller for å utføre en trykkprøve på denne. En pumpeinnløpsventil 120 og en pumpeinnløpsventil 122 er anordnet i henholdsvis innløpet og utløpet for pumpen 53. Pumpeinnløpsventi-len 120 kan være innnstilt som vist for å bringe pumpeinnløpet i flukt med lavtrykkspassasjen 31, slik det er nødvendig for de arbeidsoperasjoner som er beskrevet ovenfor. Alternativt kan innløpsventilen 120 dreies en kvart omdreining i urviserens retning av reguleringsutstyret 100 for å bringe pumpeinnløpet i flukt med returstrømningspassasjen 36. På lignende måte kan pumpens utløpsventil 122 posisjonsinnstilles som vist for å bringe pumpeutløpet i flukt med returstrøm-ningspassasjen 36, slik det er påkrevet for de arbeidsoperasjoner som er beskrevet ovenfor. Alternativt kan pumpens utløpsventil 122 dreies en kvart omdreining i urviserens retning av reguleringsutstyret 100 for å bringe pumpeutløpet i flukt med lavtrykkspassasjen 31. Ved pumpens innløpsventil 120 innrettet for å kople pum-peinnløpet sammen med returstrømningspassasjen 36 og pumpeutløpsventilen 122 innstilt for å bringe pumpeutløpet i forbindelse med lavtrykkspassasjen 31, kan pumpen 53 drives til å trekke fluid ut fra returstrømningspassasjen 36 for trykksetning av formasjonen via lavtrykkspassasjen 31. Trykksetning av formasjonen kan frembringes gjennom det utstrekkbare stempel 45 med prøveinnløpsven-tilen 59 åpen og nedtrekksventilen 57 lukket. Alternativt kan trykksetting av formasjonen frembringes gjennom ringrommet 33, og da med prøveinnløpsventilen 59 lukket og nedtrekksventilen 57 åpen. The circulation valve 90 and the parallel valve 92 are operationally coordinated with the control equipment 100. To operate the circulation valve 90, a mud pulse signal is transmitted down the hole, thereby giving a signal to the control system 100 to change the setting of the valve 90. The same sequence will be necessary for to control the parallel valve 92. Fig. 7 shows alternative means of performing the functions which have taken place by means of the Venturi pump 38. The centrifugal pump 53 has its inlet connected to the downdraft passage 41 and the low pressure passage 31. A downdraft valve 57 and a test inlet valve 59 are arranged in the pump inlet passage to the intermediate annulus and the piston respectively. The pump inlet passage is also connected to the low-pressure side of the control valve 30. This enables the use of the pump 53, or another similar pump, for extracting fluid from the intermediate annulus 33 through the valve 57, to extract a sample of formation fluid directly from the formation through the valve 59 , or to pump down the cylinder 35 or the seals 24, 26. Fig. 7 also shows equipment for applying fluid pressure to the formation, either through the intermediate annulus 33 or via the sample inlet valve 59. The purpose of applying this fluid pressure can either be to fracture the formation, or to carry out a pressure test on it. A pump inlet valve 120 and a pump inlet valve 122 are respectively arranged in the inlet and outlet of the pump 53. The pump inlet valve 120 can be adjusted as shown to bring the pump inlet flush with the low pressure passage 31, as is necessary for the work operations described above. Alternatively, the inlet valve 120 can be turned a quarter turn clockwise by the control device 100 to bring the pump inlet flush with the return flow passage 36. In a similar manner, the pump outlet valve 122 can be positioned as shown to bring the pump outlet flush with the return flow passage 36, as required for the work operations described above. Alternatively, the pump outlet valve 122 can be turned a quarter turn clockwise by the control gear 100 to bring the pump outlet flush with the low pressure passage 31. At the pump inlet valve 120 arranged to connect the pump inlet together with the return flow passage 36 and the pump outlet valve 122 set to bring the pump outlet into connection with the low pressure passage 31, the pump 53 can be driven to withdraw fluid from the return flow passage 36 for pressurization of the formation via the low pressure passage 31. Pressurization of the formation can be produced through the extendable piston 45 with the sample inlet valve 59 open and the drawdown valve 57 closed. Alternatively, pressurization of the formation can be produced through the annulus 33, and then with the sample inlet valve 59 closed and the drawdown valve 57 open.

Som angitt i fig. 8, omfatter oppfinnelsen bruk av reguleringsutstyr 100 for å regulere de forskjellige ventiler og pumper, samt for å motta utgangssignalene fra føleranordningen 46. Reguleringsutstyret 100 er i stand til å behandle følerinfor-masjonen ved hjelp av den nedhulls anordnede mikroprosessor/regulator 102, og å avlevere vedkommende data til kommunikasjonsgrensesnittet 104, slik at de be-handlede data derpå kan telemetreres ved jordoverflaten ved bruk av vanlig tek-nikk. Det bør bemerkes at forskjellige former for overføringsenergi kan anvendes, slik som siampulser, samt akustisk, optisk eller elektromagnetisk utstyr. Kommunikasjonsgrensesnittet 104 kan kraftforsynes ved hjelp av en nedhulls elektrisk effektkilde 106. Denne effektkilde 106 kan også tilføre effekt til strømningsledning-ens føteranordning 46, mikroprosessor/regulatoren 102, samt de forskjellige ventiler og pumper. As indicated in fig. 8, the invention includes the use of control equipment 100 to regulate the various valves and pumps, as well as to receive the output signals from the sensor device 46. The control equipment 100 is able to process the sensor information using the downhole microprocessor/regulator 102, and to deliver the relevant data to the communication interface 104, so that the processed data can then be telemetered at the earth's surface using normal technology. It should be noted that different forms of transfer energy can be used, such as siampulses, as well as acoustic, optical or electromagnetic equipment. The communication interface 104 can be powered by a downhole electrical power source 106. This power source 106 can also supply power to the flowline's foot device 46, the microprocessor/regulator 102, as well as the various valves and pumps.

Kommunikasjon med jordoverflaten kan oppnås ved hjelp av arbeidsstrengen 6 og da i form av trykkpulser eller ved andre midler, slik det vil være velkjent innenfor fagområdet. Når det gjelder slampulsgenerering, vil slampulsene bli mot-tatt på jordoverflaten via et toveis kommunikasjonsgrensesnitt 108. De således mottatte data vil bli avgitt til overflatedatamaskinen 110 fortolkning og frem-visning. Communication with the earth's surface can be achieved by means of the working string 6 and then in the form of pressure pulses or by other means, as will be well known in the field. When it comes to mud pulse generation, the mud pulses will be received on the earth's surface via a two-way communication interface 108. The data thus received will be sent to the surface computer 110 for interpretation and display.

Kommandosignaler kan sendes nedover fluidkolonnen ved hjelp av kommunikasjonsgrensesnittet 108 for å mottas av kommunikasjonsgrensesnittet 104 nede i borehullet. De således mottatte signaler avgis til mikroprosessor/regulatoren 102 nede i borehullet. Regulatoren 102 vil så gi signaler til vedkommende ventiler og pumper for drift etter ønske. Command signals can be sent down the fluid column using the communication interface 108 to be received by the communication interface 104 down the borehole. The signals thus received are transmitted to the microprocessor/regulator 102 down in the borehole. The regulator 102 will then give signals to the relevant valves and pumps for operation as desired.

Nedhulls-mikroprosessor/regulatoren 102 kan også inneholde en forpro-grammert rekkefølge av prosesstrinn på grunnlag av forut fastlagte kriterier. Etter hvert som nedhullsdata, slik som data for trykk, resistivitet, mengdestrøm, viskosi-tet, densitet, spektralanalyse eller andre data fra en optisk føler, eller dielektrisi-tetskonstanter, mottas, vil derfor mikroprosessoren/regulatoren automatisk sende kommandosignaler ved hjelp av reguleringsutstyret for å håndtere de forskjellige ventiler og pumper. The downhole microprocessor/controller 102 may also contain a pre-programmed sequence of process steps based on predetermined criteria. As downhole data, such as data for pressure, resistivity, flow rate, viscosity, density, spectral analysis or other data from an optical sensor, or dielectric constants, is received, the microprocessor/regulator will therefore automatically send command signals using the control equipment for to handle the various valves and pumps.

Som vist i fig. 9, kan det være hensiktsmessig å ha to eller flere sett av utvidbare pakninger med tilordnet prøveapparatur 16 mellom disse. Ett sett av pakninger kan isolere en første formasjon, mens et annet sett av pakninger kan isolere en andre formasjon. Apparatet kan så anvendes for å pumpe formasjonsfluid fra den første formasjon inn i den andre formasjon. Denne funksjon kan utføres enten fra et ringrom 33 ved den første formasjon til et annet ringrom 33 ved den andre informasjon, ved bruk av de utvidede pakninger for isolasjon av formasjon-ene. Alternativt kan denne funksjon utføres via prøvefluidpassasjer 40A i de to sett av prøveapparatur 16, ved bruk av de utstrukkede stempler 45 for isolasjon av for-masjonene. Det skal atter henvises til fig. 7, hvorfra det vil fremgå at i det første sett prøveapparatur 16 kan f.eks. prøveinnløpsventilen 59 være lukket og nedtrekksventilen 57 åpen. Med pumpeinnløpsventilen 120 og pumpeutløpsventilen 122 innstilt som vist i fig. 7, kan pumpen 53 drives til å pumpe formasjonsfluid fra ringrommet 33 ved den første formasjonen inn i returstrømningspassasjen 36. Denne returstrømningspassasjen 36 kan da strekke seg gjennom arbeidsstrengen 6 til det andre sett med prøveapparatur 16 ved den andre formasjon. Der kan den andre prøveinnløpsventil 59 være lukket mens den andre nedtrekksventil 57 kan være åpen akkurat slik som i det første sett prøveapparatur 16.1 det andre sett prøveapparatur 16 kan imidlertid pumpeinnløpsventilen 120 og pumpeutløpsventi-len 122 være dreid en kvart omdreining i urviserens retning for å gjøre det mulig for den andre pumpe 53 å pumpe det første formasjonsfluid fra returstrømnings-passasjen 36 inn i den andre formasjon via den andre nedtrekksventil 57 samt via ringrommet 33. Varianter av denne prosess kan anvendes for å pumpe formasjonsfluid fra én eller flere formasjoner inn i én eller flere andre formasjoner. Ved den nedre ende av arbeidsstrengen 6, kan det bare være nødvendig å ha én enk-elt utvidbar pakning for å kunne isolere det nedre ringrom. As shown in fig. 9, it may be appropriate to have two or more sets of expandable gaskets with associated test equipment 16 between them. One set of gaskets may isolate a first formation, while another set of gaskets may isolate a second formation. The apparatus can then be used to pump formation fluid from the first formation into the second formation. This function can be carried out either from an annular space 33 at the first formation to another annular space 33 at the second information, using the extended gaskets for isolating the formations. Alternatively, this function can be performed via sample fluid passages 40A in the two sets of sample apparatus 16, using the extended pistons 45 for isolation of the formations. Reference should again be made to fig. 7, from which it will appear that in the first set of test apparatus 16 can e.g. the sample inlet valve 59 be closed and the drawdown valve 57 open. With the pump inlet valve 120 and the pump outlet valve 122 set as shown in fig. 7, the pump 53 can be driven to pump formation fluid from the annulus 33 at the first formation into the return flow passage 36. This return flow passage 36 can then extend through the working string 6 to the second set of test equipment 16 at the second formation. There, the second test inlet valve 59 can be closed while the second pull-down valve 57 can be open just like in the first set of test apparatus 16.1 the second set of test apparatus 16, however, the pump inlet valve 120 and the pump outlet valve 122 can be turned a quarter of a turn in the clockwise direction to make it is possible for the second pump 53 to pump the first formation fluid from the return flow passage 36 into the second formation via the second drawdown valve 57 and via the annulus 33. Variants of this process can be used to pump formation fluid from one or more formations into one or several other formations. At the lower end of the working string 6, it may only be necessary to have one easily expandable gasket to be able to isolate the lower annulus.

Som vist i fig. 10, kan det også være hensiktsmessig å la en kjerneboringsinnretning 124 for formasjonen inngå i prøveapparaturet 16 i henhold til foreliggende oppfinnelse. Kjerneborings-innretningen 124 kan føres inn i formasjonen ved hjelp av utstyr av samme art som det utstyr som er beskrevet ovenfor for utstrek-ning av stempelet 45. Kjerneborings-innretningen 124 kan roteres av en turbin 126 som drives av borefluid gjennom sentralutboringen 7 og en turbininnløpsport 128. Utløpet fra turbinen 126 kan være gjennom en utløpspassasje 130 og en turbinre-guleringsventil 132, som da styres fra reguleringsutstyret 100. Med pakningene 24, 26, utvidet, blir kjerneborings-innretningen 124 strukket ut og rotert for å ta ut en uberørt kjernestikkprøve fra formasjonen. Denne kjernestikkprøve kan så trekkes tilbake inn i arbeidsstrengen 6, hvor en viss kjemisk analyse kan utføres, hvis så ønskes, og kjernestikkprøven kan der bibeholdes i sin uberørte tilstand, innbe-fattet uberørt formasjonsfluid, for uttrekk etter retur av prøveapparaturen 16 til jordoverflaten. As shown in fig. 10, it may also be appropriate to include a core drilling device 124 for the formation in the test apparatus 16 according to the present invention. The core drilling device 124 can be introduced into the formation using equipment of the same type as the equipment described above for extending the piston 45. The core drilling device 124 can be rotated by a turbine 126 which is driven by drilling fluid through the central borehole 7 and a turbine inlet port 128. The outlet from the turbine 126 may be through an outlet passage 130 and a turbine control valve 132, which is then controlled from the control equipment 100. With the gaskets 24, 26 expanded, the coring device 124 is extended and rotated to extract a pristine core sample from the formation. This core sample can then be drawn back into the working string 6, where a certain chemical analysis can be carried out, if desired, and the core sample can there be retained in its pristine state, including pristine formation fluid, for extraction after the return of the sampling apparatus 16 to the earth's surface.

Som vist i fig. 11, kan apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse modi-fiseres ved bruk av en glidende, ikke-roterende muffe 200 for å gjøre det mulig å ta prøver mens utboring eller annen rotasjon av borestrengen finner sted. En ut-trekkbar stabilisatorskovl 216 kan være plassert på siden av prøveredskapet motsatt prøveporten, for det formål å skyve prøveporten mot borehullets vegg, idet til-fellet intet stempel anvendes, eller for å sentrere prøveredskapet i borehullet. En øvre stabilisator 220 og en nedre stabilisator 222 kan i tillegg påføres borestrengen 6 for separat å stabilisere det roterende parti av arbeidsstrengen. As shown in fig. 11, the apparatus of the present invention may be modified by the use of a sliding, non-rotating sleeve 200 to enable sampling while drilling or other rotation of the drill string is taking place. A retractable stabilizer vane 216 can be placed on the side of the test tool opposite the test port, for the purpose of pushing the test port against the borehole wall, in which case no piston is used, or to center the test tool in the borehole. An upper stabilizer 220 and a lower stabilizer 222 can additionally be applied to the drill string 6 to separately stabilize the rotating part of the work string.

Fig. 12 viser et langsgående snitt gjennom den utførelse av prøveapparatu-ren 16 som har en glidende, ikke-roterede muffe 200. Denne sylinderformede ikke-roterende muffe 200 er plassert i en uttagning i den ytre overflate av arbeidsstrengen 6. Rommet mellom den ikke-roterende muffe 200 og arbeidsstrengen er avtettet av en øvre roterbar tetning 202 og en nedre roterbar tetning 204. Flere andre roterbare tetninger 206, 208, 210, 212, 214 kan anvendes for å avtette fluid-passasjer som fører fra den indre utboring i arbeidsstrengen til prøveapparaturen 16, alt etter den spesielle konfigurasjon av vedkommende prøveapparatur som anvendes. Den ikke-roterende muffe 200 er kortere enn den uttagning hvori den er anbrakt, for derved å tillate arbeidsstrengen 6 å bevege seg aksialt i forhold til den stasjonære muffe 200, etter hvert som arbeidsstrengen 6 fremføres under utboringen. En fjær 223 er anordnet mellom den øvre ende av muffen 200 og den øvre ende av uttagningen, for derved å forspenne muffen 200 i retning nedover i forhold til arbeidsstrengen 6. Fig. 12 shows a longitudinal section through the embodiment of the test apparatus 16 which has a sliding, non-rotating sleeve 200. This cylindrical non-rotating sleeve 200 is placed in a recess in the outer surface of the working string 6. The space between the -rotating sleeve 200 and the work string are sealed by an upper rotatable seal 202 and a lower rotatable seal 204. Several other rotatable seals 206, 208, 210, 212, 214 can be used to seal fluid passages leading from the inner bore in the work string to the test apparatus 16, depending on the particular configuration of the relevant test apparatus used. The non-rotating sleeve 200 is shorter than the recess in which it is placed, thereby allowing the working string 6 to move axially in relation to the stationary sleeve 200, as the working string 6 is advanced during the boring. A spring 223 is arranged between the upper end of the sleeve 200 and the upper end of the socket, thereby biasing the sleeve 200 in a downward direction relative to the working string 6.

Ett eller flere utstrekkbare stabiliseringsskovler eller -ribber 216 kan være anordnet på den ikke-roterende muffe 200, på den side som ligger motsatt prøve-stempelet 45 eller prøveportribben 20. En fjernstyrt ribbeutstreknings-ventil 218 kan være anordnet i en passasje 219 som fører fra arbeidsstrengens utboring 7 til et ekspansjonskammer 221 som den utstrekkbare ribbe 216 befinner seg i. Åpning av ribbeutstrekningsventilen 218 fører inn trykksatt borefluid i ekspansjons-kammeret 221, slik at den utstrekkbare ribbe 216 hydraulisk drives til bevegelse utover til kontakt med borehullets vegg. Anleggsskuldre eller begrensningsutstyr som er kjent innenfor fagområdet (ikke vist) kan være anordnet på den utstrekkbare ribbe 216 og den ikke-roterende muffe 200 for å begrense bevegelsesomfan-get for å den utstrekkbare ribbe 216. Videre kan en fjær eller dannet forspennings-element som er kjent innenfor fagområdet (ikke vist) være anordnet for å bringe den utstrekkbare ribbe 216 tilbake til sin hvilestilling etter utligning av det hydrau-liske trykk. One or more extendable stabilizing vanes or ribs 216 may be provided on the non-rotating sleeve 200, on the side opposite the sample piston 45 or sample port rib 20. A remote controlled rib extension valve 218 may be provided in a passage 219 leading from the working string's bore 7 to an expansion chamber 221 in which the extendable rib 216 is located. Opening the rib extension valve 218 introduces pressurized drilling fluid into the expansion chamber 221, so that the extendable rib 216 is hydraulically driven to move outwards into contact with the borehole wall. Plant shoulders or limiting devices known in the art (not shown) may be provided on the extendable rib 216 and the non-rotating sleeve 200 to limit the range of motion of the extendable rib 216. Furthermore, a spring or formed biasing element which is known in the field (not shown) to be arranged to bring the extensible rib 216 back to its rest position after equalizing the hydraulic pressure.

ARBEIDSFUNKSJON WORK FUNCTION

I drift er formasjonsprøveren 16 posisjonsinnstilt inntil en valgt formasjon eller et valgt reservoar. Derpå blir et hydrostatisk trykk målt ved bruk av den trykk-føler som befinner seg inne i føleranordningen 46, samtidig som borefluidets resistivitet ved formasjonen bestemmes. Dette oppnås ved å pumpe fluid inn i prøve-anordningen 46, og derpå stoppe for å måle trykk og resistivitet. Disse data behandles nede i borehullet og blir derpå lagret eller overført oppover i borehullet ved bruk av MWD-telemetriutstyret. In operation, the formation sampler 16 is positioned up to a selected formation or a selected reservoir. A hydrostatic pressure is then measured using the pressure sensor located inside the sensor device 46, while the resistivity of the drilling fluid at the formation is determined. This is achieved by pumping fluid into the test device 46, and then stopping to measure pressure and resistivity. This data is processed down the borehole and is then stored or transmitted up the borehole using the MWD telemetry equipment.

Operatøren vil derpå utvide og innstille de oppblåsbare pakninger 24, 26. Dette utføres ved å holde arbeidsstrengen 6 stillestående og sirkulere borefluidet nedover i den indre utboring 7, gjennom borkronen 8 og oppover i det ringformede mellomrom. Ventilene 39 og 80 er åpne, og returstrømningspassasjen 36 vil derfor være åpen. Reguleringsventilen 30 innstilles for å bringe høytrykkspassasjen 27 i flukt med oppblåsningsfluid-passasjene 28A, 28B, og borefluid tillates da å strøm-me inn i pakningene 24, 26. På grunn av at trykkfallet fra det indre av utboringen 7 til ringrommet over borkronen 8 vil være en vesentlig trykkforskjell for å utvide pakningene 24, 26 å frembringe en god avtetting. Jo høyere mengdestrøm av borefluid, jo høyere vil trykkfallet være, og jo høyere vil den utvidelseskraft som påfø-res pakningene 24, 26 være. I utførelsen med ikke-roterende muffe, kan utvidel-sen av pakningene 24, 26 anvendes for å stoppe og hindre dreining av prøveap-paraturen 16. Når pakningene 24, 26 trekkes tilbake vil muffen 200 hvile på den nedre ende av uttagningen på arbeidsstrengen 6. Pakningene 24, 26 aktiveres fra hydraulisk utstyr som styres av nedhullselektronikken. Etter hvert som arbeidsstrengen 6 fremføres under utboringen, vil muffen 200 forbli stillestående i forhold til borehullet mens fjæren 223 er sammentrykket. Muffen 200 vil således være hovedsakelig avkoplet fra bevegelsen av borestrengen 6, hvilket gjør det mulig å utføre prøvemålinger på formasjonen, uten herunder å bli påvirket av bevegelsen av arbeidsstrengen 6. Det vil derfor ikke være nødvendig å avbryte utboringspro-sessen. Så snart utprøvingen av formasjonen er fullført, blir pakningen 24, 26 trukket tilbake. Fjæren 223 eller annen forspenningsinnretning som er kjent innenfor fagområdet, vil så skyve muffen 200 mot den nedre ende av uttagningen på arbeidsstrengen 6. Som et alternativ til utvidelse av pakningen, eller i tillegg til denne, kan et annet utstrekkbart element, slik som stempelet 45 strekkes ut til å danne kontakt med borehullets vegg, ved tilsvarende posisjonsinnstilling av ventilen 30. Hvis ingen pakninger utvides, så kan den utstrekkbare ribbe 216 alene anvendes for å holde den ikke-roterende muffe 200 stillestående. The operator will then expand and adjust the inflatable gaskets 24, 26. This is done by keeping the work string 6 stationary and circulating the drilling fluid downwards in the inner bore 7, through the drill bit 8 and upwards in the annular space. The valves 39 and 80 are open, and the return flow passage 36 will therefore be open. The control valve 30 is adjusted to bring the high pressure passage 27 flush with the inflation fluid passages 28A, 28B, and drilling fluid is then allowed to flow into the packings 24, 26. Because the pressure drop from the interior of the borehole 7 to the annulus above the bit 8 will be a significant pressure difference to expand the seals 24, 26 to produce a good seal. The higher the quantity flow of drilling fluid, the higher the pressure drop will be, and the higher the expansion force applied to the seals 24, 26 will be. In the version with a non-rotating sleeve, the expansion of the gaskets 24, 26 can be used to stop and prevent rotation of the test apparatus 16. When the gaskets 24, 26 are withdrawn, the sleeve 200 will rest on the lower end of the socket on the working string 6 The seals 24, 26 are activated from hydraulic equipment controlled by the downhole electronics. As the working string 6 is advanced during the drilling, the sleeve 200 will remain stationary in relation to the drill hole while the spring 223 is compressed. The sleeve 200 will thus be mainly decoupled from the movement of the drill string 6, which makes it possible to carry out test measurements on the formation, without being affected by the movement of the working string 6. It will therefore not be necessary to interrupt the drilling process. As soon as the testing of the formation is complete, the packing 24, 26 is withdrawn. The spring 223 or other biasing device known in the art will then push the sleeve 200 towards the lower end of the recess on the working string 6. As an alternative to expanding the gasket, or in addition to this, another extendable element, such as the piston 45 is extended to form contact with the wall of the borehole, by corresponding position setting of the valve 30. If no gaskets are expanded, then the extensible rib 216 alone can be used to keep the non-rotating sleeve 200 stationary.

Det øvre pakningselement 24 kan ha større vidde enn den nedre pakning 26, og derved inneholde større volum. Den nedre pakning 26 vil derfor bli stilt først. Dette kan hindre avfall fra å bli innestengt mellom pakningene 24, 26. The upper packing element 24 can have a larger width than the lower packing 26, and thereby contain a larger volume. The lower gasket 26 will therefore be fitted first. This can prevent waste from being trapped between the seals 24, 26.

Venturi-pumpen 38 kan da anvendes for å hindre overtrykksetting i mellomringrommet 33, eller sentrifugalpumpen 53 kan drives for å fjerne borefluid fra mellomringrommet 33. Dette oppnås ved å åpne nedtrekksventilen 41 i den utfør-else som er vist i fig. 3, eller ved å åpne ventilene 82, 57 og 48 i den utførelse som er vist i fig. 7. The Venturi pump 38 can then be used to prevent overpressurization in the intermediate annulus 33, or the centrifugal pump 53 can be operated to remove drilling fluid from the intermediate annulus 33. This is achieved by opening the drawdown valve 41 in the embodiment shown in fig. 3, or by opening the valves 82, 57 and 48 in the embodiment shown in fig. 7.

Hvis fluidet pumpes fra mellomringrommet 33, kan resistivitets- og dielektri-sitetskonstant for det fluid som trekkes ut uavbrutt overvåkes av føleranordningen 46. De således målte data kan behandles nedhulls og overføres oppover i borehullet ved hjelp av telemetriutstyret. Resistiviteten og dielektrisitetskonstanten for det fluid som passerer forbi vil forandres fra verdiene for borefluidet til verdiene for borefluidfiltratet, og derfra til verdiene for det uberørte formasjonsfluid. If the fluid is pumped from the intermediate annulus 33, the resistivity and dielectric constant of the fluid that is extracted can be continuously monitored by the sensor device 46. The thus measured data can be processed downhole and transmitted up the borehole using the telemetry equipment. The resistivity and dielectric constant of the fluid passing by will change from the values for the drilling fluid to the values for the drilling fluid filtrate, and from there to the values for the untouched formation fluid.

For å kunne frembringe oppbygging av formasjonstrykk og trekke ned prø-ver, lukker operatøren pumpeinnløpsventilen 57 og parallellventilen 82. Dette stopper uttømmingen av mellomringrommet 33 og muliggjør umiddelbart oppbygging av trykket til formasjonens uberørte trykk. Operatøren kan velge å fortsette sirkulasjonen for å telemetrere trykkresultatene oppover i hullet. In order to create a buildup of formation pressure and draw down samples, the operator closes the pump inlet valve 57 and the parallel valve 82. This stops the emptying of the intermediate annulus 33 and enables an immediate build-up of the pressure to the untouched pressure of the formation. The operator can choose to continue circulation to telemeter the pressure results uphole.

For å kunne ta ut en stikkprøve på formasjonsfluid kan operatøren åpne kammerinnløpsventilen 58 slik at fluidet i passasjen 40E tillates å trenge inn i stikkprøvekammeret 56. Dette stikkprøvekammer kan tømmes for eller fylles med et eller annet komprimerbart fluid. Hvis stikkprøvekammeret 56 er tomt og befinner seg under atmosfæreforhold, vil skjermplaten 72 blir drevet nedover inntil kammeret 56 er fylt. En justerbar strupning 74 er inkludert for å regulere strømningen inn i kammeret 56. Formålet med den justerbare strupning 74 er å regulere trykkforan-dringen over pakningene når stikkprøvekammeret åpnes. Hvis strupningen 74 ikke fantes, så kunne pakningsavtetningen gå tapt på grunn av den plutselige forand-ring i trykk som opprettes ved åpning av stikkprøvekammerets innløpsventil 58. Et annet formål for strupningen 74 kunne være å regulere prosessen når fluid strøm-mer inn i utstyret, for derved å hindre at trykket senkes under fluidets boblings-punkt, slik at gassfordampning fra fluidet derved hindres. In order to take a random sample of formation fluid, the operator can open the chamber inlet valve 58 so that the fluid in the passage 40E is allowed to enter the random sample chamber 56. This random sample chamber can be emptied or filled with some compressible fluid. If the sampling chamber 56 is empty and is under atmospheric conditions, the shield plate 72 will be driven downwards until the chamber 56 is filled. An adjustable throttle 74 is included to regulate the flow into the chamber 56. The purpose of the adjustable throttle 74 is to regulate the pressure change across the gaskets when the sampling chamber is opened. If the throttle 74 did not exist, then the packing seal could be lost due to the sudden change in pressure created by opening the sampling chamber inlet valve 58. Another purpose for the throttle 74 could be to regulate the process when fluid flows into the equipment, thereby preventing the pressure from being lowered below the fluid's bubbling point, so that gas evaporation from the fluid is thereby prevented.

Så snart stikkprøvekammeret 56 er fylt, så kan ventilen 58 atter lukkes, hvilket vil muliggjøre en annen trykkoppbygging, som da overvåkes av trykkføleren. Hvis så ønskes kan flere trykkoppbyggingsprøver utføres ved gjentatte ganger å pumpe ned mellomringformen 33, eller ved å gjentatte ganger fylle ytterligere prø-vekamre. Formasjonens permeabilitet kan beregnes ved senere å analysere trykket som en funksjon av tidsdata, slik som ved hjelp av en Horner-opptegning, som vil være velkjent innenfor fagområdet. I samsvar med læren fra foreliggende oppfinnelse kan naturligvis data analyseres før pakningene 24 og 26 tømmes. Stikk-prøvekammeret 56 kan anvendes for det formål å oppnå et fast og regulert ned-trekksvolum. Det trukkede fluidvolum kan også oppnås ut i fra en nedhulls turbin-måler plassert i vedkommende passasje. As soon as the sampling chamber 56 is filled, the valve 58 can be closed again, which will enable another pressure build-up, which is then monitored by the pressure sensor. If desired, several pressure build-up tests can be performed by repeatedly pumping down the intermediate ring mold 33, or by repeatedly filling additional test chambers. The permeability of the formation can be calculated by later analyzing the pressure as a function of time data, such as by means of a Horner plot, which will be well known in the art. In accordance with the teachings of the present invention, data can of course be analyzed before the seals 24 and 26 are emptied. The stab sample chamber 56 can be used for the purpose of achieving a fixed and regulated drawdown volume. The withdrawn fluid volume can also be obtained from a downhole turbine meter placed in the relevant passage.

Så snart operatøren er beredt på å bore videre, eller alternativt å utprøve et annet reservoar, kan pakningene 24, 26 tømmes og trekkes tilbake, slik at prøve-apparatet 16 derpå vender tilbake til beredskapsmodus. Hvis stempelet 45 er brukt, kan det trekkes tilbake. Pakningene 24, 26 kan tømmes ved å posisjonsinn-stille reguleringsventilen 30 til å bringe lavtrykkspassasjen 31 på linje med opp-pumpingspassasjen 28. Stempelet 45 kan trekkes tilbake ved å anbringe reguleringsventilen 30 til å bringe lavtrykkspassasjen 31 i flukt med sylinderpassasjen 29. For å totalt å kunne tømme pakningene eller sylinderen, kan imidlertid Venturi-pumpen 38 eller sentrifugalpumpen 53 anvendes. As soon as the operator is prepared to drill further, or alternatively to test another reservoir, the seals 24, 26 can be emptied and retracted, so that the test apparatus 16 then returns to standby mode. If the piston 45 is used, it can be withdrawn. The gaskets 24, 26 can be emptied by positioning the control valve 30 to bring the low pressure passage 31 in line with the inflation passage 28. The piston 45 can be retracted by positioning the control valve 30 to bring the low pressure passage 31 in line with the cylinder passage 29. To total to be able to empty the seals or the cylinder, however, the Venturi pump 38 or the centrifugal pump 53 can be used.

Når det først har kommet til jordoverflaten, kan stikkprøvekammeret 56 skil-les fra arbeidsstrengen 6. For å kunne tømme stikkprøvekammeret, blir en behol-der for å inneholde stikkprøven (som fremdeles befinner seg ved formasjonstrykk) festet til utløpet fra kammerutløpsventilen 62. En kilde for trykkluft festes til utstøt-ningsventilen 60. Ved åpningen av utløpsventilen 62 blir det indre trykk utløst, men stikkprøven vil fremdeles befinne seg i stikkprøvekammeret. Trykkluften bringes i forbindelse med utstøtningsventilen for å skyve skjermplaten 72 mot utløpsventi-len 62, hvilket da vil drive stikkprøven ut av stikkprøvekammeret 56. Dette stikk-prøvekammer kan rengjøres ved nyoppfylling med vann eller løsningsmiddel gjennom utløpsventilen 62, samt ved å føre skjermplaten 72 frem og tilbake ved hjelp av trykkluft via utstøtningsventilen 60. Fluidet kan så analyseres med hensyn på hydrokarbonnummer-fordeling, boblepunktstrykk, eller andre egenskaper. Alternativt kan en følerpakke samordnes med stikkprøvekammeret 56, slik at de samme målinger kan utføres på fluid prøven mens den fremdeles befinner seg nede i borehullet. Stikkprøven kan så lastes ut nede i borehullet. Once it has reached the ground surface, the sample chamber 56 can be separated from the working string 6. In order to empty the sample chamber, a container to contain the sample (which is still at formation pressure) is attached to the outlet of the chamber outlet valve 62. A source for compressed air is attached to the discharge valve 60. When the discharge valve 62 is opened, the internal pressure is released, but the sample will still be in the sample chamber. The compressed air is brought into connection with the ejection valve to push the screen plate 72 towards the outlet valve 62, which will then drive the sample out of the sample chamber 56. This sample chamber can be cleaned by refilling with water or solvent through the outlet valve 62, as well as by moving the screen plate 72 forward and back using compressed air via the exhaust valve 60. The fluid can then be analyzed with regard to hydrocarbon number distribution, bubble point pressure, or other properties. Alternatively, a sensor package can be coordinated with the sampling chamber 56, so that the same measurements can be carried out on the fluid sample while it is still down in the borehole. The sample can then be unloaded down the borehole.

Så snart operatøren har besluttet å justere borefluidets densitet, omfatter fremgangsmåten prosesstrinn som går ut på å måle det hydrostatiske trykk i bore-brønnen ved målformasjonen. Pakningene 24, 26 innstilles da slik at det dannes en øvre 32, en nedre 34 og et midlere ringrom 33 inne i borebrønnen. Bore-brønnsfluid blir så trukket ut fra mellomringrommet på samme måte som tidligere beskrevet, og formasjonstrykket måles inne i mellomringrommet 32. De øvrige utførelser av utvidbare elementer kan også anvendes for å bestemme formasjonens trykk. As soon as the operator has decided to adjust the density of the drilling fluid, the method comprises process steps which involve measuring the hydrostatic pressure in the borehole at the target formation. The gaskets 24, 26 are then set so that an upper 32, a lower 34 and a middle annulus 33 are formed inside the borehole. Drilling well fluid is then extracted from the intermediate annulus in the same way as previously described, and the formation pressure is measured inside the intermediate annulus 32. The other designs of expandable elements can also be used to determine the formation pressure.

Fremgangsmåten omfatter videre trinn som går ut på å justere borefluidets densitet i samsvar med trykkavlesningene fra formasjonen, slik at slamvekten av borefluidet er i nært samsvar med formasjonens trykkgradient. Dette muliggjør da maksimal utboringseffektivitet. De oppblåsbare pakninger 24, 26 blir så tømt slik som tidligere forklart, og utboringen gjenopptas med borefluid som har optimal densitet. The method further comprises steps which involve adjusting the density of the drilling fluid in accordance with the pressure readings from the formation, so that the mud weight of the drilling fluid is in close accordance with the pressure gradient of the formation. This then enables maximum drilling efficiency. The inflatable gaskets 24, 26 are then emptied as previously explained, and drilling is resumed with drilling fluid that has optimal density.

Operatøren vil kunne fortsette utboringen til en andre underjordisk horisont, og ved vedkommende horisont kunne ta en annen hydrostatisk trykkmåling, samt deretter pumpe opp pakningene 24, 26 og tømme det mellomliggende ringrom 33, slik som tidligere angitt. Borefluidets densitet kan så justeres på nytt i samsvar med trykkmålingen, hvoretter de oppblåsbare pakninger 24, 26 trekkes tilbake og utboringen av borehullet kan fortsette med den korrekte overbalansevekt. The operator will be able to continue the drilling to a second underground horizon, and at the horizon in question can take another hydrostatic pressure measurement, as well as pump up the seals 24, 26 and empty the intermediate annulus 33, as previously stated. The density of the drilling fluid can then be readjusted in accordance with the pressure measurement, after which the inflatable gaskets 24, 26 are retracted and the drilling of the borehole can continue with the correct overbalance weight.

Slik oppfinnelsesgjenstanden er beskrevet her kan den også anvendes for å hindre utblåsning nær borkronen. Hvis en underjordisk utblåsning skulle opptre, vil operatøren kunne innstille de oppblåsbare pakninger 24, 26 og bringe ventilen 39 lukket stilling, samt begynne sirkuleringen av borefluid nedover arbeidsstrengen gjennom de åpne ventiler 80 og 82. Det bør bemerkes at ved anvendelse som utblåsningshindring kan trykket i det nedre ringrom 34 overvåkes ved å åpne ventilene 39 og 48 og lukke ventilene 57, 59, 30, 82 og 80. Trykket i det øvre ringrom kan overvåkes under direkte sirkulering til ringrommet gjennom forbipasseringsventilen ved åpning av ventilen 48. Også trykket i den indre kanal 7 i borestrengen kan overvåkes under normal utboring ved å lukke både innløpsventilen 39 og ut-løpsventilen 80 i passasjen 36, samt ved å åpne forbipasseringsventilen 82 med alle de øvrige ventiler lukket. Endelig vil forbipasserings-passasjen 84 gjøre det mulig for operatøren å sirkulere fluid med større densitet for å få kontroll over brønnsparket. As the object of the invention is described here, it can also be used to prevent blowout near the drill bit. If an underground blowout were to occur, the operator would be able to set the inflatable seals 24, 26 and bring the valve 39 to the closed position, as well as begin the circulation of drilling fluid down the work string through the open valves 80 and 82. It should be noted that when used as a blowout barrier the pressure in the lower annulus 34 is monitored by opening valves 39 and 48 and closing valves 57, 59, 30, 82 and 80. The pressure in the upper annulus can be monitored during direct circulation to the annulus through the bypass valve by opening valve 48. Also the pressure in the inner channel 7 in the drill string can be monitored during normal drilling by closing both the inlet valve 39 and the outlet valve 80 in the passage 36, as well as by opening the bypass valve 82 with all the other valves closed. Finally, the bypass passage 84 will enable the operator to circulate fluid with greater density to gain control over the well kick.

Hvis den viste utførelse i fig. 6 anvendes, så vil operatøren alternativt kunne innstille første og andre oppblåsbare pakning 24, 26 og derpå bringe sirkulasjonsventilen 90 i lukket stilling. De oppblåsbare pakninger 24, 26 innstilles i en posisjon som ligger over innstrømningssonen, slik at denne innstrømningssone blir isolert. Parallellventilen 92 som befinner seg på borestrengen 6 anbringes i åpen stilling. Tilsatser kan da tilføres borefluidet på jordoverflaten og derved øke dets densitet. Det tyngre borefluid sirkuleres nedover i arbeidsstrengen 6 og gjennom parallellventilen 92. Så snart borefluidet med større densitet har erstattet det lett-ere fluid, kan de oppblåsbare pakninger 24, 26 trekkes tilbake og sirkulasjonsventilen 90 anbringes da i åpen stilling. Boringen kan da gjenopptas. If the embodiment shown in fig. 6 is used, then the operator will alternatively be able to set the first and second inflatable packing 24, 26 and then bring the circulation valve 90 into the closed position. The inflatable gaskets 24, 26 are set in a position that lies above the inflow zone, so that this inflow zone is isolated. The parallel valve 92 which is located on the drill string 6 is placed in the open position. Additives can then be added to the drilling fluid on the soil surface and thereby increase its density. The heavier drilling fluid is circulated downwards in the working string 6 and through the parallel valve 92. As soon as the drilling fluid with greater density has replaced the lighter fluid, the inflatable gaskets 24, 26 can be retracted and the circulation valve 90 is then placed in the open position. Drilling can then be resumed.

Skjønt den oppfinnelse som er vist her og beskrevet i detalj er fullt ut i stand til å oppnå de formål og oppviser de fordeler som er angitt ovenfor, bør det forstås at denne beskrivelse bare anskueliggjør de utførelser av oppfinnelsen som for tiden er å foretrekke, og på ingen måte er ment å angi noen begrensninger andre enn de som fremgår av de etterfølgende patentkrav. Although the invention shown herein and described in detail is fully capable of achieving the objects and exhibits the advantages set forth above, it should be understood that this description is only illustrative of the presently preferred embodiments of the invention, and is in no way intended to indicate any limitations other than those appearing in the subsequent patent claims.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for utprøving av en formasjon omfattende: nedsenking av en borestreng (6) i en borebrønn, hvor nevnte borestreng inkluderer en borkrone, et første utvidbart element (45) som strekker seg fra borestrengen, en port (51), og en første fluidoverføringsinnretning (53); boring av et borehull (4); utvidelse av et første sett pakninger (24, 26) for å isolere et første parti av borehullet inntil en første formasjon; posisjonering av det første utvidbare element (45) mellom det første sett pakninger (24, 26) og inntil den første formasjonen (18); og utvidelse av det første utvidbare element (45) til avtettende anlegg mot en vegg i borehullet (4);karakterisert ved : utvidelse av et andre sett pakninger (24, 26) for å isolere et andre parti av borehullet inntil en andre formasjon; posisjonering av det andre utvidbare element (45) mellom det andre sett pakninger (24, 26) og inntil den andre formasjonen (18); og utvidelse av det andre utvidbare element (45) og en andre port til avtettende anlegg mot en vegg i borehullet (4); og overføring av formasjonsfluid fra den første formasjonen til den andre formasjonen gjennom første og andre porter.1. Method for testing a formation comprising: submerging a drill string (6) in a drill well, said drill string including a drill bit, a first expandable element (45) extending from the drill string, a gate (51), and a first fluid transfer device (53); drilling a borehole (4); extending a first set of gaskets (24, 26) to isolate a first portion of the borehole until a first formation; positioning the first expandable member (45) between the first set of gaskets (24, 26) and next to the first formation (18); and expanding the first expandable element (45) into a sealing abutment against a wall in the borehole (4); characterized by: expanding a second set of gaskets (24, 26) to isolate a second part of the borehole up to a second formation; positioning the second expandable element (45) between the second set of gaskets (24, 26) and next to the second formation (18); and expanding the second expandable element (45) and a second port for sealing against a wall in the borehole (4); and transferring formation fluid from the first formation to the second formation through first and second ports. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre karakterisert ved : å påføre fluid via nevnte første port med den første fluidoverføringsanord-ningen (53).2. Method according to claim 1, further characterized by: applying fluid via said first port with the first fluid transfer device (53). 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre karakterisert ved : frakturering av nevnte første isolerte parti av borebrønnen (4) med nevnte fluid ved et høyt trykk.3. Method according to claim 1, further characterized by: fracturing of said first isolated part of the borehole (4) with said fluid at a high pressure. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre karakterisert ved : tilveiebringelse av et trykkavfølingsapparat (16) i borestrengen (6), videre omfattende å øke trykket det første isolerte parti av borebrønnen til et valgt testnivå; og å overvåke trykket i det første isolerte parti av borebrønnen med nevnte trykkavfølingsapparat (16) for å avføle et trykkfall.4. Method according to claim 1, further characterized by: providing a pressure sensing device (16) in the drill string (6), further comprising pressurizing the first isolated portion of the wellbore to a selected test level; and to monitor the pressure in the first isolated part of the borehole with said pressure sensing device (16) to sense a pressure drop. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre karakterisert ved : utvidelse av en kjerneboringsinnretning mellom minst en av det første sett pakninger og det andre sett pakninger; og å ta en kjerneprøve fra minst en av den første valgte formasjon og den andre valgte formasjon.5. Method according to claim 1, further characterized by: extending a core drilling device between at least one of the first set of gaskets and the second set of gaskets; and taking a core sample from at least one of the first selected formation and the second selected formation. 6. Apparat for utprøving av en formasjon omfattende: en borestreng (6) for nedsenking i et borehull, der borestrengen inkluderer en borkrone, et første sett utvidbare pakninger (24, 26) som strekker seg fra borestrengen for å isolere et første parti av borehullet tilstøtende en første valgt formasjon (18), en første port og en første fluidoverføringsanordning som kan utvides mellom det første sett pakninger og til en vegg i borehullet for avtettende anlegg av det utvidbare element mot veggen i borehullet (4), karakterisert vedet andre sett utvidbare pakninger (24, 26) som strekker seg fra borestrengen for å posisjonere nevnte andre utvidbare element (45) og en andre port mellom det andre sett med pakninger tilstøtende en andre formasjon (18) for avtettende anlegg mot veggen i borehullet (6) for å isolere den andre formasjonen fra den første formasjonen; en andre port; og en anordning for å overføre fluid fra den første formasjonen (18) til den andre formasjonen (18) gjennom første og andre porter.6. Apparatus for testing a formation comprising: a drill string (6) for sinking into a borehole, the drill string including a drill bit, a first set of expandable packings (24, 26) extending from the drill string to isolate a first portion of the borehole adjacent a first selected formation (18), a first port and a first fluid transfer device expandable between the first set of gaskets and to a wall in the borehole for sealing engagement of the expandable element against the wall in the borehole (4), characterized by second sets of expandable gaskets (24, 26) extending from the drill string to position said second expandable member (45) and a second port between the second set of gaskets adjacent a second formation (18) for sealing against the wall of the borehole (6) to isolating the second formation from the first formation; a second gate; and means for transferring fluid from the first formation (18) to the second formation (18) through first and second ports. 7. Apparat som angitt i krav 6, videre karakterisert ved : et høytrykksfluid påført via nevnte første port med nevnte fluidoverførings-anordning (53).7. Apparatus as stated in claim 6, further characterized by: a high-pressure fluid applied via said first port with said fluid transfer device (53). 8. Apparat som angitt i krav 6, videre karakterisert ved : en anordning forfrakturering av nevnte første isolerte parti av borebrønnen med nevnte høytrykksfluid.8. Apparatus as stated in claim 6, further characterized by: a device for fracturing said first isolated part of the borehole with said high-pressure fluid. 9. Apparat som angitt i krav 6, videre karakterisert ved : et trykkavfølingsapparat (16) i borestrengen (6), videre omfattende en anordning for å øke trykket (53) i nevnte første isolerte parti av borebrønnen til et valgt testnivå; og en anordning for å overvåke trykket (16) i det første isolerte parti av bore-brønnen med nevnte trykkavfølingsapparat for å avføle et trykkfall.9. Apparatus as stated in claim 6, further characterized by: a pressure sensing device (16) in the drill string (6), further comprising a device for increasing the pressure (53) in said first isolated part of the drill well to a selected test level; and a device for monitoring the pressure (16) in the first isolated part of the borehole with said pressure sensing apparatus to sense a pressure drop. 10. Apparat som angitt i krav 6, videre karakterisert ved : en kjerneboringsinnretning (124) anordnet mellom minst en av det første sett pakninger og det andre sett pakninger.10. Apparatus as specified in claim 6, further characterized by: a core drilling device (124) arranged between at least one of the first set of gaskets and the second set of gaskets.
NO20004426A 1998-03-06 2000-09-05 Method and apparatus for formation testing with fluid transfer between two formation zones NO320901B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7714498P 1998-03-06 1998-03-06
US09/088,208 US6047239A (en) 1995-03-31 1998-06-01 Formation testing apparatus and method
US22686599A 1999-01-07 1999-01-07
PCT/US1999/004596 WO1999045236A1 (en) 1998-03-06 1999-03-03 Formation testing apparatus and method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20004426D0 NO20004426D0 (en) 2000-09-05
NO20004426L NO20004426L (en) 2000-11-01
NO320901B1 true NO320901B1 (en) 2006-02-13

Family

ID=27373032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20004426A NO320901B1 (en) 1998-03-06 2000-09-05 Method and apparatus for formation testing with fluid transfer between two formation zones

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1064452B1 (en)
AU (1) AU2889299A (en)
DE (1) DE69928780T2 (en)
NO (1) NO320901B1 (en)
WO (1) WO1999045236A1 (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6581455B1 (en) * 1995-03-31 2003-06-24 Baker Hughes Incorporated Modified formation testing apparatus with borehole grippers and method of formation testing
US6343650B1 (en) 1999-10-26 2002-02-05 Halliburton Energy Services, Inc. Test, drill and pull system and method of testing and drilling a well
US20010035289A1 (en) * 2000-01-14 2001-11-01 Runia Douwe Johannes Wellbore logging system
US20040035199A1 (en) 2000-11-01 2004-02-26 Baker Hughes Incorporated Hydraulic and mechanical noise isolation for improved formation testing
CN1267622C (en) 2001-03-09 2006-08-02 国际壳牌研究有限公司 Logging system for use in wellbore
US6814142B2 (en) * 2002-10-04 2004-11-09 Halliburton Energy Services, Inc. Well control using pressure while drilling measurements
GB0712345D0 (en) 2007-06-26 2007-08-01 Metcalfe Paul D Downhole apparatus
US7707878B2 (en) 2007-09-20 2010-05-04 Schlumberger Technology Corporation Circulation pump for circulating downhole fluids, and characterization apparatus of downhole fluids
GB201019358D0 (en) 2010-11-16 2010-12-29 Darcy Technologies Ltd Downhole method and apparatus
CN103306658B (en) * 2013-07-01 2016-01-20 中国石油化工股份有限公司 Stepped setting multistage subsection fracturing string and using method thereof
CN106481337B (en) * 2015-08-27 2019-11-08 中国石油化工股份有限公司 The prediction technique in Roof bound of super pressure face
US10570724B2 (en) 2016-09-23 2020-02-25 General Electric Company Sensing sub-assembly for use with a drilling assembly
WO2018126395A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-12 General Electric Company System and method of sensing hydrocarbons in a subterranean rock formation
CN107355195A (en) * 2017-04-28 2017-11-17 北京捷威思特科技有限公司 Formation testing samples twin packer
CN109915130B (en) * 2017-12-07 2022-02-01 中国石油天然气股份有限公司 Oil testing device and method
FR3102505B1 (en) * 2019-10-24 2022-04-29 Burgeap Device for taking liquid from a piezometer
CN113686374B (en) * 2021-09-03 2023-11-17 贝兹维仪器(苏州)有限公司 Sensor testing device for simulating high-frequency vibration rotation of drilling well

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3330367A (en) * 1965-02-02 1967-07-11 Fletcher H Redwine Drill stem sidewall sampler
US3611799A (en) * 1969-10-01 1971-10-12 Dresser Ind Multiple chamber earth formation fluid sampler
US4226288A (en) * 1978-05-05 1980-10-07 California Institute Of Technology Side hole drilling in boreholes
US4733233A (en) 1983-06-23 1988-03-22 Teleco Oilfield Services Inc. Method and apparatus for borehole fluid influx detection
GB9026703D0 (en) * 1990-12-07 1991-01-23 Schlumberger Ltd Downhole measurement using very short fractures
US5233866A (en) * 1991-04-22 1993-08-10 Gulf Research Institute Apparatus and method for accurately measuring formation pressures
US5360066A (en) * 1992-12-16 1994-11-01 Halliburton Company Method for controlling sand production of formations and for optimizing hydraulic fracturing through perforation orientation
DE69629901T2 (en) * 1995-03-31 2004-07-22 Baker-Hughes Inc., Houston DEVICE AND METHOD FOR INSULATING AND TESTING A FORMATION
US5704425A (en) * 1995-12-15 1998-01-06 Westbay Instruments, Inc. Measurement port coupler and probe interface
FR2742795B1 (en) * 1995-12-22 1998-02-27 Rech Geol Et Minieres Brgm Bur DEVICE FOR THE SELECTIVE COLLECTION OF LIQUIDS AT DIFFERENT LEVELS OF A WELL

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999045236A1 (en) 1999-09-10
EP1064452A1 (en) 2001-01-03
NO20004426D0 (en) 2000-09-05
AU2889299A (en) 1999-09-20
DE69928780D1 (en) 2006-01-12
DE69928780T2 (en) 2006-08-17
NO20004426L (en) 2000-11-01
EP1064452B1 (en) 2005-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6047239A (en) Formation testing apparatus and method
US6157893A (en) Modified formation testing apparatus and method
US6581455B1 (en) Modified formation testing apparatus with borehole grippers and method of formation testing
EP0777813B1 (en) Formation isolation and testing apparatus and method
US10087752B2 (en) Oilfield operation using a drill string
AU779167B2 (en) Method for fast and extensive formation evaluation using minimum system volume
US7124819B2 (en) Downhole fluid pumping apparatus and method
RU2556583C2 (en) Directed sampling of formation fluids
US9309731B2 (en) Formation testing planning and monitoring
US8985218B2 (en) Formation testing
US10480316B2 (en) Downhole fluid analysis methods for determining viscosity
US8905128B2 (en) Valve assembly employable with a downhole tool
NO320901B1 (en) Method and apparatus for formation testing with fluid transfer between two formation zones
US20130081803A1 (en) Centralizing Mechanism Employable with a Downhole Tool
NO344294B1 (en) Wellhole device and a method for estimating fluid contamination downhole.
NO20131325A1 (en) Method for characterizing subsurface formations using fluid pressure response during drilling operations
NO326755B1 (en) Apparatus and method for formation testing using tools with axially and spirally arranged openings
NO336221B1 (en) Device and method for obtaining data from a wellbore during drilling operations.
US9581020B2 (en) Injection for sampling heavy oil
CA3118994C (en) High flowrate formation tester
NO328485B1 (en) Device and method for estimating relative permeability in a formation by NMR, resistivity and formation testing

Legal Events

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