NO339795B1 - Fremgangsmåte for anvendelse av formasjonsegenskapsdata - Google Patents

Description

Under boring og komplettering av olje- og gass-brønner kan det være nødvendig å foreta tilleggsoperasjoner, slik som overvåkning av funksjonaliteten til utstyret som benyttes under boreprosessen eller evaluering av produksjonsmulighetene for formasjonene som avskjæres av brønnboringen. Etter at en brønn eller en brønnseksjon er boret blir for eksempel de interessante sonene ofte testet for å bestemme forskjellige formasjonsegenskaper, slik som permeabilitet, fluidtype, fluidkvalitet, formasjonstemperatur, formasjonstrykk, boblepunkt og formasjons-trykkgradient. Disse testene utføres for å kunne avgjøre om en kommersiell utnyttelse av de avskårede formasjonene kan opprettholdes og hvordan produksjonen kan optimaliseres.

Vaierlineformasjonstestere (WFT) og borestrengtesting (DST) er vanlig når disse testene utføres. Et grunnleggende DST-verktøy består av en pakning eller pakninger, ventiler eller porter som kan åpnes og lukkes fra overflaten, og to eller flere trykkregistrerende innretninger. Verktøyet senkes på en arbeidsstreng til sonen som skal testes. Pakningen eller pakningene settes og borefluidet fjernes for å isolere sonen fra borefluidsøylen. Ventilene eller portene åpnes så for å tillate strømning fra formasjonen til testverktøyet mens opptakerne registrerer det statiske trykk. Et prøvetakingskammer vil ved slutten av testen ta opp rene formasjonsfluider. WFT-testere anvender generelt de samme testteknikker men benytter en vaierline for å senke testverktøyet inn i brønnboringen etter at borestrengen er trukket opp fra brønnboringen, selv om WFT-teknologi noen ganger også innrettes på en rørstreng. For å oppnå en mer effektiv formasjonstesting vil vaierlineverktøyet typisk også benytte pakninger, selv om disse pakninger vil være plassert nær hverandre sammenlignet med borerørtransporterte pakninger. I noen tilfeller vil pakninger ikke bli benyttet. I slike tilfeller bringes testverktøyet til kontakt med den avskårede formasjon og testingen utføres over det aksielle omfang av omkretsen av borehulls veggen uten soneisolasjon.

WFT kan også omfatte en prøvetakingssammenstilling for å kontakte borehullsveggen og ta formasjonsfluidsampler. Prøvetakingssammenstillingen kan omfatte en isolasjonspute for kontakt med borehullsveggen. Isolasjonsputen vil tette mot formasjonen og rundt en hul prøvetaker som vil posisjonere et innvendig hulrom i fluidforbindelse med formasjonen. Dette vil skape en fluidbane som tillater formasjonsfluid å strømme mellom formasjonen og formasjonstesteren samtidig som dette vil være isolert fra borehullsfluidet.

For å kunne ta en brukbar prøve må prøvetakeren isoleres fra det relativt høye trykket i borehullsfluidet. Integriteten til tetningen dannet av isolasjonsputen vil derfor være kritisk for ytelsen til verktøyet. Dersom borehullsfluid tillates å lekke inn til de oppsamlede formasjonsfluider vil et ikke-representativt sampel bli resultatet, og testen vil måtte gjentas.

Eksempler på isolasjonsputer og prøvetakere benyttet i WFT finnes i Halliburtons DT-, SFTT-, SFT4-, og RDT-verktøy er. Isolasjonsputer benyttet i WFT vil typisk være gummiputer fastgjort til enden av den utstrakte prøvetaker. Gummien er vanligvis fastgjort til en metallplate som vil tilveiebringe støtte for gummien, så vel som en forbindelse til prøvetakeren. Disse gummiputer blir ofte støpt for å passe til den spesifikke diameter til hullet i hvilket de skal fungere.

Ved bruk av WFT og DST må borestrengen med borkrone trekkes tilbake fra borehullet. En separat arbeidsstreng omfattende testutstyret, eller for WFT, vaierlineverktøysstrengen, må så senkes inn i brønnen for å utføre de sekundære operasjoner. Avbrudd av boreprosessen for å utføre formasjonstesting kan medføre en betydelig forlengelse av boreprogrammet.

DST og WFT kan også medføre fasthenging av verktøy og skader på formasjonene. Det kan også være vanskelig å kjøre et WFT i svært avvikende og forlengede brønner. WFT omfatter heller ikke strømningsboringer for strømning av boreslam, og de er ikke konstruert for å motstå borebelastninger slik som torsjonsmoment og last på kronen.

Nøyaktigheten av formasjonstrykkmålingen ved borestrengstester, og særlig ved vaierlineformasjonstester, kan videre bli påvirket av filtratinvasjon og oppsamling av slamkake, siden det kan gå lang tid før en DST eller WFT etablerer kontakt med formasjonen. Slamfiltratinvasjon oppstår når boreslamfluider fortrenger formasjonsfluider. Siden innsig av slamfiltrat i formasjonen starter ved borehullsoverflaten vil dette være mest fremtredende her, og det vil generelt avta lenger inne i formasjonen. Når det oppstår filtratinvasjon kan det bli umulig å oppnå en representativ prøve av formasjonsfluider, eller varigheten for prøvetakingsperioden må i det minste økes for først å fjerne borefluidet og så ta en representativ prøve av formasjonsfluidene. Slamkaken består av faste partikler som under boring smøres mot siden av brønnen av det sirkulerende boreslam. Slamkaken på borehullsoverflaten vil danne en "hud". Det kan således oppstå en "hudeffekt" siden formasjonstestere da bare kan trenge forholdsvis korte avstander inn i formasjonen, og dermed vil den representative prøve av formasjonsfluider bli forstyrret på grunn av filtrat. Slamkaken kan også skape et område med redusert permeabilitet nær borehullet. Så snart slamkaken har dannet seg vil således nøyaktigheten av reservoartrykkmålingene avta, hvilket igjen vil påvirke beregningene for permeabilitet og produserbarhet for formasjonen.

US 6157893 A omhandler en anordning og fremgangsmåte for innhenting av prøver av uberørt formasjonsfluid, ved bruk av en arbeidsstreng konstruert for å utføre annet arbeid nede i borehullet så som boring, brønnoverhalingsoperasjoner eller tilbakevendingsoperasjoner. Et utskyvbart element utskyves mot formasjonsveggen for å innhente den uberørte fluidprøve. Mens testeverktøyet er i en beredskapstilstand, blir det utskyvbare element trukket tilbake i arbeidsstrengen, beskyttet av annen konstruksjon mot skade under operasjon av arbeidsstrengen.

En annen testanordning er formasjonstesting-under-boring (FTWD)-verktøyet. FTWD formasjonstestingsutstyr vil typisk være egnet for integrering i en borestreng under boreoperasjoner. Forskjellige innretninger eller systemer benyttes for å isolere en formasjon fra borehullet for øvrig, trekke fluid fra formasjonen og måle fysikalske egenskaper til fluidet og formasjonen. FTWD kan for eksempel benytte en prøvetaker tilsvarende en WFT som strekker seg til formasjonen og et lite prøvetakingskammer for å trekke inn formasjonsfluider gjennom prøvetakeren for å teste formasjonstrykket. For å utføre en test stoppes borestrengen fra å rotere hvorpå det utføres en testprosedyre tilsvarende en WFT beskrevet ovenfor.

Et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for anvendelse av formasjonsegenskapsdata slik som angitt i krav 1. Ytterligere utførelser eller fordeler angitt i de uselvstendige kravene.

For en mer detaljert beskrivelse av utførelsesformene av foreliggende oppfinnelse vil det nå bli referert til de vedlagte tegninger, der: Figur 1 er et skjematisk oppriss, delvis i tverrsnitt, av en utførelsesform av en formasjonstestingsanordning anbrakt i en underjordisk brønn; Figurene 2A-2E er skjematisk oppriss, delvis i tverrsnitt, av deler av bunnhullssammenstillingen og formasjonstestingssammenstillingen vist i Figur 1; Figur 3 er et forstørret oppriss, delvis i tverrsnitt, av formasjonstestingsverktøysdelen av formasjonstestingssammenstillingen vist i Figur 2D; Figur 3A viser et forstørret tverrsnitt av nedtrekks-stempelet og -kammeret vist i Figur 3; Figur 3B viser et forstørret tverrsnitt tatt langs linjen 3B-3B i Figur 3; Figur 4 er et oppriss av formasjonstestings verktøy et vist i Figur 3; Figur 5 viser et tverrsnitt av formasjonsprøvetakersammenstillingen tatt langs linjen 5-5 i Figur 4; Figurene 6A-6C viser tverrsnitt av en del av formasjonsprøvetakersammenstillingen tatt langs den samme linje som i Figur 5, der prøvetakersammenstillingen i hver av Figurene 6A-6C er vist i en forskjellig posisjon; Figur 7 er et oppriss av prøvetakerputen montert til skjørtet anvendt i formasjonsprøvetakersammenstillingen vist i Figurene 4 og 5; Figur 8 er et grunnriss av prøvetakerputen vist i Figur 7; Figur 9 er et skjematisk riss av en hydraulisk krets anvendt ved aktuering av formasj onstestingsanordningen; Figur 10 er en graf som viser formasjonsfluidtrykket som en funksjon av tiden, målt under operasjon av testingsanordningen; Figur 11 er en annen graf som viser formasj onsfluidtrykket som en funksjon av tiden, målt under operasjon av testingsanordningen og der trykket er målt med forskjellige trykktransdusere benyttet i formasj onstesteren; Figur 12 er en annen graf som viser formasj onsfluidtrykket som en funksjon av tiden, målt under operasjon av testingsanordningen, og som kan benyttes for å kalibrere trykktransduserne; og Figur 13 er en graf som viser ringroms- og formasjonsfluid-trykket i respons på trykkpulser.

Bestemte begreper benyttes gjennom hele følgende beskrivelse og patentkrav for å henvise til spesifikke systemkomponenter. Dette dokument vil ikke skille mellom komponenter med forskjellig betegnelse som har samme funksjon.

I følgende utlegning og i patentkravene vil begrepene "omfattende" og "bestående av" bli benyttet i en åpen betydning og bør således tolkes som "omfattende, men ikke begrenset til...". Videre er ordene "kople", "kopler" og "koplet", benyttet for å beskrive en hvilken som helst elektrisk forbindelse, ment å bety og referere til enten en indirekte eller direkte elektrisk forbindelse. Dersom en første innretning således for eksempel "kopler" eller er "koplet" til en andre innretning kan denne forbindelse foreligge gjennom en elektrisk leder som direkte forbinder de to innretningene, eller gjennom en indirekte elektrisk forbindelse via andre innretninger, ledere og forbindelser. Videre refereres det for beskrivelsens enkelhets skyld til "opp" eller "ned" der "opp" betyr mot overflaten av borehullet og "ned" betyr mot bunnen eller den fjerne ende av borehullet. I tillegg kan det i følgende utlegning og i patentkravene noen ganger uttales at bestemte komponenter eller elementer er i fluidforbindelse. Med dette menes at komponentene er konstruert og innrettet i forhold til hverandre slik at et fluid kan overføres mellom disse, som for eksempel via en passasje, et rør eller en ledning. Videre skal betegnelsene

"MWD" eller "LWD" omfatte alle generiske måling-under-boring- eller logging-under-boring-anordninger og -systemer.

For å kunne forstå mekanismene ved formasj onstesting er det viktig først å forstå hvordan hydrokarboner lagres i underjordiske formasjoner. Hydrokarboner vil typisk ikke være lokalisert i store undergrunnsbassenger men vil i stedet finnes i svært små hull, eller porer, i bestemte typer av bergarter. Det vil derfor være av kritisk betydning å kjenne bestemte egenskaper til både formasjonen og fluidet inneholdt i denne. På forskjellige steder i følgende utlegning vil bestemte formasjons- og formasjonsfluidegenskaper bli referert til på en generell måte. Slike formasj onsegenskaper omfatter, men er ikke begrenset til: Trykk, permeabilitet, viskositet, mobilitet, sfærisk mobilitet, porøsistet, metning, koplet kompressibilitetsporøsitet, overflateskader og anisotropi. Slike formasjonsfluidegenskaper omfatter, men er ikke begrenset til: Viskositet, kompressibilitet, strømningsbanefluid-kompressibilitet, tetthet, resistivitet, sammensetning og boblepunkt.

Permeabilitet angir den evnen en bergformasjon har til å tillate hydrokarboner å bevege seg mellom dens porer, og følgelig inn i en brønnboring. Fluidviskositet er et mål på strømningsevnen til hydrokarbonene og permeabiliteten delt på viskositeten benevnes som mobilitet. Porøsiteten er forholdet mellom tomrommet og romvolumet for bergformasjonen som inneholder dette tomrom. Metningen angir den brøkdelen eller prosentandelen av porevolumet som inneholder et spesifikt fluid (for eksempel olje, gass, vann, etc). Overflateskaden angir hvordan slamfiltratet eller slamkaken har endret permeabiliteten nær brønnboringen. Anisotropien angir forholdet mellom den vertikale og den horisontale permeabiliteten til formasjonen.

Resistiviteten til et fluid angir fluidets evne til å motstå elektrisk strøm. Boblepunktet nås når fluidtrykket faller så raskt og lavt at fluidet, eller deler av det, går over i gassfase. Gasser oppløst i fluidet bringes ut av dette slik at gassen vil være tilstede i fluidet i uoppløst tilstand. Denne type faseendring i de hydrokarbonene i formasjonen som testes og måles vil vanligvis være uønsket dersom det da ikke utføres en boblepunkttest for å bestemme boblepunkttrykket.

I tegningene og i den følgende beskrivelse er like deler gitt samme henvisningsbetegnelser. Tegningsfigurene er ikke nødvendigvis angitt i skala. Bestemte trekk ved oppfinnelsen kan være vist i økt skala eller i en noe skjematisk form, og noen detaljer ved konvensjonelle elementer er for klarhetens og presishetens skyld kanskje ikke vist. Foreliggende oppfinnelse kan anta forskjellige utførelsesformer. Spesifikke utførelsesformer er utlagt i detalj og vist i tegningene idet det er underforstått at foreliggende utlegning skal anses som en eksemplifisering av prinsippene ifølge oppfinnelsen og ikke er ment å skulle begrense oppfinnelsen til det som her er illustrert og beskrevet. Det skal være helt klart at for å oppnå de ønskede resultater kan de forskjellige trekk ved de nedenfor omtalte utførelsesformer anvendes separat eller i en hvilken som helst egnet kombinasjon. De forskjellige egenskaper nevt ovenfor, så vel som andre trekk og karakteristikker utlagt mer detaljert nedenfor, vil ved lesning av følgende detaljerte beskrivelse og ved referanse til de vedlagte tegninger raskt bli åpenbare for fagmenn på området.

Det refereres til Figur 1 der det er illustrert et MWD formasjonstestingsverktøy 10 som er en del av en bunnhullssammenstilling 6 (BHA) ved dens nederste ende omfattende en MWD-rørdel 13 og en borkrone 7. Ved borestrengen 5 senkes BHA 6 fra en boreplattform 2, slik som et skip eller annen konvensjonell plattform. Borestrengen 5 anbringes gjennom stigerøret 3 og brønnhodet 4. Konvensjonelt boreutstyr (ikke vist) er båret i et boretårn 1 og vil rotere borestrengen 5 og borkronen 7 slik at borkronen 7 vil danne et borehull 8 gjennom formasjonen 9. Borehullet 8 vil penetrere underjordiske soner eller reservoarer, slik som reservoaret 11, som antas å inneholde hydrokarboner av et kommersielt levedyktig omfang. Det skal forstås at formasjonstesteren 10 kan anvendes i andre bunnhullssammenstillinger og med andre boreanordninger ved landbasert boring så vel som offshoreboring, slik som illustrert i Figur 1.1 alle tilfeller vil bunnhullssammenstillingen 6 i tillegg til formasj onstesteren 10 inneholde forskjellige konvensjonelle anordninger og systemer, slik som en nedihulls boremotor, et slampulstelemetrisystem, måling-under-boring-sensorer og -systemer, og andre som vil være velkjente innen området.

Det skal også forstås at selv om MWD formasj onstesteren 10 er illustrert som en del av en borestreng 5 kan utførelsesformene av oppfinnelsen beskrevet nedenfor ledes ned gjennom borehullet 8 ved hjelp av vaierlineteknikk, som delvis beskrevet ovenfor. Det skal videre forstås at en eksakt fysikalsk konfigurasjon for formasj onstesteren og prøvetakersammenstillingen ikke vil være påkrevet for foreliggende oppfinnelse. Utførelsesformen beskrevet nedenfor tilveiebringer bare et eksempel. Ytterligere eksempler på prøvetakersammenstillinger og fremgangsmåter for bruk er beskrevet i US patentsøknad nr. 10/440,593, inngitt 19. mai 2003, med tittelen "Method and Apparatus for MWD Formation Testing"; 10/440,835, inngitt 19. mai 2003, med tittelen "MWD Formation Tester"; og 10/440,637, inngitt 19. mai 2003, med tittelen "Equalizer Valve"; hver herved inkorporert ved referanse. Ytterligere eksempler på formasj onstestingsverktøyer, prøvetakersammenstillinger og fremgangsmåter for bruk, enten de nå transporteres via borestreng eller vaierline, eller på hvilken som helst annen måte, omfatter US patentsøknad med tittelen "Downhole Probe Assembly", med US Express Mail Label no. EV 303483549 US og Attorney Docket Number 1391-52601; US patentsøknad med tittelen "Formation Tester Tool Assembly and Methods of Use", med US Express Mail Label no. EV 303483552 US og Attorney Docket Number 1391-53801; US patentsøknad med tittelen "Methods and Apparatus for Using Formation Property Data", med US Express Mail Label no. EV 303483570 US og Attorney Docket Number 1391-54001; US patentsøknad med tittelen "Methods and Apparatus for Controlling a Formation Tester Tool Assembly", med US Express Mail Label no. EV 303483362 US og Attorney Docket Number 1391-54101; og US patentsøknad med tittelen "Methods for Measuring a Formation Supercharge Pressure", med US patentsøknad no. 11/069,649; hver herved inkorporert ved referanse.

Et formasj onstesterverktøy 10 kan best forstås med referanse til Figur 2A-2E. Formasj onstesteren 10 omfatter generelt et tykkvegget hus 12 fremskaffet ved flere seksjoner av vektrør 12a, 12b, 12c og 12d gjengeforbundet med hverandre for således å danne det ferdigstilte hus 12. Bunnhullssammenstillingen 6 omfatter en strømningsboring 14 gjennom hele dens lengde for å tillate passasje av borefluider fra overflaten, gjennom borestrengen 5 og gjennom kronen 7. Borefluidet vil passere gjennom dyser i borkroneoverflaten og strømme oppover gjennom borehullet 8 langs ringrommet 150 dannet mellom huset 12 og borehullsveggen 151.

Det refereres nå til Figurene 2A og 2B der øvre seksjon 12a av huset 12 omfatter en øvre ende 16 og en nedre ende 17. Øvre ende 16 omfatter en gjenget boks for å forbinde formasj onstesteren med borestrengen 5. Den nedre ende 17 omfatter en gjenget boks for mottak av en på tilsvarende måte gjenget tappende av husseksjonen 12b. Tre på linje forbundne hylser eller rørformede innsatser 24 a, b, c er anbrakt mellom endene 16 og 17 av husseksjonen 12a, hvilket vil danne et ringrom 25 mellom hylsene 24 a, b, c og den innvendige overflate av husseksjonen 12a. Ringrommet 25 er tettet mot brønnboringen 14 og innrettet for å kunne ta opp flere elektriske komponenter, inkludert batteripakker 20, 22. Batteripakkene er mekanisk forbundet med hverandre ved konnektoren 26. Elektriske konnektorer 28 er tilveiebrakt for å forbinde batteripakkene 20, 22 med en vanlig kraftsamleskinne (ikke vist). Under batteripakkene 20, 22 er det i ringrommet 25, rundt hylseinnsatsen 24c, anbrakt en elektronikkmodul 30. Elektronikkmodulen 30 omfatter forskjellige kretskort, kondensatorer og andre elektriske komponenter, inkludert kondensatorene angitt ved 32. En konnektor 33 er tilveiebrakt tilliggende øvre ende 16 av husseksjonen 12a for elektrisk å kople de elektriske komponenter i formasj onstestingsverktøyet 10 til andre komponenter i bunnhullssammenstillingen 6 som befinner seg over huset 12.

Under elektronikkmodulen 30 i husseksjonen 12a befinner det seg en adapterinnsats 34. Adapteret 34 er forbundet med hylseinnsatsen 24c ved forbindelsen 35 og holder flere avstandsringer 36 i en sentral boring 37 som danner en del av strømningsboringen 14. Den nedre ende 17 av husseksjonen 12a er forbundet med husseksjonen 12b ved den gjengede forbindelse 40. Avstandsringer 38 er anbrakt mellom den nedre ende av adapteret 34 og tappenden av husseksjonen 12b. Siden gjengede forbindelser, slik som forbindelsen 40, til tider trenger å bli kuttet og reparert kan lengden av seksjonene 12a, 12b variere. Ved å anvende avstandsringer 36, 38 tillates at det foretas justeringer av lengden av den gjengede forbindelse 40.

Husseksjonen 12b omfatter en innvendig hylse 44 anbrakt gjennom seg. Hylsen 44 strekker seg inn i husseksjonen 12a ovenfor, og inn i husseksjonen 12c nedenfor. Den øvre ende av hylsen 44 er i anlegg mot avstandsringene 36 innrettet i adapteret 34 i husseksjonen 12a. Et ringromsområde 42 dannes mellom hylsen 44 og veggen i husseksjonen 12b og dette vil danne en vaierpassasje for elektriske ledere som strekker seg over og under husseksjonen 12b, inkludert ledere for styring av funksjonen til formasj onstesteren 10, hvilket vil bli beskrevet nedenfor.

Det refereres nå til Figurene 2B og 2C der husseksjonen 12c omfatter en øvre boksende 47 og en nedre boksende 48 som er i gjenget forbindelse med husseksjonene 12b h.h.v. 12c. Av grunner som er nevnt tidligere er justeringsavstandsringer 46 tilveiebrakt i husseksjonen 12c tilliggende enden 47. Som tidligere beskrevet vil innsatshylsen 44 strekke seg inn i husseksjonen 12c der den vil rage inn i doren 52. Den nedre ende av den innvendige dor 52 rager inn i den øvre ende av formasj onstestingsdoren 54 som består av tre aksielt, på linje forbundne seksjoner 54 a, b, c. En avvikende strømningsboringsdel 14a strekker seg gjennom doren 54. Avviket for strømningsboringen 14 inn i strømningsboringsbanen 14a vil tilveiebringe tilstrekkelig rom i husseksjonen 12c for formasjonsverktøykomponenetene som vil bli beskrevet mer detaljert nedenfor. Som best vist i Figur 2E vil den avvikende strømningsboring 14a til slutt bli sentrisk nær den nedre ende 48 av husseksjonen 12c, vist generelt i posisjonen 56. Idet det refereres til Figur 5 vil det ses at tverrsnittsprofilen til den avvikende strømningsboring 14a kan være ikke-sirkulær i segmentet 14b, for således å tilveiebringe så mye plass som mulig for formasjonsprøvetakersammenstillingen 50.

Som best vist i Figurene 2D og 2E er en elektrisk motor 64, en hydraulisk pumpe 66, en hydraulisk manifold 62, en utligningsventil 60, en formasj onsprøvetakersammenstilling 50, trykktrandusere 160 og et nedtrekksstempel 170 alle anbrakt rundt formasj onstestingsdoren 54 og innen husseksjonen 12c. Hydrauliske akkumulatorer tilveiebrakt som en del av det hydrauliske system for betjening av formasjonsprøvetakersammenstillingen 50 er også anbrakt rundt doren 54 på forskjellige steder, der én slik akkumulator 68 er vist i Figur 2D.

Den elektriske motor 64 kan være en permanentmagnetmotor drevet av batteripakkene 20, 22 og kondensatorene 32. Motoren 64 er forbundet med, og driver den hydrauliske pumpe 66. Pumpen 66 tilveiebringer fluidtrykk for aktuering av formasjonsprøvetakersammenstillingen 50. Den hydrauliske manifold 62 omfatter forskjellige solenoidventiler, tilbakeslagsventiler, filtre, trykkavlastningsventiler, termiske avlastningsventiler, trykktransduseren 160b og en hydraulisk krets benyttet for aktuering og styring av formasj onsprøvetakersammenstillingen 50, hvilket vil bli forklart mer detaljert nedenfor.

Det refereres igjen til Figur 2C, der doren 52 omfatter et sentralt segment 71. Et trykkbalansestempel 70 og en fjær 76 er innrettet rundt segmentet 71 av doren 52. Ved den øvre ende av segmentet 71 omfatter doren 52 en fjærstoppforlengelse 77. En stoppring 88 er gjengeforbundet med doren 52 og omfatter en stempelstoppskulder 80 for kontakt med en tilsvarende ringformet skulder 73 dannet på trykkbalansestempelet 70. Trykkbalansestempelet 70 omfatter videre en ringformet glidetetning eller barriere 69. Barrieren 69 består av flere innvendige og utvendige o-ringer og leppetetninger innrettet aksielt langs lengden av stempelet 70.

Et nedre oljekammer eller reservoar 78 befinner seg under stempelet 70 og strekker seg nedenfor den innvendige dor 52. Et øvre kammer 72 er dannet i ringrommet mellom den sentrale del 71 av doren 52 og veggen til husseksjonen 12c, samt mellom fjærstoppdelen 77 og trykkbalansestempelet 70. Fjæren 76 holdes i kammeret 72. Kammeret 72 åpner mot ringrommet 150 via porten 74. Borefluider vil dermed under operasjon fylle kammeret 72. En ringformet tetning 67 er anbrakt rundt fjærstoppdelen 77 for å forhindre borefluid fra å trenge over kammeret 72.

Barrieren 69 vil bevare en tetning mellom borefluidet i kammeret 72 og den hydrauliske olje som fyller, og holdes i oljereservoaret 78 under stempelet 70. Det nedre kammer 78 strekker seg fra barrieren 69 til tetningen 65 lokalisert ved et punkt generelt angitt ved 83 og direkte over transduserne 160 i Figur 2E. Oljen i reservoaret 78 vil helt fylle rommet mellom husseksjonen 12c og formasj onstestingsdoren 54. Den hydrauliske olje i kammeret 78 kan holdes under et litt større trykk enn det hydrostatiske trykk i borefluidet i ringrommet 150. Ringromstrykket påføres stempelet 70 via porten 74 og borefluidinngangskammeret 72. Siden det nedre oljekammer 78 er et lukket system vil ringromstrykket påført via stempelet 70 bli påført hele kammeret 78.1 tillegg vil fjæren 76 tilveiebringe et noe større trykk på det lukkede oljesystem 78 slik at trykket i oljekammeret 78 i det vesentlige er lik fluidtrykket i ringrommet pluss trykket påført gjennom fjærkraften. Dette noe større oljetrykk er ønskelig for å kunne bevare et positivt trykk på alle tetningene i oljekammeret 78. Å holde disse to trykkene generelt i balanse (selv om oljetrykket er noe høyere) er enklere enn dersom det forelå et stort trykkdifferensial mellom den hydrauliske olje og borefluidet. Mellom barrieren 69 i stempelet 70 og punktet 83 vil den hydrauliske olje fylle hele rommet mellom den utvendige diameter av dorene 52, 54 og den innvendige diameter av husseksjonen 12c, der dette området er angitt ved avstanden 82 mellom punktene 81 og 83. Oljen i reservoaret 78 anvendes i den hydrauliske krets 200 (Figur 9) benyttet for å betjene og styre formasjonsprøvetakersammenstillingen 50, hvilket vil bli utlagt mer detaljert nedenfor.

Utligningsventilen 60, best vist i Figur 3, er innrettet i formasj onstestingsdoren 54b, mellom den hydrauliske manifold 62 og formasjonsprøvetakersammenstillingen 50. Utligningsventilen 60 er i fluidforbindelse med den hydrauliske passasje 85 og med den longitudinale fluidpassasje 93 dannet av doren 54b. Før formasjonsprøvetakersammenstillingen 50 aktueres for å teste formasjonen vil borefluid fylle passasjene 85 og 93 idet ventilen 60 normalt er åpen og i forbindelse med ringrommet 150 via porten 84 i veggen til husseksjonen 12c. Når det ved formasj onsprøvetakersammenstillingen 50 tas prøver av formasj onsfluidene vil ventilen 60 lukke passasjen 85 for å hindre at borefluider fra ringrommet 150 kommer inn i passasjene 85 eller 93.

Som vist i Figurene 3 og 4 omfatter husseksjonen 12c en utsparet del 135 tilliggende formasjonsprøvetakersammenstillingen 50 og utligningsventilen 60. Den utsparede del 135 omfatter en plan overflate eller en flat del 136. Portene, gjennom hvilke fluider kan passere inn i utligningsventilen 60 og prøvetakersammenstillingen 50, strekker seg gjennom den flate del 136. På denne måte vil formasj onsprøvetakersammenstillingen 50 og utligningsventilen 60 være bedre beskyttet mot slag, slitasje og andre krefter når borestrengen 5 og formasj onstesteren 10 roteres i borehullet. Den flate del 136 er utsparet minst 6, 35 mm (Vi tomme) og kan befinne seg minst 12.7 mm (V2 tomme) fra den utvendige diameter av husseksjoen 12c. Tilsvarende flate deler 137, 138 er også dannet rundt husseksjonen 12c ved generelt samme aksielle posisjon som den flate del 136, for å øke strømningsarealet for borefluid i ringrommet 150 i borehullet 8.

En stabiliserer 154 er innrettet rundt husseksjonen 12c tilliggende formasjonsprøvetakersammenstillingen 50. Stabilisereren 154 kan ha en utvendig diameter nær den nominelle borehullsstørrelse. Som forklart nedenfor omfatter prøvetakersammensstillingen 50 en tetningspute 140 utstrekkbar til en posisjon utenfor husseksjonen 12c, for således å kunne kontakte borehullsveggen 151. Som forklart tidligere vil prøvetakersammenstillingen 50 og tetningsputen 140 i formasj onsprøvetakersammenstillingen 50 være trukket tilbake i forhold til den utvendige diameter av husseksjonen 12c, men de vil for øvrig være eksponert mot ringromsmiljøet hvorved de kan utsettes for slag fra borehullsveggen 151 under boring eller under innføring eller tilbaketrekking av bunnhullssammenstillingen 6. Idet den er posisjonert tilliggende formasj onsprøvetakersammenstillingen 50 vil stabilisereren 154 således tilveiebringe ytterligere beskyttelse for tetningsputen 140 under innføring, tilbaketrekking og betjening av bunnhullssammenstillingen 6. Den vil også tilveiebringe beskyttelse for puten 140 under betjening av formasj onstesteren 10. Under operasjon vil et stempel utstrekke tetningsputen 140 til en posisjon der den kontakter borehullsveggen 151. Kraften fra puten 140 mot borehullsveggen 151 vil ha en tendens til å forflytte formasj onstesteren 10 i borehullet, og en slik forflytning vil kunne forårsake skade på puten 140. Når formasj onstesteren 10, idet stempelet strekker seg til kontakt med borehullsveggen 151, beveger seg sideveis i borehullet vil imidlertid stabilisereren 154 komme i kontakt med borehullsveggen og tilveiebringe en reaksjonskraft som vil motstå kraften påført stempelet fra formasjonen. På denne måte motstås ytterligere bevegelse av formasj onstestingsverktøyet 10.

Det refereres så til Figur 2E der doren 54c inneholder et kammer 63 for opptak av trykktransduserne 160a, c, d, så vel som elektronikk for drift og avlesning av disse trykktransdusere. I tillegg vil elektronikken i kammeret 63 inneholde et minne, en mikroprosessor samt energikonverteringskretser for egnet utnyttelse av energi fra en krafltsamleskinne (ikke vist).

Idet det fortsatt refereres til Figur 2E omfatter husseksjonen 12d tappender 86, 87. Den nedre ende 48 av husseksjonen 12c er gjengeforbundet med den øvre ende 86 av husseksjonen 12d. Under husseksjonen 12d, og mellom formasj onstestingsverktøyet 10 og borkronen 7, befinner det seg andre deler av bunnhullssammenstillingen 6 som utgjør konvensjonelle MWD-verktøyer, generelt angitt i Figur 1 ved MWD-delen 13. Generelt sett vil husseksjonen 12d være et adapter som benyttes for overgang fra den nedre ende av formasj onstestingsverktøyet 10 til den resterende del av bunnhullssammenstillingen 6. Den nedre ende 87 av husseksjonen 12d er i gjengeforbindelse med andre undersammenstillinger inkludert i bunnhullssammenstillingen 6 under formasj onstestingsverktøyet 10. Som vist vil strømningsboringen 14 strekke seg gjennom husseksjonen 12d til disse nedre undersammenstillinger og endelig til borkronen 7.

Det refereres igjen til Figur 3 og Figur 3A der nedtrekksstempelet 170 holdes i nedtrekksmanifolden 89 montert til formasj onstestingsdoren 54b via husseksjonen 12c. Stempelet 170 omfatter en ringformet tetning 171 og er glidende opptatt i en sylinder 172. Fjæren 173 vil forspenne stempelet 170 til dets øverste, eller støttede posisjon som vist i Figur 3 A. Separate hydrauliske ledninger (ikke vist) er forbundet med sylinderen 172 over og under stempelet 170 via delene 172a, 172b, for å kunne flytte stempelet 170 enten oppover eller nedover i sylinderen 172, hvilket vil bli beskrevet mer fullstendig nedenfor. Et plungerstempel 174 er integrert med, og strekker seg fra stempelet 170. Plungerstempelet 174 er glidbart anbrakt i en sylinder 177 koaksiell med sylinderen 172. En sylinder 175 utgjør den øvre del av sylinderen 177 og vil være i fluidforbindelse med den longitudinale passasje 93 vist i Figur 3A. Sylinderen 175 fylles med borefluid via dens forbindelse med passasjen 93. Sylinderen 177 er under tetningen 166 fylt med hydraulisk fluid via dens forbindelse med den hydrauliske krets 200. Plungerstempelet 174 er også innrettet med en avstryker 167 som beskytter tetningen 166 mot partikler i borefluidet. Avstrykeren 167 kan være en o-ring-energisert leppetetning.

Som best vist i Figur 5 omfatter formasjonsprøvetakersammenstillingen 50 generelt en fot 92, en generelt sylindrisk adapterhylse 94, et stempel 96 tilpasset å kunne resiprokere innen adapterhylsen 94 samt en snorkelsammenstilling 98 tilpasset resiprokerende bevegelse innen stemplet 96. Husseksjonen 12c og formasj onstestingsdoren 54b omfatter på linje innrettede åpninger 90a h.h.v. 90b som sammen vil danne en åpning 90 for mottak av formasj onsprøvetakersammenstillingen 50.

Foten 92 omfatter en sirkulær basedel 105 med en ytre flens 106. En rørformet forlengelse 107 med en sentral passasje 108 strekker seg fra basen 105. Enden av forlengelsen 107 omfatter innvendige gjenger 109. Den sentrale passasje 108 er i fluidforbindelse med fluidpassasjen 91 som i sin tur er i fluidforbindelse med det longitudinale fluidkammer eller passasjen 93, best vist i Figur 3.

Adapterhylsen 94 omfatter en indre ende 111 som er i kontakt med flensen 106 på foten 92. Adapterhylsen 94 er ved gjengeforbindelse med et segment 110 av doren 54b sikret i åpningen 90. Den ytre ende 112 av adapterhylsen 94 strekker seg slik at den i det vesentlige er plan med den flate del 136 dannet i husseksjonen 12c. Flere verktøysspor 158 er innrettet i avstand fra hverandre og rundt den utvendige overflate av adapterhylsen 94. Disse spor anvendes for å skru adapteret 94 til, eller fra kontakt med doren 54b. Adapterhylsen 94 omfatter en sylindrisk, innvendig overflate 113 omfattende deler 114, 115 med redusert diameter. En tetning 116 er innrettet på overflaten 114. Stempelet 96 holdes glidbart i adapterhylsen 94 og omfatter generelt en basedel 118 og en utstrakt del 119 omfattende en innvendig, sylindrisk overflate 120. Stempelet 96 omfatter videre en sentral boring 121.

Snorkelen 98 omfatter en basedel 125, en snorkelforlengelse 126, og en sentral passasje 127 som strekker seg gjennom basen 125 og forlengelsen 126.

Formasjonstestingsanordningen 50 sammenstilles slik at stempelbasen 118 tillates å resiprokere langs overflaten 113 av adapterhylsen 94. På tilsvarende måte er snorkelbasen innrettet i stempelet 96, og snorkelforlengelsen 126 er tilpasset resiprokerende bevegelse langs stempeloverflaten 120. Den sentrale passasje 127 i snorkelen 98 er innrettet aksielt på linje med den rørformede forlengelse 107 av foten 92, og med skjermen 100.

Det refereres nå til figurene 5 og 6C der skjermen 100 er et generelt rørformet element med en sentral boring 132 som strekker seg mellom en fluidinngangsende 131 og en utgangsende 122. Utgangsenden 122 omfatter en sentral åpning 123 innrettet rundt fotforlengelsen 107. Skjermen 100 omfatter videre en flens 130 tilliggende fluidinngangsenden 131 og et indre, slisset segment 133 med slisser 134. Åpninger 129 er dannet i skjermen 100 tilliggende enden 122. Mellom det slissede segment 133 og åpningene 129 omfatter skjermen 100 et gjenget segment 124 for gjengemesssig kontakt med snorkelforlengelsen 126.

Avstrykeren 102 omfatter en sentral boring 103, en gjenget forlengelse 104 og åpninger 101 som er i fluidforbindelse med den sentrale boring 103. Seksjonen 104 er i gjengemessig kontakt med den innvendig gjengede seksjon 109 av forforlengelsen 107, og er innrettet i den sentrale boring 132 av skjermen 100.

Det refereres nå til Figurene 5, 7 og 8, der tetningsputen 140 generelt kan være av smultringform, med en grunnoverflate 141, en motstående tetningsoverflate 142 for tetning mot borehullsveggen, en rundtgående kantoverflate 143 og en sentral åpning 144.1 den viste utførelsesform er grunnoverflaten 141 generelt flat og fastgjort til et metallskjørt 145 med en rundtgående kant 153 med forsenkninger 152 og hjørner 2008. Tetningsputen 140 vil tette og forhindre borefluid fra å komme inn i prøvetakersammenstillingen 50 under formasj onstestingen, for således å tillate trykktransduserne 160 å måle trykket i formasj onsfluidet. Stigningsraten for trykket målt av formasj onstestingsverktøyet vil være en indikasjon på permeabiliteten til formasjonen 9. Mer spesifikt vil puten 140 tette mot slamkaken 49 som vil danne seg på borehullsveggen 151. Trykket i formasj onsfluidet vil typisk være mindre enn trykket i borefluidene som sirkuleres i borehullet. Et lag av restmateriale fra borefluidet vil danne en slamkake 49 på borehullsveggen og avgrense de to trykkområdene. Når puten 140 strekkes ut vil den tilpasse sin form til borehullsveggen og sammen med slamkaken 49 danne en tetning gjennom hvilken formasjonsfluider kan samles opp.

Som best vist i Figurene 3, 5 og 6 er puten 140 dimensjonert slik at den kan trekkes helt inn i åpningen 90.1 denne posisjon vil puten 140 være beskyttet både av den flate del 136 som omgir åpningen 90 og av utsparingen 135 som vil posisjonere flaten 136 i en tilbaketrukket posisjon i forhold til den utvendige overflate av huset 12. Puten 140 er fortrinnsvis fremstilt i et elastomerisk materiale, men er ikke begrenset til et slikt materiale.

For å bidra til å oppnå en god putetetning kan verktøyet 10 blant annet omfatte sentraliserere for sentralisering av formasj onsprøvetakersammenstillingen 50 og derved normalisere puten 140 i forhold til borehullsveggen. Formasj onstesteren kan for eksempel omfatte sentraliseringsstempler koplet til en hydraulikkfluidkrets konfigurert for å kunne utstrekke stemplene på en slik måte at de vil beskytte prøvetakersammenstillingen og puten, og også for å tilveiebringe en god putetetning.

Den hydrauliske krets 200 benyttet for å betjene prøvetakersammenstillingen 50, utligningsventilen 60 og nedtrekksstempelet 170 er illustrert i Figur 9. En mikroprosessorbasert styreenhet 190 er elektrisk forbundet med alle de styrte elementer i den hydrauliske krets 200 illustrert i Figur 10, selv om de elektriske forbindelser til disse elementer er konvensjonelle og bare illustrert skjematisk. Styreenheten 190 er lokalisert i elektronikkmodulen 30 i husseksjonen 12a, selv om den kunne vært tatt opp andre steder i bunnhullssammenstillingen 6. Styreenheten 190 vil detektere styresignaler sendt fra en hovedstyreenhet (ikke vist) tatt opp i MWD-delen 13 i bunnhullssammenstillingen 6 som i sin tur mottar instruksjoner sendt fra overflaten via slampulstelemetri eller hvilket som helst av forskjellige andre, konvensjonelle midler for sending av signaler til nedihullsverktøyer.

Når styreenheten 190 mottar en kommando om å initiere en formasj onstesting vil borestrengen ha sluttet å rotere. Som vist i Figur 9 er en motor 64 koplet til en pumpe 66 som gjennom et egnet filter 79 vil trekke hydraulisk fluid ut fra det hydrauliske reservoar 78. Det vil forstås at pumpen 66 retter hydraulisk fluid inn i den hydrauliske krets 200 omfattende formasj onsprøvetakersammenstillingen 50, utligningsventilen 60, nedtrekksstempelet 170 og solenoidventilene 176, 178, 180.

Operasjonen av formasj onstesteren 10 forstås best ved referanse til Figur 9 sammen med Figurene 3 A, 5 og 6 A-C. I respons på et elektrisk styresignal vil styreenheten 190 energisere solenoidventilen 180 og starte motoren 64. Pumpen 66 vil da begynne trykksettingen av den hydrauliske krets 200, og særlig lade prøvetakertilbaketrekkingsakkumulatoren 182. Ladingen av akkumulatoren 182 vil også sikre at prøvetakersammenstillingen 50 trekkes tilbake og at nedtrekksstempelet 170 er i sin initielle, støttede posisjon, som vist i Figur 3A. Når trykket i systemet 200 når en forutbestemt verdi, slik som 24,4 MPa (1800 psi), målt av trykktransduseren 160b, vil styreenheten 190 (som kontinuerlig vil overvåke trykket i systemet) energisere solenoidventilen 176 og deenergisere solenoidventilen 180, hvilket vil bevirke at prøvetakerstempelet 96 og snorkelen 98 begynner å strekke seg mot borehullsveggen 151. Samtidig vil tilbakeslagsventilen 194 og avlastningsventilen 193 tette prøvetakertilbaketrekkingsakkumulatoren 182 ved en trykkladning på mellom om lag 3,45 - 8,62 MPa (500 til 1250 psi).

Stempelet 96 og snorkelen 98 vil strekke seg fra posisjonen vist i Figur 6A til den vist i

Figur 6B, der puten 140 vil komme i kontakt med slamkaken 49 på borehullsveggen 151. Ved fortsatt forsyning av hydraulisk trykk til utstrekksiden av stempelet 96 og snorkelen 98 vil snorkelen så trenge gjennom slamkaken, som vist i Figur 6C. Det foreligger to utstrakte posisjoner for snorkelen 98, generelt vist i Figurene 6B og 6C. Stempelet 96 og snorkelen 98 beveger seg utover sammen, inntil puten 140 kommer i kontakt med borehullsveggen 151. Denne felles bevegelse fortsetter inntil kraften fra borehullsveggen 151 mot puten 140 når en forutbesemt størrelse, for eksempel 249.5 kg (5500 Ibs), som vil medføre at puten 140 sammentrykkes. På dette tidspunkt vil et andre ekspansjons trinn finne sted der snorkelen 98 da vil bevege seg i sylinderen 120 i stempelet 96 for å trenge gjennom slamkaken 49 på borehullsveggen 151, og derved kunne motta formasjonsfluider.

Mens tetningsputen 140 presses mot borehullsveggen vil trykket i kretsen 200 stige, og når det når en forutbestemt verdi vil ventilen 192 åpne for således å lukke utligningsventilen 60, for derved å isolere fluidpassasjen 93 fra ringrommet. På denne måte vil ventilen 192 sikre at ventilen 60 bare lukkes etter at tetningsputen har kommet til kontakt mot slamkaken 49 på borehullsveggen 151. Passasjen 93, som nå er lukket mot ringrommeet 150, vil være i fluidforbindelse med sylinderen 175 ved den øvre ende av sylinderen 177 i nedtrekksmanifolden 89, best vist i Figur 3 A.

Med solenoidventilen 176 fremdeles energisert vil prøvetakertetningsakkumulatoren 184 bli ladet inntil systemet når et forutbestemt trykk, for eksempel 12,4 MPa (1800 psi), målt av trykktransduseren 160b. Når denne verdi nås vil styreenheten 190 energisere solenoidventilen 178 for å begynne nedtrekket. Ved å energisere solenoidventilen 178 tillates at trykksatt fluid kan entre delen 172a av sylinderen 172, hvilket vil medføre at nedtrekksstempelet 170 trekkes tilbake. Når dette skjer vil plungerstempelet 174 bevege seg i sylinderen 177 slik at volumet av fluidpassasjen 93 øker med en verdi tilsvarende stempelarealet av plungerstempelet 174 ganger lengden av stempelslaget langs sylinderen 177. Denne bevegelse vil øke volumet i sylinderen 175 og dermed øke volumet i passasjen 93. Volumet av passasjen 93 kan som et resultat av tilbaketrekkingen av stempelet 170 for eksempel øke med 10 cm<3>.

Når nedtrekksstempelet 170 aktueres kan således formasjonsfluid trekkes gjennom den sentrale passasje 127 i snorkelen 98 og gjennom skjermen 100. Bevegelsen til nedtrekksstempelet 170 i dets sylinder 172 vil senke trykket i den lukkede passasje 93 til et trykk som er lavere enn formasj onstrykket, slik at formasj onsfluid trekkes gjennom skjermen 100 og snorkelen 98 inn i åpningen 101, deretter gjennom fotpassasjen 108 til passasjen 91 som er i fluidforbindelse med passasjen 93 og en del av det samme lukkede fluidsystem. Fluidkammerene 93 (bestående av volumet til forskjellige forbundne fluidpassasjer, inkludert passasjene i prøvetakersammenstillingen 50, passasjene 85, 93 [Figur 3], passasjene som forbinder passasjen 93 med nedtrekksstempelet 170 og trykktransduserne 160 a, c) kan totalt ha et volum på omtrent 40 cm . Boreslam i ringrommet 150 vil ikke bli trukket inn i snorkelen 98 siden puten 140 tetter mot slamkaken. Snorkelen 98 tjener som en ledning gjennom hvilken formasjonsfluidet kan passere, og trykket i formasjonsfluidet kan måles i passasjen 93 mens puten 140 tilveiebringer en tetning som vil forhindre ringromsfluider fra å komme inn i snorkelen 98 og ugyldiggjøre formasjonstrykkmålningen.

Idet det refereres til figurene 5 og 6C vil formasj onsfluid først bli trukket inn i den sentrale boring 132 i skjermen 100. Det vil så passere gjennom slissene 134 i det slissede skjermsegment 133 slik at partikler i fluidet filtreres bort fra strømmen og ikke trekkes inn i passasjen 93. Formasjonfluidet vil deretter passere mellom den utvendige overflate av skjermen 100 og den innvendige overflate av snorkelforlengelsen 126 hvor det så vil passere gjennom åpningene 123 i skjermen 100 og inn i den sentrale passasje 108 i foten 92 ved å passere gjennom åpningene 101 og den sentrale boring 103 i avstrykeren 102.

Det refereres igjen til figur 9 der, når tetningsputen 140 er tettet mot borehullsveggen, tilbakeslagsventilen 195 vil holde det ønskede trykk på stempelet 96 og snorkelen 98 for derved å bevare en tilstrekkelig tetning for puten 140. Siden prøvetakertetningsakkumulatoren 184 er fullstendig ladet vil i tillegg ytterligere hydraulisk fluid bli tilført stempelet 96 og snorkelen 98 dersom verktøyet 10 skulle bevege seg under nedtrekket, for å sikre at puten forblir godt tettet mot borehullsveggen. Skulle borehullsveggen 151 bevege seg i området nær puten 140 vil i tillegg prøvetakertetningsakkumulatoren 184 forsyne stempelet 96 og snorkelen 98 med mer hydraulisk fluid for å sikre at puten 140 forblir godt tettet mot borehullsveggen 151. Uten akkumulatoren 184 i kretsen 200 kunne bevegelse av verktøyet 10 eller borehullsveggen 151, og dermed også formasjonsprøvetakersammenstillingen 50, resultere i dårlig tetning for puten 140 og svikt av formasj onstesten.

Med nedtrekksstempelet 170 i dets fullstendig tilbaketrukne posisjon, og formasj onsfluid trukket inn i det lukkede system 93, vil trykket bli stabilisert og tillate at trykktransduserne 160a, c kan avføle og måle formasj onsfluidtrykket. Det målte trykk sendes til styreenheten 190 i elektronikkdelen der informasjonen blir lagret i minnet og alternativt, eller i tillegg, kommuniseres til hovedstyreenheten i MWD-verktøyet 13 under formasj onstesteren 10, hvor den via slampulstelemetri eller hvilke som helst andre, konvensjonelle telemetrimidler kan sendes til overflaten.

Når nedtrekket er fullført vil stempelet 170 aktuere en kontaktbryter 320 montert i et endedeksel 400 og stempelet 170, som vist i Figur 3 A.

Nedtrekksbrytersammenstillingen består av en kontakt 300, en vaier 308 koplet til kontakten 300, et plungerstempel 302, en fjær 304, en jordingsfjær 306 og en holdering 310. Stempelet 170 aktuerer bryteren 320 ved å sette plungerstempelet 302 i kontakt med kontakten 300 hvilket medfører at vaieren 308 koples til systemjord via kontaktene 300 til plungerstempelet 302 til jordingsfjæren 306 til stempelet 170 til endedekselet 400 som er i forbindelse med systemjord (ikke vist).

Når kontaktbryteren er aktuert vil styreenheten 190, for å spare energi, reagere ved å slå av motoren 64 og pumpen 66. Tilbakeslagsventilen 196 vil stenge inne det hydrauliske fluid og holde stempelet 170 i dets tilbaketrukne posisjon. Ved enhver lekkasje av hydraulisk fluid som kunne medføre at stempelet 170 begynner å bevege seg mot dets opprinnelige, støttede posisjon vil nedtrekksakkumulatoren 186 tilveibringe den nødvendige fluidmengde for å kunne kompensere for en slik lekkasje og dermed opprettholde en tilstrekkelig kraft til å holde stempelet 170 i dets tilbaketrukne posisjon.

Under denne perioden vil styreenheten 190 via trykktransduserne 160a, c kontinuerlig overvåke trykket i fluidpassasjen 93 inntil trykket har stabilisert seg, eller over et forutbestemt tidsintervall.

Når det målte trykk har stabilisert seg, eller etter et forutbestemt tidsintervall, vil styreenheten 190 deenergisere solenoidventilen 176. Deenergiseringen av solenoidventilen 176 vil fjerne trykket fra lukkesiden av utligningsventilen 60 og fra utstrekkssiden av prøvetakerstempelet 96. Fjæren 58 vil så returnere utligningsventilen 60 til dens normale, åpne tilstand og prøvetakertilbaketrekkingsakkumulatoren 182 vil få stempelet 96 og snorkelen 98 til å trekke seg tilbake slik at tetningsputen 140 trekkes bort fra borehullsveggen. Deretter vil styreenheten 190 igjen starte motoren 64 for å drive pumpen 66 samt igjen energisere solenoidventilen 180. Dette trinn vil sikre at stempelet 96 og snorkelen 98 er fullstendig tilbaketrukket og at utligningsventilen 60 er åpen. Med et slikt arrangement vil formasj onsverktøyet 10 innbefatte en redundant prøvetakertilbaketrekkingsmekanisme. En aktiv tilbaketrekkingskraft tilveiebringes av pumpen 66. En passiv tilbaketrekkingskraft som er i stand til å trekke tilbake prøvetakeren også i tilfeller der effekt har gått tapt tilveiebringes av prøvetakertilbaketrekkingsakkumulatoren 182. Akkumulatoren 182 kan lades ved overflaten før den innrettes nedihull for å tilveiebringe trykk til å holde stempelet og snorkelen i huset 12c.

Det refereres igjen kort til Figurene 5 og 6 der skjermen 100 trekkes tilbake inn i snorkelen 98 når stempelet 96 og snorkelen 98 trekkes tilbake, fra posisjonen vist i

Figur 6C til posisjonen vist i Figur 6B og så til posisjonen vist i Figur 6A. Når dette skjer vil flensen på den ytre kant av avstrykeren 102 presse mot, og derved stryke den innvendige overflate av skjermelementet 100. På denne måte vil materiale utskilt fra formasj onsfluidet ved dettes inngang i skjermen 100 og snorkelen 98 bli fjernet fra skjermen 100 og avgitt til ringrommet 150. På tilsvarende måte vil avstrykeren 102 stryke den innvendige overflate av skjermelementet 100 når snorkelen 98 og skjermen 100 strekkes ut mot borehullsveggen.

Etter at et forutbestemt trykk, for eksempel 12,4 MPa (1800 psi), er avfølt av trykktransduseren 160b og kommunisert til styreenheten 190 (hvilket vil indikere at utligningsventilen er åpen og at stempelet og snorkelen er fullstendig tilbaketrukket) vil styreenheten 190 deenergisere solenoidventilen 178 for å avlaste trykket fra siden 172a av nedtrekksstempelet 170. Med solenoidventilen 180 fortsatt energisert vil positivt trykk være påført siden 172b av nedtrekksstempelet 170 for å sikre at stempelet 170 returneres til dets opprinnelige posisjon (som vist i Figur 3). Styreenheten 190 vil via trykktransduseren 160b overvåke trykket, og når et forutbestemt trykk nås vil styreeneheten 190 avgjøre at stempelet 170 er fullstendig returnert og den vil så slå av motoren 64 og pumpen 66, og deenergisere solenoidventilen 180. Med alle solenoidventilene 176,178,180 returnert til deres opprinnelige posisjoner, og med motoren 64 avslått, vil verktøyet være tilbake i sin opprinnelige tilstand og boringen kan fortsette.

Avlastningsventilen 197 vil beskytte det hydrauliske system 200 mot overtrykk og trykksvingninger. Forskjellige ytterligere avlastningsventiler kan tilveiebringes. Den termiske avlastningsventil 198 vil beskytte avstengte seksjoner mot overtrykk. Tilbakeslagsventilen 199 vil forhindre tilbakestrømning gjennom pumpen 66.

Formasj onstestingsverktøyet 10 kan betjenes i to generelle modi: En pumper-på-operasjon og en pumper-av-operasjon. Under pumper-på-operasjon vil slampumpene på overflaten under testingen pumpe borefluid gjennom borestrengen 6 og tilbake opp gjennom ringrommet 150. Ved å benytte denne borefluidsøyle kan verktøyet 10 under formasj onstesten sende data til overflaten ved bruk av slampulstelemetri. Verktøyet 10 kan også motta slampulstelemetriske nedlinkkommandoer fra overflaten. Under en formasj onstest vil borerøret og formasj onstestingsverktøyet ikke bli rotert. Det kan imidlertid oppstå tilfeller der en umiddelbar bevegelse eller rotasjon av borestrengen vil være nødvendig. Som et feilsikringstrekk kan en avbrytningskommando på hvilket som helst tidspunkt under formasj onstesten sendes fra overflaten til formasj onstestingsverktøyet 10.1 respons på en slik avbrytningskommando vil formasj onstestingsverktøyet umiddelbart stoppe formasj onstesten og trekke prøvetakerstempelet tilbake til dets, for boring normale, tilbaketrukkede posisjon. Borerøret kan så forflyttes eller roteres uten å forårsake skade på formasj onstestingsverktøyet.

Også under pumper-av-operasjon kan et tilsvarende feilsikringstrekk være aktivt. Formasj onstestingsverktøyet 10 og/eller MWD-verktøyet 13 kan tilpasses slik at de kan avføle når pumpene er slått på. Følgelig kan påslagningen av pumpene og reetableringen av strømning gjennom verktøyet avføles av trykktransduseren 160d, eller av andre trykksensorer i bunnhullssammenstillingen 6. Dette signal vil bli tolket av en styreenhet i MWD-verktøyet 13, eller en annen styreenhet, og kommunisert til styreenheten 190 som vil være programmert til å automatisk trigge en avbrytningskommando i formasj onstestingsverktøyet 10. På dette tidspunkt vil formasj onstestingsverktøyet 10 umiddelbart stoppe formasj onstesten og trekke prøvetakerstempelet tilbake til dets, for boring normale posisjon. Borerøret kan så forflyttes eller roteres uten å forårsake skade på formasj onstestingsverktøyet.

Opplink- og nedlink-kommandoene er ikke avhengig til slampulstelemetri. Som ikke-begrensende eksempler kan andre telemetrisystemer omfatte manuelle metoder, inkludert pumpesykler, strømning/trykk-bånd, rørrotasjon, eller kombinasjoner av dette. Andre muligheter omfatter elektromagnetiske (EM), akustiske og vaierline-telemetrimetoder. En fordel med å benytte alternative telemetrimetoder er det faktum at slampulstelemetri (både opplink og nedlink) krever aktiv pumping, mens andre telemetrisystemer ikke krever dette. Feilsikrings-avbrytningskommandoen kan derfor sendes fra overflaten til formasj onstestingsverktøyet ved å benytte et alternativt telemetrisystem som ikke er avhengig av om slampumpene går eller ikke.

Nedihullsmottakeren for nedlinkkommandoer eller data fra overflaten kan være anbrakt i formasj onstestingsverktøyet, eller i et MWD-verktøy 13 med hvilket det kommuniserer. Nedihullssenderen for opplinkkommandoer eller data fra nede i hullet kan på tilsvarende måte være anbrakt i formasj onstestingsverktøyet 10 eller i et MWD-verktøy 13 med hvilket det kommuniserer. Mottakerne og senderne kan hver være innrettet i MWD-verktøyet 13 og mottakersignalene kan prosesseres, analyseres og sendes til en hovedstyreenhet i MWD-verktøyet 13 før de overføres til den lokale styreenhet 190 i formasj onstestingsverktøyet 10.

Sending av kommandoer eller data fra overflaten til formasj onstestingsverktøyet kan benyttes for mer enn bare sending av en feilsikrings-avbrytningskommando. Formasj onstestingsverktøyet kan ha mange programmerte operasjonsmodi. En kommando fra overflaten kan benyttes for å velge den ønskede operasjonsmodus. En av flere operasjonsmodi kan for eksempel velges ved å sende en hodesekvens som vil indikere en endring av operasjonsmodus, etterfulgt av et antall pulser som vil korrespondere til denne operasjonsmodus. Andre midler for å velge ut en operasjonsmodus vil helt sikkert være kjent for fagmenn på området.

I tillegg til de omtalte operasjonsmodi kan også annen informasjon sendes til formasj onstestingsverktøyet 10 fra overflaten. Denne informasjon kan omfatte kritiske operasjonsdata slik som dybde eller overflate-boreslamtetthet. Formasj onstestingsverktøyet kan bruke denne informasjon til å viderebehandle målningene eller beregningene foretatt nedihull, eller til å velge en operasjonsmodus. Kommandoer fra overflaten kunne også bli benyttet til å programmere formasj onstestingsverktøyet til å operere i en ikke-programmert modus.

Det refereres igjen til Figur 9 der formasj onstestingsverktøyet 10 kan omfatte fire trykktransdusere 160: To kvartskrystallmålere 160a, 160d, en strekklapp 160c og en differensialstrekklapp 160b. En av kvartskrystallmålerne 160a er i forbindelse med ringromsslammet og vil også avføle formasj onstrykk under formasj onstesten. Den andre kvartskrystallmåleren 160d vil alltid være i forbindelse med strømningsboringen 14.1 tillegg kan begge kvartskrystallmålerne 160a og 160d omfatte temperatursensorer forbundet med krystallene. Temperatursensorene kan benyttes til å kompensere for termiske effekter på trykkmålingen. Temperatursensorene kan også benyttes til å måle temperaturen i fluidene nær trykktransduserne. Temperatursensoren forbundet med kvartskrystallmåleren 160a benyttes for eksempel til å måle temperaturen i fluidet nær måleren i kammeret 93. Den tredje transduser er en strekklapp 160c og den er i forbindelse med ringromsslammet, og den vil også avføle formasj onstrykket under formasj onstesten. Kvartstransduserne 160a, 160d tilveiebringer en nøyaktig, stasjonær trykkinformasjon mens strekklappen 160c tilveiebringer en hurtigere, svingende respons. Ved å utføre en sekvensialisering under formasjonstestingen vil kammeret 93 bli avstengt og både ringromskvartsmåleren 160a og strekklappen 160c vil måle trykket i det lukkede kammer 93. Strekklapptransduseren 160c benyttes i det vesentlige til å supplere målningene foretatt av kvartsmåleren 160a. Når formasj onstesteren 10 ikke er i bruk kan kvartstransduserne 160a, 160d betjenes til å måle trykket under boringen for således å tjene som et trykkmåling-under-boring-verktøy.

Det refereres nå til Figur 10 der en trykk/tid-graf på generell måte illustrerer trykket avfølt av trykktransduserne 160a, 160c under operasjon av formasj onstesteren 10. Når formasj onsfluidet trekkes inn i testeren vil transduserne 160a, 160c kontinuerlig forta trykkmålninger. Det avfølte trykk vil initielt være likt ringromstrykket, angitt ved punktet 201. Når puten 140 strekkes ut og utligningsventilen 60 lukkes vil det oppstå en svak økning i trykket, angitt ved 202. Dette vil skje når puten 140 tetter mot borehullsveggen 151 og presser borefluidet fanget i den nå lukkede passasje 93. Når nedtrekksstempelet 170 aktueres vil volumet i den lukkede kammer 93 øke, hvilket vil medføre at trykket minsker, angitt ved området 203. Dette utgjør fortest-nedtrekket. Strømningsraten sammen med snorkelens innvendige diameter avgjør det effektive operasjonsområdet for testeren 10. Når nedtrekksstempelet bunner ut i sylinderen 172 vil det foreligge et differensialtrykk i forhold til formasj onsfluidet, som vil få fluidet i formasjonen til å bevege seg mot lavtrykksområdet og dermed over tid føre til en trykkøkning, angitt ved området 204. Trykket vil så begynne å stabilisere seg, og ved et punkt angitt ved 205 vil det oppnå trykket i formasj onsfluidet i den sonen som testes. Etter en fastlagt tidsperiode, slik som tre minutter etter slutten av perioden for området 203, vil utligningsventilen igjen bli åpnet og trykket i kammeret 93 vil bli utlignet i forhold til trykket i ringrommet, angitt ved 206.

I en alternativ utførelsesform av den typiske formasjonstestsekvens vil testsekvensen bli stoppet etter at puten 140 er strukket ut og utligningsventilen 60 er lukket, og den svake økningen i trykket registreres, som angitt ved 202 i Figur 10. Den normale testsekvens stoppes slik at en respons på trykkøkningen 202 kan observeres. Siden testsekvensen er blitt avbrutt før nedtrekksstempelet er aktuert vil formasj onsprøvetakersammenstillingen ikke ha indusert noen fluidstrømning; formasj onsprøvetakersammenstillingen vil opprettholde en hovedsakelig ikke-strømningstilstand. Ikke-strømning-trykkresponsen på økningen 202 kan registreres og tolkes for å bestemme egenskapene til slamkaken, for eksempel mobiliteten. Dersom responsen på økningen 202 er en rask utjevning av trykket i forhold til det hydrostatiske trykk 201 vil slamkaken ha høy permeabilitet, og den vil høyst sannsynlig ikke være særlig tykk eller sterk. Dersom responsen er en sakte minskning av trykket vil slamkaken sannsynligvis være tykkere og mer ugjennomtrengelig.

For å bistå bestemmelsen av slamkaketykkelsen, i tillegg til metoden beskrevet ovenfor, kan posisjonsindikatoren ifølge prøvetakersammenstillingen beskrevet i US patentsøknad med tittelen "Downhole Probe Assembly", med US Express Mail Label no. EV 303483549 US og Attorney Docket Number 1391-52601 benyttes for å måle hvor langt prøvetakersammenstillingen strekker seg etter den har kontaktet slamfiltratet. Denne målning vil gi en indikasjon på hvor tykk slamfiltratet er, og den kan benyttes til å fylle ut dataene oppsamlet ved å benytte trykkresponsen beskrevet ovenfor. Som tidligere beskrevet kan denne målning foretas under en ikke-strømningstilstand i formasjonsprøvetakersammenstillingen.

Når det foretas trykkmålninger vil det også være mulig å benytte de forskjellige trykktransdusere til verifisere hver målers verdi i forhold til de andre. Med flere transdusere kan i tillegg det hydrostatiske trykk i borehullet benyttes til å verifisere målere i samme posisjon ved å bekrefte at de gir samme verdi for det hydrostatiske trykk. Siden kvarstmålere er mer nøyaktige kan kvartsmålerresponsen benyttes til å kalibrere strekklappen, dersom denne respons ikke svinger for mye.

Figur 11 illustrerer representative formasj onstest-trykkurver. Den heltrukne kurve 220 representerer trykkavlesninger Psg detektert og sendt av strekklappen 160c. På tilsvarende måte er trykket Pq avgitt fra kvartsmåleren 160a angitt med den stiplede kurve 222. Som bemerket ovenfor vil strekklapptransdusere generelt ikke tilveiebringe den samme nøyaktighet som kvartstransdusere, mens kvartstransdusere ikke vil tilveiebringe den samme transiente respons som strekklapptransdusere vil kunne gi. Dermed vil de umiddelbare formasjonstesttrykkene angitt av strekklappen 160c og kvartstransduseren 160a sannsynligvis være forskjellige. For eksempel vil trykkverdiene Phydiangitt av kvartstransduseren Pq og strekklapptransduseren Psg ved begynnelsen av formasj onstesten være forskjellige, og differansen mellom disse verdier er angitt som Eoffsi i Figur 11.

Dersom det antas at kvartsmåleravlesningen Pq er den mest nøyaktige av de to avlesningene kan det faktiske formasj onstesttrykk under formasj onstesten beregnes ved å legge til eller trekke ifra den tilhørende awiksfeil E0ffsitil verdiene angitt av strekklappen Psg. På denne måte kan nøyaktigheten til kvartstransduseren og den transiente respons til strekklappen begge benyttes til å generere et korrigert formasj onstesttrykk som når det er ønskelig kan benyttes ved sanntidsberegninger av formasj onsegenskaper, eller ved kalibrering av én eller flere av målerne.

Under forløpet av formasj onstesten kan strekklappavlesningene bli mer nøyaktige, eller kvartsmåleravlesningene kan angi de aktuelle trykkverdier i trykkammeret selv om dette trykk endrer seg. I begge tilfeller er det sannsynlig at differansen på et gitt tidspunkt, mellom trykkverdiene angitt av strekklapptransduseren og kvartstranduseren, vil endre seg over varigheten av formasj onstesten. Det kan derfor være ønskelig å ta i betraktning en andre awiksfeil bestemt ved slutten av testen når det igjen foreligger stasjonære forhold. Når trykkverdiene Phyd2flater ut ved slutten av formasj onstesten kan det således være ønskelig å beregne en andre awiksfeil E0ffS2. Denne andre awiksfeil E0ffS2kan så benyttes til å tilveiebringe en etterjustering av formasj onstesttrykkene, eller en kalibrering av strekklappen.

Awiksverdiene E0ffsiog E0ffs2kan benyttes for å justere spesifikke datapunkter i testen. Alle kritiske punkter opp til Pfi, kan for eksempel justeres ved å benytte feilverdiene Eoffsimens alle gjenværende punkter kan justeres ved å benytte feilene E0ffS2. En annen løsning kan være å beregne et vektet gjennomsnitt av de to awiksverdiene og så anvende dette ene, vektede gjennomsnittsawik på alle strekklapptrykkavlesningene foretatt under formasj onstesten. Andre metoder for anvendelse av awiksfeilverdiene, for en nøyaktig bestemmelse av de faktiske formasj onstesttrykk, kan benyttes på en tilsvarende måte og vil forstås av fagmenn på området.

Som tidligere utlagt generelt benyttes kvartsmålere for å oppnå nøyaktighet, siden de er stødige og stabile over tid og vil bevare sin kalibrering ved mange forskjellige forhold. De vil imidlertid reagere sent på omgivelsene. Det vil foreligge endringer i trykket under målningen som kvartsmåleren ikke kan detektere. På den annen side vil strekklapper være følsomme overfor endringer og kalibrerings effekter. De vil imidlertid reagere raskt på endringer i omgivelsene. Således kan begge typer målere benyttes, der kvartsmåleren benyttes for å oppnå en nøyaktig trykkavlesning mens strekklappen benyttes for å fange opp differanser i trykket.

I en annen utførelsesform for kalibrering av strekklappen ved å benytte kvartsmåleren kan en enkel lineær tilpasning benyttes. Det refereres til Figur 12 der det er gitt en trykkurve 500 som representerer en typisk nedtrekks- og oppbyggings-kurve målt under en formasjonstrykktest. Området 502 av kurven 500 viser et stabilt trykk som typisk vil være et mål på ringromstrykket, siden formasj onstesten ennå ikke er begynt. Ringromstrykket vil vanligvis være høyere enn formasj onstrykket, siden de fleste brønner bores under overbalanserte forhold der borefluidet i ringrommet, for å stabilisere borehullet og forhindre sammenbrudd av borehullet og utblåsning, holdes på et trykknivå som er høyere enn formasjonen.

Trykkene målt av kvartsmåleren, Pqi, og den korrigerte strekklapp, Psgi, vil være de samme i kurveområdet 502, der trykket er stabilt og nær hydrostatisk og før det detekteres noen dynamisk respons av noen av målerne. Så snart formasj onstrykktesten har begynt vil det før nedtrekket påbegynnes, illustrert ved 504, oppstå en svak trykkøkning, illustrert ved 501. Etter at nedtrekket er fullført vil formasj onstrykket tillates å bygge seg opp, inntil det stabiliserer seg, illustrert ved kurveområdet 506. Nå kan et andre sett av trykkverdier måles, Pq2og Psg2, og de vil mest sannsynlig være forskjellige siden den dynamiske respons for strekklappen er mye mindre nøyaktig enn for kvartsmåleren.

For å kalibrere strekklappen på nytt identifiseres to ukjente verdier og en enkel lineær tilpasning anvendes på de kjente og ukjente verdier. De ukjente verdier kan betegnes

som P0ff, som representerer trykkawiket mellom de to sett av stabile trykkmålninger, og Psiope, som representerer steilheten til kurven mellom de to sett av stabile målninger. De kjente verdier vil være Pqi, Psgi, Pq2og Psg2- Ligningene for den lineære tilpasning kan representeres ved:

Med to ligninger og to ukjente kan ligningene løses som vist ovenfor for å komme frem til PsGcoirected, en korrigert verdi fremskaffet gjennom strekklappen. Alternativt kan strekklappen korrigeres basert på de kjente verdier alene, idet P0ffog Psiopeerstattes for å oppnå ligningen: PsGcoirected<=>Pqi - (Pqi - Pq2)/(Ps<g>i - Ps<g>2)<*>(Ps<g>i - Psæ).

Disse målerkorrigeringer kan videre utføres underveis, eller etter at hver sekvensiell test i brønnboringen er fullført. Korrigeringene kan utføres underveis ved å foreta sanntids fremsending av data til overflaten ved benyttelse av telemetrimidler, eller alternativt ved å benytte nedihulls prosessorer og programvare innrettet i verktøyet.

Ved å benytte MWD-verktøyets iboende programvare (og nevralnettverksteknikker) samt en nedihulls referansestandard, slik som kvartsmåleren, kan hvert dybdepunkt i borehullet korrigeres i forhold til referansen. I en formasj onstester vil det typisk foreligge forskjellige typer av trykkmålere for måling av trykket i formasjonsfluider båret i strømningsledninger. Formasj onsfluidledningene 91, 93 kan for eksempel være i fluidforbindelse med kvartsmålerne og strekklappene 160a, 160c vist i Figur 9. Etter et nedtrekk, der formasjonsfluider trekkes inn i formasj onstesteren, vil denne inntrekking av fluider stoppes og trykket i fluidene tillates å bygge seg opp til trykket i den omliggende formasjon. Etter flere slike nedtrekk og oppbygninger kan strekklappene fremvise store avlesningsfeil. Som nevnt tidligere må disse strekklapp-trykktransdusere således kalibreres. Ifølge én utførelsesform kan trykkavlesningene ved hvert punkt i brønnen der trykket er målt benyttes som et referansepunkt for en kontinuerlig kalibrering av strekklappene og dermed elimineres behovet for å kalibrere og rekalibrere strekklappene.

Når brønnen stabiliserer seg vil hver posisjon i denne ha et bestemt trykk og en tilhørende temperatur. Hver gang det kjøres en trykktest kan trykket avfølt av kvartsmåleren benyttes som et kontinuerlig kalibreringspunkt for strekklappene. Dersom data innsamles kontinuerlig kan et tredimensjonalt konturplot for trykk/temperatur dannes. De tre dimensjonene som kan benyttes er det målte trykk, referansetrykket, slik dette er beskrevet ovenfor, og temperaturen. Så kan nevralnettverksteknikker inkludert i verktøyets programvare anvendes på de innsamlede data slik at strekklapptransduserne ikke vil kreve en ny kalibrering.

Trykktransdusere vil typisk ha et trykkdata-inngangsområde innenfor hvilket deres nøyaktighet defineres, slik som 0 til 69 MPa (0 til 10000 psi) eller 0 - 138 (0 til 20000 psi). Nøyaktigheten angis vanligvis som en prosentandel av full skala, og nøyaktigheten for en 69 MPa (10000 psi) måler vil således være størst siden prosentandelen for denne måler vil gi et mindre resultat enn den samme prosentandel for 138 MPa (20000 psi). For å forbedre nøyaktigheten av formasj onstestingsverktøyet kan flere målere benyttes for å dekke testens mulige trykkområder, i stedet for å benytte én måler som dekker hele området. For å gjøre verktøyet mer nøyaktig benyttes derfor flere trykkmålere.

Alternativt kan en målers område kalibreres for et mindre område, for således å gjøre måleren mer nøyaktig. Produsenten av trykkmåleren kan stille inn elektronikken til å detektere et bredt omfang av trykkverdier. Elektronikken, som for de forskjellige målerer er svært lik, kan justeres for å skalere transduseren over et mindre område, for derved å øke nøyaktigheten. På samme måte kan den samme transduser benyttes for forskjellige trykkområder ved å benytte to eller flere kalibreringstabeller. Trykkdataavgivelsen fra transduseren korresponderende til hele trykkinngangsområdet kan bestemmes for én trykktransduser, og så kan det etableres to eller flere kalibreringstabeller for å tolke utgangsinformasjonen gitt av transduseren for forskjellige trykkinngangsområder. Nøyaktigheten kan dermed forbedres uten å måtte anvende flere transdusere.

En nøyaktig bestemmelse av formasj onstrykket er avgjørende for en riktig bruk av det målte formasj onstrykk. Flukturerende fluidtettheter i formasj onstestingsverktøyets strømningsledninger kan imidlertid være problematisk. Det målte trykk kan korrigeres for fluidtettheten i den vertikale søyle for strømningsledningen. Trykktransduserne kan måle trykket i formasj onsfluidene de er i forbindelse med på en nøyaktig måte, men disse transdusere er ikke i forbindelse med prøvtakeren som tar opp formasjonsfluider. Transduserne 160a, 160c, 160d er for eksempel lokalisert under prøvetrakersammenstillingen, som illustrert i Figur 2D-E. På grunn av denne lokaliseringsforskjell kan trykket ved prøvetakeren således være forskjellig fra trykket målt ved transduserne.

Den vertikale forskyvning mellom referansepunktet for transduseren og fluidinngangspunktet ved prøvetakeren er fortrinnsvis en avstand som er kjent. Dersom formasj onstestingsverktøyet i tillegg befinner seg i en avvikende eller skrånende brønn kan orienteringen til verktøyet også være kjent fra en navigasjonspakke. Således kan den kjente, vertikale avstand mellom transduseren og prøvetakerinngangen beregnes for enhver helning av verktøyet i brønnen. Endelig kan trykkgradienten for fluidet i strømningsledningen som forbinder transduseren og prøvetakerinngangen, dersom dette er et kjent fluid, benyttes for å beregne trykket ved prøvetakerinngangen i forhold til trykket ved transduseren.

Vann har for eksempel en trykkgradient på 3 kPa (0.433 psi) per fot. Dersom det er kjent at det befinner seg vann i strømningsledningen, og at det er en avstand på én fot mellom trykktransduseren og prøvetakerinngangen, kan det foretas en korreksjon på 3 kPa (0.433 psi) for avlesningen av trykktransduseren.

Det foretrekkes således at trykktransduserne anbringes så nær prøvetakersammen-stillingen som mulig.

I en annen utførelseform av formasj onstestingen kan man, mens formasj onsprøve-takersammenstillingen er i kontakt med borehullsveggen, i stedet for å trekke fluider inn i prøvetakersammenstillingen, eller etter at fluidene er trukket inn i sammenstillingen, presse fluider ut av sammenstillingen og inn i formasjon. Således kan det etableres fluidforbindelse med formasjonen i en retning motsatt den under nedtrekk, der en slik forbindelse vil ha en tendens til å øke trykket i formasjonen. Dette kan oppnås ved å justere sekvensen av trinn beskrevet tidligere. Nå kan responsen på denne trykkøkning registreres, og trykket kan observeres over tid for en del av formasjonen. Formasj onsresponsen kan så tolkes for å innhente mange av de tidligere omtalte formasj onsegenskaper. Spesifikt kan trykksvingningsresponsen på endringene i formasj onstrykket benyttes for å bestemme permeabiliteten til slamkaken, estimere skaden på formasjonen nær brønnboringen og beregne mobiliteten til formasjonen. For ytterligere detaljer ved prosessen nettopp beskrevet kan det refereres til "Society of Petroleum Engineers"-skrift nr. 36524, med tittelen "Supercharge Pressure Compensation Using a New Wireline Method and Newly Developed Early Time Spherical Flow Model", og US patent nr. 5,644,075, med tittelen "Wireline Formation Supercharge Correction Method", hvilke inkorporeres her ved referanse.

Videre kan formasjonen trykksettes som nettopp beskrevet, inntil et punkt der formasjonen vil bryte opp eller frakturere. Dette kalles en injektivitetstest og kan utføres ved å benytte fluid fra det samme område (i den aktuelle måleposisjon), eller fluid, for eksempel vann, fra et annet område i formasjonen. Fluidene fremskaffet fra et annet område kan lagres i en trykkbeholder eller i nedtrekksstempelsammenstillingen og så injiseres inn i et annet område inneholdende et annet fluid. Fluider kan også ledes fra overflaten og selektivt injiseres inn i formasjonen.

Dersom injeksjonsraten er høy nok til å bryte opp eller indusere oppsprekking av formasjonen kan en endring i trykket registreres og tolkes, som tidligere beskrevet, for å innhente formasj onsegenskaper, slik som fraktureringstrykket, hvilket kan benyttes for på en effektiv måte sette opp fremtidige kompletterings- og stimulerings-programmer. Det skal bemerkes at injeksjonen kan utføres for å teste slamkakens evne til å forhindre fluidinnstrømning i formasjonen. Alternativt kan testen utføres etter et nedtrekk, der slamkaken ikke lenger er tilstede.

Formasjonstestere kan også benyttes for innsamling av ytterligere informasjon, ved siden av egenskapene til de produserbare hydrokarboner. Instrumenter i formasj onstestingsverktøyet kan for eksempel benyttes for å bestemme resistiviteten til vannet, som igjen kan benyttes ved beregningen av formasjonens vannmetning. Kunnskap om vannmetningen bidrar til å kunne forutsi produserbarheten til formasjonen. Sensorpakker, slik som induksjonspakker eller knappelektrodepakker, tilpasset måling av resistiviteten til vannet bundet i formasjonen kan innrettes tilliggende prøvetakersammenstillingen. Disse sensorer vil fortrinnsvis bli innrettet i de utstrekkbare deler av prøvetakersammenstillingen, slik som snorkelen 98 med en evne til å trenge gjennom slamkaken og formasjonen, som illustrert i Figur 6C. I tillegg kan sensorer anbringes i strømningsledningene, slik som ledningene 91, 93, for å måle vannegenskapene i fluidene som trekkes inn i formasj onstestingssammenstillingen.

Fordelen med formasj onstestingsverktøyet av prøvetakertypen som her utlegges er fleksibiliteten ved plassering av prøvetakeren i en bestemt posisjon i borehullet, for på beste måte kunne innhente formasj onstrykket, eller alternativt, å kunne unngå plassering av prøvetakeren i en uønsket posisjon. Et verktøy slik som en akustisk avbildningsanordninng kan tilveiebringe et sanntids bilde av borehullet slik at operatøren kan avgjøre hvor det skal uføres en trykktest. I tillegg vil et bilde fra et porøsitetsverktøy kunne tilveiebringe informasjon om porøsitetsegenskapene i en orientering i en del av brønnen med konstant dybde, eller i en retning langs borehullet (med konstant asimut). Det kan også tilveiebringe et sanntids bilde av sprekker som avskjærer brønnboringen, for derved å gi mulighet til å unngå disse sprekkene og således kunne oppnå en god test av matrisetrykkene, eller for å kunne teste disse sprekkene for å bestemme deres egenskaper. Bildene fra disse verktøyene kan være tydelige nok til å kunne avgjøre om prøvetakeren i trykkinnretningen faktisk har utført en test ved den fortutbestemte posisjon, og verifisere at prøven ble tatt i den valgte posisjon. Disse verktøyene kan også benyttes til å undersøke forholdene i brønnboringen. Dette kan ha avgjørende betydning i sterkt skrånende eller horisontale brønnboringer der partikler slik som gjenværende borekaks kan forhindre oppnåelsen av en nøyaktig formasj onstrykkmåling.

Det er vanlig at et borehull fremviser avvik på grunn av slitasje fra borestrengen eller de sirkulerte borefluider. Det kan også foreligge avvik på grunn av feillinjer eller på grunn av forskjellige formasjoner som grenser opp mot hverandre. Således vil det ofte være nødvendig å på forhånd ha tilgang til et bilde av formasjonen, slik at trykkmålingene kan utføres i bestemte posisjoner snarere enn på tilfeldige steder i formasjonen. Akustiske, soniske, tetthets-, resistivitets-, gammastråle- og andre avbildingsteknikker kan benyttes for sanntids avbilding av formasjonen. Da kan formasj onstestingsverktøyet vinkelmessig orienteres i henhold til lokaliseringer med størst eller minst porøsitet, permeabilitet, tetthet eller andre formasj onsegenskaper, avhengig av hva som vil oppnås med trykkmålingen eller en annen type måling utført av formasj onstestingsverktøyet. I tilfeller der avbildingsinnretninger indikerer en tett sone kan trykkmålinger benyttes for å avgjøre om det foreligger fluidforbindelse eller ikke. Alternativt kan avbildingsverktøyer benyttes for å finne soner som ikke bør trykktestes, slik som soner som er svært tette eller ugjennomtrengelige.

Deretter kan de tidligere nevnte avbildingsteknikker anvendes for å verifisere stedet for trykkmålingen, evt. annen type måling. Tetningsputen kan etterlate et avtrykk på borehullsveggen og således kan et elektrisk avbildingsverktøy eller et akustisk skanneverktøy etter testen benyttes for avbilding, for å verifisere putelokaliseringen på borehullsveggen.

Trykk- og andre formasj onstestingsverktøys-målinger kan utføres med slampumpene på eller av. Trykket i ringrommet vil være høyere med pumpene på enn med pumpene av, og trykket vil falle i strømretningen. Med et høyere trykk på grunn av sirkulasjon vil det foreligge en høyere innstrømningsrate av borefluider og filtrat inn i formasjonen og således en raskere dannelse av slamkake. Ekvivalent sirkulasjonstetthet (ECD) er et mål på borefluidtertheten, som tar med i beregningen gjenværende borekaks, fluidkompressibilitet og friksjonstrykktap relatert til fluidstrømning. ECD vil avta med tiden dersom sirkulasjonen fortsetter etter at boringen har stanset opp, fordi når boreslammet sirkulerer vil mer av borekakset bli filtrert bort samtidig som det ikke tilføres nytt borekaks. Dersom trykkmålingene foretas av formasj onstesteren kan det på grunn av endringer for ECD mellom pumper-på og pumper-av registreres en forskjell i formasj onstrykket.

For eksempel kan formasj onsprøvetakersammenstillingen føres ut, og en nedtrekkstest kan utføres, der trykket da vil avta når fluidene trekkes inn i formasj onstesteren. Etter at nedtrekkskammeret er fullt kan trykket så bygge seg opp og jevne seg ut i forhold til trykket i den uforstyrrede formasjon. Dersom pumpene nå er slått på vil ECD i ringrommet øke og derved økes trykket som avføles av formasj onstesterne. Dersom pumpene slås av vil trykket returnere til det opprinnelig trykk før pumpene ble slått på. Denne trykkforskjell oppstår på grunn av forskjellen i ECD og det hydrostatiske trykk, og kan benyttes som en indikasjon på hvor mye borefluid som trenger inn i formasjonen, eller i hvor stor grad det foreligger fluidforbindelse mellom borefluidene og formasjonen. Denne forskjell kan identifiseres med mobiliteten eller trykksvingningene for derved å oppnå mer nøyaktige målinger. Disse effekter er knyttet til overladings-trykk og -effekter, hvilket er grundigere beskrevet i flere av de tidligere inkorporerte referanser.

Med pumpene på blir trykkpulser sendt nedhulls av slampumpene, kommunikasjonsimpulsgivere eller andre innretninger, og pulsene kan ses å ha sinusform. Under en trykktest, med prøvetakersammenstillingen utstrakt, kan prøvetakeren detektere disse trykkpulser gjennom formasjonen, siden innsiden av prøvetakersammenstillingen er relativt isolert fra brønnboringsfluidene. Trykkpulsene slik disse detekteres i brønnboringen kan sammenlignes med trykkpulsene detektert av formasj onstesteren.

Det refereres nå til Figur 13 hvor det er vist en trykkpulskurve 600 som representerer trykk dannet av slampumpene eller impulsgivere og detektert av en trykksensor som er i forbindelse med ringrommet, slik som en PWD-sensor i MWD-verktøyet 13, eller et annet LWD-verktøy. Trykkurven 602 representerer trykk detektert av formasj onsprøvetakersammenstillingen, hvilket vil være trykkpulser som har beveget seg fra ringrommet, gjennom formasjonen og inn i den isolerte prøvetakersammenstilling. Trykkurvene 600 og 602 viser toppverdier 604, 606 h.h.v. 608, 610. Disse toppene kan benyttes til å bestemme toppverdiforflytninger eller faseforsinkelser 612 samt amplitudeforskj eller 614. Ut fra faseforsinkelsen 612 og amplitudeforskjellen 614 kan slamkakeegenskaper slik som permeabilitet, porøsitet og tykkelse bestemmes. Videre kan tilsvarende formasj onsegenskaper bestemmes.

I en alternativ utførelsesform til utførelsesformen nettopp beskrevet omfatter formasj onstestingsverktøyet mer enn én formasj onsprøvetakersammenstilling. I stedet for å danne trykkpulser ved overflaten av brønnboringen kan pulsene genereres av én prøvetakersammenstilling mens den andre prøvetakersammenstilling foretar målinger. Samtidig som minst to formasj onsprøvetakersammenstillinger strekkes ut til kontakt med borehullsveggen kan én prøvetakersammenstilling pulse fluid inn i sammenstillingen, og tilbake inn i formasjonen, ved å resiprokere nedtrekksstemplene. Samtidig vil den andre prøvetakersammenstilling foreta målinger som beskrevet ovenfor.

Formasj onstester kan foretas med formasj onstestingsverktøyet svært raskt etter at borkronen har penetrert formasjonen. Formasjonstestene kan for eksempel foretas umiddelbart etter formasjonen er gjennomboret, slik som innen ti minutter etter penetreringen. Når testene foretas på dette tidspunkt vil det foreligge mindre slaminvasjon og mindre slamkake som må håndteres, hvilket vil resultere i bedre trykk-og/eller permeabilitets-tester, bedre formasj onsfluidprøver (mindre forurensing) og mindre riggtid for å fremskaffe disse data. Ved å foreta tester umiddelbart etter boringen tillates boreoperatøren også å umiddelbart se etter foringsrørpunkter. Disse testene kan også gi en indikasjon på om sonen er uttømt, eller om en hullkollaps kan være nært forestående. Korrigerende tiltak kan da iverksettes, slik som en foring av hullet, en endring av slamegenskapene, fortsatt boring, eller annet.

I tillegg kan formasjonen testes på vei inn i et boret hull, samt på vei ut, for å observere endringer i slamkaken og formasjonen over tid. De to sett av målinger kan så sammenlignes for å identifisere endringer i borehullet og den omliggende formasjon. Endringer over tid kan indikere overladingseffekter, mer fullstendig utlagt i de forskjellige referansene tidligere nevnt, og kan benyttes for å korrigere en modell av formasjonen, i forhold til disse overladingseffekter.

En prediksjon av poretrykket oppnås typisk ved å måle omfanget av den naturlige formasj onssammentrykking. Formasj onssammentrykking vil typisk foreligge ved skiferbergarter, og skiferformasjoner må således bores og logges for å innhente de nødvendige data for danning av poreprediksjonsmodeller. Formasj onstestingsverktøyet som her er beskrevet kan måle poretrykket direkte. Denne måling vil være mer nøyaktig og kan benyttes til å kalibrere poretrykkprediksjonsmodeller.

Etter målingen av formasj onstrykket, permeabilitet og andre formasj onsegenskaper er utført kan denne informasjon sendes til overflaten ved å anvende slampulstelemetri, eller hvilke som helst andre, konvensjonelle midler for sending av signaler fra nedihullsverktøyer. På overflaten kan boreoperatøren bruke denne informasjon til å optimalisere skjæreegenskapene til borkronen, eller boreparametrene.

Kunnskap om slamkakeegenskapene tillater justeringer av bestemte boreparametere, dersom disse egenskaper skiller seg fra kjente, forutbestemte eller ønskede egenskaper; justeringer av selve slamsystemet kan også gjøres, for å forbedre slamegenskapene og redusere slamkaketykkelsen eller filtratinvasjonsraten. Dersom slamkaken for eksempel er funnet å være forurenset eller ugjennomtrengelig kan boreslamegenskapene justeres for å redusere trykket på slamkaken eller redusere omfanget av forurensings inntrengningen i slamkaken, eller kjemikalier kan tilsettes slamsystemet for å korrigere slamkaketykkelsen.

Trykkmålinger foretatt nedihull kan videre gi en indikasjon på behovet for å foreta justeringer av nedihullstrykket, dersom nedihullsmålingene igjen viser seg å være forskjellig fra ønskede, kjente eller forutbestemte verdier. I stedet for å justere slamegenskapene kan imidlertid andre, mekaniske midler benyttes for å kontrollere nedihullstrykket. Med en strupekontroll eller en roterende utblåsningssikringsventil (BOP) kan strupeventilen eller den roterende BOP-ventil ved overflaten manipulereres til mekanisk å øke eller minske motstanden mot strømning, for derved å justere nedihullstrykket.

Et eksempel på en boreparameter som kan justeres er borkronepenetreringsraten. Ved å benytte formasj onstesteren på måter beskrevet ovenfor kan bestemte, tidligere nevnte bergartegenskaper måles. Disse egenskapene kan formidles til overflaten i sanntid, for således å kunne optimalisere penetreringsraten under boring. Med en bestemt form på prøvetakeren, og ved å kjenne det fremre kontaktområde på borehullsveggen kan bestemte formasj onsegenskaper måles. Dersom en formasj onsprøvetakersammenstilling som den illustrert i Figurene 5 og 6A-C, eller i US patentsøknad med tittelen "Downhole Probe Assembly", nevnt tidligere og inkorporert ved referanse, benyttes for å kontakte formasjonen kan kraft/forflytnings-forholdet for prøvetakersammenstillingen da bestemmes ved å anvende et ekstensiometer eller et potensiometer. Kraft/forflytnings-informasjonen kan benyttes til å beregne trykkfasthet, kompresjonsmodul og andre egenskaper til selve materialet i formasjonen. Disse formasj onsmaterialegeneskapene er nyttige ved bestemmelse og optimalisering av borkronepenetreringsraten.

Målingene foretatt av formasj onstestingsverktøyet kan benyttes for å optimalisere andre borerelaterte operasjoner. Formasj onstrykket kan for eksempel brukes til å bestemme foringsrørkravene. Formasj onstrykket målt nedihull kan brukes til å bestemme den optimale dimensjon og styrke for foringsrøret. Dersom trykket i formasjonen er høyt kan hullet fores med et relativt sterkt foringsrørmateriale, for således å sikre at integriteten til borehullet bevares i formasjonen med dette høye trykk. Dersom trykket i formasjonen er lavt kan foringsrørdimensjonen reduseres, og andre materialer kan anvendes for å spare kostnader. Målinger av styrken til bergarten foretatt med verktøyet kan også bidra ved bestemmelsen av foringsrørkravene. Solide bergartsformasjoner vil kreve et tynnere foringsrørmateriale fordi de er stabile, mens formasjoner som består av sedimenter vil kreve et tykkere foringsrør.

I skrånende eller horisontale brønner, særlig etter at sirkulasjonen av borefluid er stoppet, vil partikler i borefluidet med høy tetthet sette seg på den nedre side av borehullet. Dette forhold er ikke ønskelig siden den effektive tetthet til fluidet vil avta. Når trykket i den omliggende formasjon er høyere enn i borefluidet blir en utblåsning i hullet mer sannsynlig. For å kunne detektere slike forhold kan formasj onstestings-verktøyet orienteres mot den nedre side av borehullet hvor det så kan foretas målinger. I én utførelsesform kan prøvetakersammenstillingen føres ut og trykket måles. Det foretrekkes at trykktransdusere som er i forbindelse med ringrommet, slik som transduseren 160c eller PWD-sensoren i MWD-verktøyet, kan benyttes for å måle trykket i ringromsfluidet uten en utføring av prøvetakeren. Dersom fluidet ved den nedre side av borehullet viser seg å ha en høyere tetthet eller tyngde enn den ekvivalente borefluid-tetthet eller -tyngde kan egenskapene til borefluidet justeres for å korrigere dette forhold. Alternativt, eller i tillegg, kan målingene foretas på andre steder i borehullet, slik som ved den øvre side.

Anisotropiske formasjoner kan fremvise forskjellige verdier for hvilke som helst egenskaper, når disse måles i forskjellige retninger. For eksempel kan resistiviteten i horisontalretningen og vertikalretningen være forskjellige, hvilket kan være forårsaket av at det i visse typer av bergarter kan foreligge flere formasj ons-sj ikt eller -lag.

Formasj onsanisotropien kan for eksempel bestemmes ved å foreta målinger i formasjonen, slik som trykk og temperatur, rotasjonsmessig orientere verktøyet på nytt og foreta ytterligere målinger ved flere vinkler rundt borehullet. Dersom flere prøvetakersammenstillinger eller andre måleinnretninger er innrettet rundt verktøyet kan alternativt disse målinger foretas samtidig rundt borehullet. I tillegg til å foreta formasj onsmålinger direkte kan verktøyet også forta andre målinger, slik som soniske eller elektromagnetiske målinger. Etter at alle disse målinger er foretatt kan formasj onsanisotropien for hver type måling beregnes. En formasj onsanisotropiverdi kan knyttes opp mot eller sammenlignes med akustiske, resistivitets- og andre målinger foretatt av andre verktøyer. Dette kan for eksempel tillate at resistiviteten korreleres med permeabilitetsendringer ved å benytte kjente formasjonsmodeller (utlagt mer fullstendig nedenfor).

Typisk vil formasj onstrykkmålingene bli estimert og/eller predikert ved å tolke bestemte formasj onsmålinger forskjellig fra den direkte måling av formasj onstrykket. Trykk-under-boring (PWD)- og logging-under-boring (LWD)-målinger kan for eksempel innhentes og analyseres for å predikere hva det faktiske formasj onstrykk kan være. Analyse av data slik som bergartegenskaper og spenningsorientering, samt andre modeller slik som fraktureringsgradient-modeller og tendensbaserte modeller, kan benyttes for å predikere det faktiske formasj onstrykk. Videre kan direkte formasj onsmålinger benyttes for å supplere, korrigere eller justere disse data og modeller, for mer nøyaktig å kunne predikere formasj onstrykket. Fordelen med de utlagte og refererte formasj onstestingsverktøyer er at trykket og andre formasj onsdata kan sendes opphull i sanntid, for derved å tillate en sanntids oppdatering av modellene.

I tillegg kan hver målte formasj onsegenskap, inkludert de som tidligere er listet opp og definert, i seg selv benyttes for å kartlegge eller gi et bilde av formasjonen. En formasj onsmodell blir i siste instans utviklet slik at ved å betrakte en komputerskjerm ved overflaten av borehullet kan det ses hvordan formasjonen faktisk ser ut. Et eksempel på en slik modell er Landmark-jordmodellen. Hver ytterligere målte egenskap for formasjonen kan benyttes for å skape komplementære bilder, der hver ny egenskap og bilde vil forbedre nøyaktigheten av formasjon-modellen eller -bildet. Således kan egenskapene innhentet av formasjonstestingsverktøyet som det her refereres til, spesielt trykkdata, benyttes for å danne bedre modeller, eller forbedre allerede eksisterende modeller, slik at formasjonen som penetreres kan forstås på en bedre måte. Som beskrevet tidligere kan disse modeller og data oppdateres underveis for å kalibrere forskjellige modeller slik at en bedre formasjonsprediksjon kan oppnås.

På samme måte kan formasj onstestdata slik som trykk, temperatur og andre tidligere nevnte data innhentet ved å anvende et formasj onstestingsverktøy 10 benyttes for å forbedre eller korrigere andre målinger, og omvendt. Andre målinger som kan ha nytte av sanntids trykkdata og informasjon om trykkgradient omfatter trykk-under-boring (PWD), soniske eller akustiske verktøysmålinger, magnetresonans-avbilding, resistivitet, tetthet, porøsistet, etc. Disse målinger, eller tolkningsverktøyer, slik som poretrykktolknings-verktøyer eller -modeller, kan oppdateres basert på fysikalske målinger, og vil i det minste i noen grad være avhengig av trykk eller andre formasj onsegenskaper. Boreslamegenskaper kan også justeres på en tilsvarende måte, basert på formasj onsmålinger foretatt i sanntid. Videre kan formasj onsdata benyttes for å bistå andre tjenester, inkludert borefluidtjenester og kompletteringstjenester, samt betjening av andre verktøyer.

Under boringen kan LWD-verktøy er måle resistiviteten til formasj onsfluidene og danne resistivitetslogger. Ut fra resistivitetsloggen og andre data kan vannmetningen for formasjonen beregnes. Endringen av vannmetningen med dybden kan observeres og uttrykkes gjennom en gradient. Vannmetningsnivået er relatert til hvor høyt over det 100% vannfrie nivå testdybden er. Vannmetningsnivåene og gradienten kan benyttes for å danne en kapillartrykkurve. Trykkdata fra formasjonstestingsverktøyet kan så avstemmes med kapillartrykkurven for en estimering av det vannfrie nivå. Det vannfrie nivå kan benyttes til å bestemme mengden av hydrokarboner, spesielt gass, som kan produseres. Ved det 100 % vannfrie nivå vil en produksjon ikke svare seg. Således kan det vannfrie nivå bestemmes uten at det må testes ned til det faktisk vannfrie nivå.

Trykkmålinger kan også benyttes til å styre bunnhullssammenstillingen (BHA). Dersom formasj onstrykkmålingene indikerer at den aktuelle sone ikke er produserbar, eller av andre grunner ikke ønskes boret, kan BHA, inkludert borkronen, styres i en annen retning. Et eksempel på en styrbar BHA-sammenstilling er GeoPilot-systemet fra Halliburton. En slik retningsboring skal styre BHA til de områdene av reservoaret som har høyest trykk, holde BHA i den samme trykksone eller unngå soner med lavere trykk. Petrofysikalske data, slik som de tidligere nevnte formasj onsegenskaper, kan igjen også benyttes for en mer nøyaktig styring av BHA.

Det tidligere definerte boblepunkt kan være en nyttig sanntidsmåling. Måling av endringer for boblepunktet for formasj onsfluidene med dybden til formasjonstestingsverktøyet i brønnboringen gjør det mulig å bestemme en boblepunktgradient. Ved å plotte boblepunktgradienten tillates generelt at overganger, frem og tilbake, mellom gass, vann og olje kan observeres, eller en sone som ikke er forbundet med en annen sone kan identifiseres basert på nedihulls trykkmålinger. Boblepunktgradienten kan benyttes for å styre BHA. Styring nedover mot tettere fluider er ønskelig siden de lettere fluidene, d.v.s. de som på grunn av en større mengde oppløste gasser har et høyere boblepunkt, har en tendens til å forflytte seg oppover. Når fluider med lavere boblepunkt påtreffes blir derfor BHA styrt mot disse fluider.

Boblepunktgradienten, så vel som andre gradienter, kan beregnes underveis idet boblebunkt- og trykk-målinger foretas ved forskjellige dybder under den samme tur inn i borehullet. Dataene sendes til overflaten i sanntid slik at gradientene kan beregnes og benyttes.

Som nevnt ovenfor er trykk-under-boring, foretatt i ringrommet, og måling av det faktiske formasj onstrykk to distinkte målinger. Med mulighet til å innhente det faktiske formasj onstrykk kan disse to målinger kombineres og tolkes for flagg, eller signaler, og flaggene kan så sendes til overflaten. Før utviklingen av FTWD måtte disse målingene kombineres og tolkes på overflaten, siden det faktiske formasj onstrykk bare kunne innhentes etter at boringen er stoppet. Signalet kunne derfor bare bli bestemt i ettertid. Typen av signaler som kan sendes til overflaten omfatter signal om at ringromstrykket er lavere enn formasj onstrykket og at ringromstrykket er større enn oppsprekkingsgradienten.

Utlegningen ovenfor er ment å være illustrerende for prinsippene og forskjellige utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse. Selv om foretrukkede utførelsesformer av oppfinnelsen og deres utøvelse er vist og beskrevet kan modifikasjoner av disse utføres av fagmenn på området uten at ånden og trekkene ifølge oppfinnelsen forlates. Utførelseformene som her er beskrevet er bare ment som eksempler og ikke som begrensninger. Mange variasjoner og modifikasjoner av oppfinnelsen og anordninger og fremgangsmåter som her er utlagt vil være mulige og innen omfanget av oppfinnelsen. Følgelig vil beskyttelsesomfanget ikke være begrenset av beskrivelsen gitt ovenfor, men bare av de følgende patentkrav, idet dette omfang omfatter alle ekvivalenter i forhold til innholdet utlagt i patentkravene.

Claims (22)

1. Fremgangsmåte for anvendelse av en formasj onsegenskap, omfattende; å anbringe en bunnhullssammenstilling (6) tilliggende den fjerne ende av en borestreng (5), der bunnhullssammenstillingen (6) omfatter: en borkrone (7); og et formasj onstestingsverktøy (10) med en utstrekkbar prøvetaker (50) og en første sensor, Karakterisert ved utstrekkbar prøvertaker (50) innbefatter et første element utstrekkbart utover formasjonstestingsverktøyet og en snorkel (98) koplet til det første elementet og utstrekkbart utover det første elementet; å bore et borehull (8) til en første dybde; å strekke ut prøvetakeren (50) første elementet til kontakt med formasjonen; å strekke ut prøvetakeren snorkel fra det første elementet for å koble til formasjonen; å måle en formasj onsegenskap; og å justere en nedihullsparameter dersom formasjonsegenskapen skiller seg fra en kjent verdi.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der formasj onsegenskapen omfatter i det minste én av en slamkakeegenskap, en formasj onsmaterialegenskap og et formasj onsfluidtrykk.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, videre omfattende å registrere flere prøvetakerkontakt-kraftverdier og prøvetaker-forflytningsverdier; å beregne i det minste én av en trykkfasthet og en kompresjonsmodul.

4. Fremgangmåte ifølge krav 1, der nedihullsparameteren omfatter i det minste én av en rate med hvilken et borefluid pumpes, en egenskap til borefluidet, et foringsrørkrav, en borkronepenetreringsrate og et nedihullstrykk.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der formasj onsegenskapen omfatter et formasj onsfluidtrykk, og å justere en nedihullsparameter omfatter å manipulere en mekanisk begrenser ved overflaten av borehullet, dersom formasjonsfluidtrykket skiller seg fra en kjent verdi.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der det å bore et borehull omfatter å bore et skrånende borehull til en første dybde, der borehullet omfatter en øvre side og en nedre side, der fremgangsmåten videre omfatter å orientere den utstrekkbare prøvetaker mot et forutbestemt sted; å lede et fluid fra nær det forutbestemte sted til den første sensor; å måle et trykk i fluidet; å beregne en verdi for tettheten til fluidet; og der det å justere en nedihullsparameter omfatter å justere en boreparameter, dersom tetthetsverdien skiller seg fra en kjent verdi.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, der fluidet velges fra gruppen bestående av ringromsfluid og formasj onsfluid.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, der boreparameteren omfatter en borefluidegenskap.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, der den kjente verdi omfatter i det minste én av en ekvivalent borefluidtetthet, en ekvivalent sirkulasjonstetthet og en ekvivalent formasj onsfluidtetthet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, der det forutbestemte sted er den nedre side av borehullet, og det å justere en boreparameter videre omfatter å justere i det minste én av tetthetene, dersom den beregnede tetthetsverdi er større enn den i det minste ene tetthet.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9, der det forutbestemte sted er den øvre side av borehullet, og det å justere en boreparameter videre omfatter å justere i det minste én av tetthetene, dersom den beregnede tetthetsverdi er mindre enn den i det minste ene tetthet.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der formasj onsegenskapen omfatter en boblepunktverdi for et formasj onsfluid og nedihullsparameteren omfatter en boreretning for bunnhullssammenstillingen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende å måle en andre boblepunktverdi ved en andre dybde; og å beregne en boblepunktgradient.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende: å under boringen av borehullet formidle formasj onsegenskapen til et kjent sett av data, hvor det kjente datasettet er den kjente veridien; og å under boring av borehullet justere det kjente datasett i respons på formasj onsegenskapene.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, der formasj onsegenskapen omfatter et formasj onsfluidtrykk.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 14, der det kjente datasett omfatter idet minste ett av en formasj onsmodell, trykkmålinger under boring, soniske målinger, akustiske målinger, magnetresonansavbildingsmålinger, resistivitetsmålinger, tetthetsmålinger og porøsitetsmålinger.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 14, videre omfattende å måle flere formasj onsegenskaper ved flere dybder i borehullet; å kontinuerlig formidle hver av de flere formasj onsegenskaper etter at hver egenskap er målt; og å kontinuerlig justere det kjente datasett etter at hver egenskap er formidlet.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 14, der formasj onsegenskapen omfatter et fluidtrykk og det kjente datasett omfatter et fluidresistivitetsdatasett, og videre omfattende å prediktere et vannmetningsnivå ved en andre dybde under den første dybde.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende: å måle en første formasj onsegenskap på et første sted ved den første dybde; å måle en andre formasj onsegenskap på et andre sted ved den første dybde; og å manipulere den første og den andre formasj onsegenskap for å fremskaffe nedihullsinformasj on.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, der det å manipulere den første og den andre formasj onsegenskap omfatter å beregne en formasj onsanisotropi.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, videre omfattende å måle en tredje formasj onsegenskap; og å korrelere den tredje formasj onsegenskap og formasj onsanisotropien ved å avgi verdiene til en formasjonsmodell.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der den første formasj onsegenskap er et ringromsfluidtrykk og den andre formasj onsegenskap er et formasj onsfluidtrykk, og å manipulere fluidtrykkene omfatter å beregne en differanse mellom trykkene, der fremgangsmåten videre omfatter å sende en advarsel dersom differansen skiller seg fra en kjent verdi.