JPH0514236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油やガスの探鉱坑井の試験及びこのよ
うな試験に使用する装置に関する。

油やガスの探鉱坑井の価値判断において、デー
タ取りの重要な部分の一つはドリルステム試験
（以下、DSTと呼ぶ）である。DSTは、慎重に制
御された状況のもので貯留層の流体を産出し、探
鉱現場における産出坑井の性能に関する情報を提
供することである。DSTにおいて、ドリルパイ
プの支柱は仮の産出管として使用される。

坑井の掘さく中、坑井の中の掘さくでい水のコ
ラムの重量によつて地層流体はそれ自身の圧力で
坑井に入ることを妨げられる。安全な方法で、選
ばれた地層からドリルパイプを通し流体の試験産
出を可能にするために、でい水のコラムはドリル
パイプのまわりにそのまま残さなければならな
い。

ドリルパイプコラムの一部である膨張可能なパ
ツカーは、ドリルパイプと、むき出しの岩又はス
チールケーシングである坑井の側壁との間の密封
する。産出を可能にするために、ドリルパイプは
でい水よりも小さい比重で、地層圧力よりも低い
静水圧を与える流体を収容していなければならな
い。

DSTから得られる最も有用なデータは、自噴
井に関する圧力であり、また最も重要なものとし
て、坑井が密閉され、貯留層が安定している時の
貯留層圧力の上昇の測定である。後者のデータ
は、貯留層の岩の浸透率および坑井のすぐ近くの
浸透率に対する損傷の程度に関する直接的な情報
を与える。

正しい判断の基礎を提供するために、圧力測定
は非常に正確なものでなければならず、坑井孔へ
の流体の流入又は地表密閉後流体の流出を阻止す
るために、坑井の下孔を密閉することができなけ
ればならない。密閉後の長い鉛直な坑井孔の中の
流体の移動は、知りたい貯留層効果すなわち密閉
後の貯留層圧力を不明瞭にする過渡的な圧力の変
化を引き起す。

従来のDST装置は、ドリルストリングの下端
部にかなり近い点に置かれたパツカーの働らきを
利用する。下孔密閉バルブは下端の近くでその上
部に配置される。パードンチユーブ（Bourdon
Tube）型ゲージの時計仕掛け式記録器が、貯留
層自噴及び密閉圧力を見るために、密閉バルブの
下方の保護ホルダーの中に置かれる。同様の時計
仕掛け式記録温度計が温度のデータを提供する。
これは約４年前の技術の状態であつた。

この装置は次の問題をもつていた。

(a) 不正確で感度のよくないゲージでは、信頼性
をもつて判断することができるデータを提供す
るために、長時間の試験を必要とした。

(b) 試験を行う技術者は、下孔の状況についてわ
からず、あるいはゲージが作動しているか否か
もわからなかつた。

(c) ゲージは、ドリルパイプの挿入時に非常に荒
い取扱いを受けるDSTの装置の中に挿入され
ていた。

電気作動式圧力計器の出現によつて、精度が非
常に改善された。しかしながら、この圧力計器
は、導電性ワイヤ線によつて接続されなければな
らず、従つて該ワイヤを切断しなければならない
ことが明らかな下孔密閉バルブを通すことができ
ないという大きな欠点があつた。

他の従来例として、最近、自己記録装置をもつ
電気計器が入手可能となつている。これは、従来
の計器ホルダー内に設置することができるように
設計されている。この装置は、試験を行つている
時に技術者に情報を提供せず、技術者は下孔で何
が起きているかを正確に知らないで盲目的に行動
しなければならないという重大な欠点を持つてい
る。

下孔の密閉が通常は不可能であるような産出中
の坑井においては、通常ワイヤ線で電気的に作動
する計器が定期的に使用されている。これは、坑
井孔の後自噴効果すなわち坑井孔の密封後の貯留
層圧力の変化は注意深く監視することを必要と
し、このデータは無視され、ただ上記貯留層効果
だけが考慮される。これは、後自噴効果が非常に
長く、試験を引伸ばされなければならないよう
な、生産性の低いガス井及び油井において非常に
時間を要するという欠点を有する。

電気計器をDST用の実用的な工具にした最も
新しい開発製品は、フロペトロール／ドウエルシ
ユランベンガー（Flopetrol／Dowell
Schumberger）によつて開発された「SPRO」装
置である。この装置は下孔密閉バルブに組込まれ
たゲージを使用する。計器は、密閉装置の上方に
設けられた計器に圧力を伝えることによつて、バ
ルブの下の圧力測定を行うように構成される。

このような計器と密閉組立体はドリルパイプコ
ラムの一部として挿入され、計器と密閉組立体が
適所に配置された後に、ワイヤ線による電気接続
がなされる。これは、以下の欠点がある。

(a) ドリルパイプコラムの一部として挿入される
密閉バルブ組立体は精巧であり、掘さく専門技
術者が試験に立合う必要がある。このことは工
具そのものと同じように非常に多くの経費を必
要とする。

(b) ゲージの電気接続は、坑井孔の流体の中でな
されなければならず、概して信頼性がない。

(c) バルブを通る流れは直径約2.00cmの狭い通路
によつて制限される。

本発明は、ワイヤを使用する装置や特別なパイ
プを使用するといつた欠点を有しない坑井試験装
置、及びこのような装置を使用して坑井の試験す
る方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、坑井流体圧力が関連した貯留
層圧力よりも低く、その結果坑井流体が坑井を地
表に向つて上方に流れることができるようにした
坑井について１またはそれ以上の指定された試験
を行う方法が提供する。該方法は、測定および上
記試験からのデータ採取を行う装置を収容する中
空部材を坑井孔内に設け、坑井孔を上方に流れる
流体が、中空部材の少なくとも一部を通る通路を
含む経路を取るようにし、上記流体が上記中空部
材内で前記装置と直接連通しており、前記中空部
材を通る流れを起しながら、又は中空部材からの
流体の漏れを阻止しながら、上記指定された試験
を行う方法である。

本発明による坑井の試験方法に使用する装置
は、ドリルストリングの孔内に受け入れられるよ
うになつていて、かつデータ採取装置を備えるよ
うに構成された組立体であつて、該組立体は中空
部材を有し、該中空部材は縦方向に隔たつた入口
及び出口を有していて、坑井から入口を通して中
空部材の下方端へ流体を通すことができ、前記中
空部材は又出口を閉じるために中空部材の上方部
に対して可動な閉塞装置を備え、前記組立体は、
出口を閉じるために閉塞装置を作動するための装
置と、入口と出口との間の領域で、中空部材の下
端部とパイプの壁との間の環状空間を密封するた
めの装置とを包含し、上記測定装置が中空部材内
に配置されかつ入口と出口との間の領域内の流体
と直接連通していることを特徴とする。

第１図を参照して、ドリルパイプ１の孔内に配
置された組立体は、中空部材２と、中空部材２内
で摺動密封体を形成する内部閉塞装置３とを包含
する。閉塞装置３は、最下端の円筒形中空部分５
まで延びた円筒形栓部分４を包含する。

中空部材２は、縦方向に間隔を置いて設けられ
た口６，７を備え、該口６，７は中空部材２の壁
に細溝の形に形成されている。下側の口７は、坑
井の流体用の入口を形成し、一方上側の口６は、
上記流体の出口を形成する。

中空部材２は、その最下端８で閉じられ、そこ
に坑井の流体を監視するための計器包装体９を備
えている。計器包装体９は、圧力測定装置、温度
計及び流量計を包含する。閉塞装置３は、中空部
材２において該閉塞装置３より上方に配置されて
そこに固着された作動装置１０（概略的に示す）
によつて作動するように構成され、該作動装置１
０は水圧／空圧、水圧又は電気機械によつて駆動
されるラム１１を有する。ラム１１の駆動装置
は、地表からのケーブル（図示せず）を介して遠
隔的に操作される。

計器包装体９からのケーブル（図示せず）は、
気密の導管（図示せず）を通して地表まで延ばさ
れる。該導管は中空部材２の内壁又は外壁の縦の
へこみの中に配置されてもよいし、あるいは第２
図に示すものと同様に、閉塞装置３とラム１１を
通して、中空部材２の孔内を上方へ延ばしてもよ
い。

使用中、ラム１１が作動されて、閉塞装置３の
上方に配置されかつラム１１を包囲する戻しばね
１２の作用に抗して閉塞装置３を下方に移動させ
る。閉塞装置３の下方への移動により中空部材５
は出口６を覆い中空部材２の下部を閉塞する。閉
塞装置３の閉塞位置を第１図に点線で示す。この
状態で、坑井内の流体が静止している貯留層圧力
すなわち密閉圧力を測定することができる。作動
装置１０を解放すると、ラム１１は戻しばね１２
の作動により上方に移動させられ、閉塞装置３を
そのもとの位置まで戻し、これによつて出口６は
被われなくなり、再び開く。この状態で、坑井内
の流体が流れている状態の流体圧力を測定するこ
とができる。作動位置１０への制御信号がない場
合には、閉塞装置３の上方への移動が自動的にな
される。

中空部材２とパイプ１の壁との間の環状空間を
密封するために、膨張性のパツカー１３が口６と
７の間の領域に設けられている。パツカー１３は
地表からの遠隔操作によつて水圧で膨らまされる
のがよい。

閉塞装置３は、第１図に示すものと異なつた形
態のものでもよい。例えば、閉塞装置３は、単
に、中空円筒体であつてもよい。さらに他の形態
として、中空部材２の出口６に対応する口を備え
た中空円筒体であつてもよい。この場合、閉塞装
置３が縦方向のある位置にあり、出口６が上記中
空円筒体の口と整列したとき、出口６が開き、他
方、閉塞装置３が最初の位置から変位した縦方向
の他の位置にあるとき、出口６は上記中空円筒体
の壁部分によつて閉じられる。

さらに他の形態として、閉塞装置３は、ある位
置で出口６と整列してそれらを開くことができる
円周方向において隔つた口を有する中空円筒体で
あつてもよい。該中空円筒体を一定回転角度だけ
回転させた他の位置においては、出口６は中空円
筒体の壁によつて閉じられる。この場合、作動装
置は、円筒体の縦方向の摺動振動ではなくて円筒
体の軸線中心の回転運動を行わせるようにしなけ
ればならない。

第２図において、第１図と同じ部品については
同一の参照番号を付されている。閉塞装置は、中
空部材２上を密封状態で摺動する外スリーブ１４
を有する。外スリーブ１４の上方移動は、下方部
分１６と、下方部分１６よりも大きい直径の上方
部分１７との間に形成された中空部材２の肩部１
５との係合によつて制限される。隔壁１８は中空
部材２を上方室１９及び下方室２０に分け、下方
室２０は口６，７を有する。

外スリーブ１４はラム２２のピストン１２に連
結されて、中空部材２上を摺動する。ピストン２
１は中空部材２の壁の縦に長い孔を通して放射方
向に延びた部分２３を有し、該放射方向に延びた
部分２３は外スリーブ１４に連結され、外スリー
ブ１４はピストン２１によつて上記孔に対し移動
できる。ラム２２は上方室１９の上方部分２４に
加圧状態で導入された流体によつて作動される。
流体溜め及び流体制御弁（図示せず）は上方室１
９の上方部分２４に設けられている。

気密の導管２５が、中空部材２内のラム２２の
中央孔、ピストン２１及び隔壁１８を通つて地表
から延びている。導管２５は、流体溜め及び制御
バルブ、さらに計器包装体９の遠隔制御用のケー
ブル（図示せず）を備えている。

ピストン２１の第２図に示す位置から下方への
移動により、スリーブ１４を移動させて出口６を
覆うようにし、上方室１９の上方部分内の作動流
体を解放すると、ピストン２１と隔壁１８との間
に圧縮可能に設けられている戻しばね１２の作用
によつて、ラム２２、ピストン２１及びスリーブ
１４は上方に付勢される。

作動は、水圧／空圧、水圧又は電気機械的にな
される。

本発明によるDST工具は、選択的な作動シー
ケンスの一つによつて坑井に挿入される。最初
に、密閉モードにおいて、流体が中空部材２を通
つて上昇することを防ぐために、在来の下孔密閉
バルブがドリルストリングの一部として挿入さ
れ、引き続いて、DST工具は中空部材２の下方
の孔に下げられる。下方の上記下孔密閉バルブを
開く際に、DST工具のバルブ組立体によつて流
量制御がなされる。

DST工具を位置決めする他の方法は、ドリル
ストリングを挿入すること及び孔の下に開放端付
ドリルストリングを挿入することである。

ドリルパイプ１の中のでい水コラムは、海水、
ジーゼル油又は窒素のような比重のより小さい流
体で置き換えられ、従つてDST工具はより比重
の低い流体中に沈められる。DST工具を設置し
た後、工具のバルブ組立体によつて再び流体制御
される。

本発明による試験工具の使用は多くの技術的な
利点を有する。一つの例は、試験のための坑井の
壁のバーフオレーシヨンの間隔が選択的であり、
貯留層の厚さ及び集合状態を小刻みに達成及びそ
れらの集合を評価できることである。パーフオレ
ーシヨンの各群からの流れを測定するために、下
孔の流量計を作動することができる。

本発明は坑井を掘る時のために有利に使用する
ことができる。これは産出量の高い油井及びガス
井については重要ではないが、特に、例えば、ガ
スとオイルと水等の２層流をもつ劣つた坑井で
は、密閉及び残流の後に、坑井孔の内容物が大能
力坑井へ再分配されて、価値のあるデータを不明
瞭にしてしまう。既存の装置に本発明の設備を利
用するためには、管ストリングの一体部分であつ
て、坑井が完成したときに挿入しなければならな
い特別のニツプルを前もつで準備することが必要
である。変形された管ストリングを有しない既存
の坑井は、既存の装置では試験することができな
い。これに対し、本発明の使用には産出管の変更
は要求されず、すでに存在する坑井には使用する
ことができる。

本発明によれば、試験装置は通常、ドリルスト
リングと一緒に挿入されないから従来のDST工
具がドリルストリングを挿入するときに受けるよ
うな損傷の危険がほとんどない。

さらに、測定装置は試験される坑井流体と直接
連通しているから、密閉の際の温度変化やゆつく
りした圧力変化のような異常が除去される。この
ように測定結果は、時間と経費を節約して、迅速
かつ正確に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の垂直断面図であり、
第２図は本発明の他の実施例の垂直断面図であ
る。 １……ドリルパイプ、２……中空部材、３……
内部閉塞装置、６，７点……口、１１……ラム、
１２……戻しばね、１４……外スリーブ、２１…
…ピストン、２５……導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 坑井流体の圧力が関連した貯留層圧力よりも
   小さく、従つて坑井流体が坑井から地表に向かつ
   て上方に流れることができるようにした坑井につ
   いて１又はそれ以上の指定された試験を行う方法
   であつて、測定および上記測定からのデータ取り
   のための装置を収容した中空部材を坑井孔に配置
   して、坑井孔を上方に流れる流体が、中空部材の
   少なくとも一部を通る流路を含む経路を取り、前
   記中級部材内で流体は前記装置と直接連通してお
   り、上記中空部材を通り流れを起させながら、あ
   るいは上記中空部材からの流体の漏れを阻止しな
   がら、前記指定された試験を行うことを特徴とす
   る坑井試験方法。 ２ 坑井孔が、挿入されたパイプストリングの内
   孔によつて形成される領域である特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ３ 上記中空部材は、縦方向に隔つた入口および
   出口を備えた組立体内に包含されており、坑井流
   体を中空部材の入口から下端に流入させることが
   でき、上記組立体は、さらに、出口を閉じるため
   に中空部材の上方部分に対して移動可能な閉塞装
   置と、出口を閉じるために上記閉塞装置を作動す
   るための装置と、入口と出口との間の領域におい
   て中空部材の下端と坑井孔の壁との間の環状空間
   を密閉するための装置とを包含する特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４ ドリルストリングの孔の中に受け入れられる
   ようになつている、かつデータ取り装置を備える
   ように構成した組立体の坑井試験装置において、
   上記組立体は、 縦方向に隔たつた入口及び出口と、出口を閉じ
   るために中空部材の上方部に対して可動な閉塞装
   置とを備えた中空部材と、 出口を閉塞するために該閉塞装置を駆動するた
   めの装置と、 入口と出口との間の領域内の中空部材の下端と
   パイプの壁との間の環状空間を密封するための密
   閉装置とを有し、 上記データ取り装置は、中空部材内で、入口と
   出口との間の領域の流体と直接連通する位置に配
   置されていることを特徴とする坑井試験装置。 ５ 上記閉塞装置が、中空部材内を移動して出口
   を閉じるために、中空部材内に入れられている特
   許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 上記閉塞装置が中空部材内に縦方向に摺動可
   能に配置され、駆動装置が閉塞部材を縦方向に摺
   動させるようになつた特許請求の範囲第５項に記
   載の装置。 ７ 閉塞装置が中空部材に対するスリーブ部材を
   包含し、該スリーブは出口を閉じるために中空部
   材の上方部分を覆つて縦方向に摺動可能であつ
   て、駆動装置がスリーブを縦方向に摺動させるよ
   うになつた特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ８ 上記密閉装置が膨張可能な詰め物である特許
   請求の範囲第４ないし７項のうちのいずれか一項
   に記載の装置。 ９ 駆動装置が空圧、水圧／空圧、水圧又は電気
   機械的に操作される特許請求の範囲第４ないし８
   項に記載の装置、 １０ 特許請求の範囲第４項に記載の装置を組込
   んだオイル及びガスの井戸。