Apparatus for optimizing the production of multi-phase fluid

申请号 JP2001515418 申请日 2000-08-03 公开(公告)号 JP4084042B2 公开(公告)日 2008-04-30
申请人 ウェザーフォード/ラム インコーポレーテッド; 发明人 ヘイ,アーサー,ディー.;
摘要
权利要求
  • 生産流体を下流側の地表(136)に送り込むための生産パイプ(112)を備えてなる生産流体を抽出するためのウェルアセンブリであって、
    第1パッカ上流側面(148)と第1パッカ下流側面(149)とを備え、第1の生産ゾーン(141)の下流側端部に設けられた第1のパッカ(146)によって規定された第1の生産ゾーン(141)と、
    上記第1の生産ゾーン(141)の下流に設けられ、上記第1のパッカ(146)によって、該第1の生産ゾーン(141)と分離される第2の生産ゾーン(140)とを含み、
    上記第1の生産ゾーン(141)には、上記生産パイプ(112)に設けられ、上記生産流体を該生産パイプ(112)に流入するための第1ゾーン開口部(151)と、上記第1の生産ゾーン(141)から下流へ送り込む上記生産流体の流量を制御するための第1制御バルブ(150)と、第1パッカ下流側面に略隣接して設けられ、上記生産流体のパラメータを計測し、上記地表へ送信することによって、上記第1の生産ゾーン(141)を介して上記生産パイプ(112)へ送られる生産流体の組成を特定する第1の光ファイバセンサパッケージ( 10 )とが設けられており、
    上記第2の生産ゾーン(140)には、上記生産流体を該生産パイプ(112)に流入するための第2ゾーン開口部(151)と、上記第1の生産ゾーン(141)および第2の生産ゾーン(140)から下流へ送り込む上記生産流体の流量を制御するための第2制御バルブ(150)と、第2パッカ上流側面(148)と第2パッカ下流側面(149)とを備え、第2の生産ゾーン(140)の下流側端部に設けられた第2のパッカと、上記第2パッカ下流側面(149)に略隣接して設けられ、上記生産流体のパラメータを計測し、上記地表へ送信することによって、上記第1の生産ゾーン(141)および第2の生産ゾーン(140)を介して上記生産パイプ(112)へ送られる上記生産流体の組成を特定する第2の光ファイバセンサパッケージ(10)とが設けられているウェルアセンブリ。
  • さらに、加圧水を地表から下流の上記第1および第2の生産ゾーン(241、240)へ送り込むためのウォータウェル(213)を含み、
    上記ウォータウェル(213)は、ウォータパイプ(211)と、該ウォータパイプ(211)に設けられ、該ウォータパイプ(211)から流出し、上記第1および第2の生産ゾーン(241、240)へと送り込まれる水量をそれぞれ制御する第1および第2のウォータ制御バルブ(250)と、該第1および第2のウォータ制御バルブ(250)の下流に設けられ、上記ウォータパイプ(211)から上記第1および第2の生産ゾーン(241、240)へと送り込まれる水の水量を計測し、該第1および第2のウォータ制御バルブ(250)の調整が必要か否かをそれぞれ判断する第1および第2の光ファイバセンサパッケージ(210)とを含む請求項1記載のウェルアセンブリ。
  • さらに、上記第2の生産ゾーン(140)の下流に設けられ、上記第2のパッカ(146)によって、該第2の生産ゾーン(140)と分離される第3の生産ゾーン(139)を含み、
    上記第3の生産ゾーン(139)には、生産流体を該生産パイプ(112)に流入するための第3ゾーン開口部(151)と、上記第3の生産ゾーン(139)から下流へ送り込む上記生産流体の流量を制御するための第3制御バルブ(150)と、第3パッカ上流側面(148)と第3パッカ下流側面(149)とを備え、第3の生産ゾーン(139)の下流側端部に設けられた第3のパッカ(146)と、上記第3パッカ下流側面に略隣接して設けられ、上記生産流体のパラメータを計測し、上記地表側へ伝達することによって、上記第1の生産ゾーン(141)、第2の生産ゾーン(140)および第3の生産ゾーン(139)を介して上記生産パイプ(112)へ送られる生産流体の組成を特定する第3の光ファイバセンサパッケージ(10)とが設けられている請求項1または2記載のウェルアセンブリ。
  • 上記第2のゾーンは、側方ゾーンである請求項1ないし3の何れか1項に記載のウェルアセンブリ。
  • さらに、上記第1の生産ゾーンと横方向に間隔をあけて設けられた第2の生産ゾーンを含み、
    上記第2の生産ゾーンには、上記生産流体を第2の生産パイプに流入するための第2ゾーン開口部と、上記第2の生産ゾーンを介して送り込まれる上記生産流体の流量を制御するための第2制御バルブと、第2パッカ上流側面と第2パッカ下流側面とを備え、上記第2の生産ゾーンの下流側端部に設けられた第2のパッカと、上記第2パッカ下流側面に略隣接して設けられ、上記生産流体のパラメータを計測し、該パラメータを上記地表側へ伝達することによって、上記第2の生産ゾーンを介して上記生産パイプへ送り込まれる上記生産流体の組成を特定する第2の光ファイバセンサパッケージとが設けられている請求項4記載のウェルアセンブリ。
  • 上記第1の生産ゾーン(141)には、さらに、上記生産流体を下流の上記地表側へ汲み上げるポンプが設けられている請求項1 〜5のいずれか1項に記載のウェルアセンブリ。
  • 生産流体をウェル(114)から下流側の地表(136)に送り込むためのウェルアセンブリであって、
    間隔をあけてそれぞれ設けられた複数の生産ゾーン(139、140、141)を有する生産パイプ(112)と、
    上記生産流体の種々のパラメータを特定する複数の光ファイバセンサパッケージ(10)と、
    上記複数の生産ゾーン(139、140、141)それぞれに流れる生産流体の流量を最適化するための複数の制御バルブ(150)とを含み、
    上記複数の光ファイバセンサパッケージ(10)および上記複数の制御バルブ(150)は、上記生産パイプ(112)の上記複数の生産ゾーン内(139、140、141)にそれぞれ設けられているウェルアセンブリ。
  • 上記複数の光ファイバセンサパッケージ(10)の各光ファイバセンサパッケージは、温度圧力変換器と、液体部分センサ( liquid fraction sensor )とを含む請求項7記載のウェルアセンブリ。
  • 上記複数の光ファイバセンサパッケージの各光ファイバセンサパッケージは、データ送信手段によって、データプロセッサに接続されている請求項7または8に記載のウェルアセンブリ。
  • 上記データプロセッサは、復調器(123)である請求項9記載のウェルアセンブリ。
  • 上記データ送信手段は、光ファイバ導線である請求項9または10記載のウェルアセンブリ。
  • 说明书全文

    (本発明の背景)
    1. 技術分野本発明は、多相流体用測定装置に関し、特にウェル(well)環境における多相流体の流れパラメータと組成を測定する装置および方法に関する。
    【0001】
    2. 背景技術オイルやガスの探鉱業界では、従来、ウェルの中心に生産パイプを設置することで生産流体を地表プラットフォームにまで運んでいる。 この生産パイプに複数のバルブを備えて、このウェルの中からの流体の流出量を制御するようになっていてもよい。 普通、各バルブは、パイプに沿って動いて生産パイプの口の開きを増減するスライドするスリーブを使用して調節できるようになっている。 上記バルブは普通、各バルブを調節するためにウェル中に挿入される管移動装置を使って機械的に、または学的に調節されている。
    【0002】
    各ウェルおよび/またはその部分における水分、ガスおよびオイルの組成が各所で違うことがありうるので、ウェルからの流出総量の最適化が非常に望まれる。 現在、ウェルからの流出総量の最適化は、試行錯誤的に各バルブを個々に調節する方法で行われている。 つまり、その調整が流出総量が最適化されたかどうかを調べる為に、それに対応する流体の流量の変化の測定が行われている。 このウェルの流体の流量を最適化する工程には非常にコストと時間が掛かり、しかも不正確であるうえに、バルブの調節時において、ウェルの採取作業を中断する必要がある。
    WO 98/50680号は、ダウンホール( downhole )パラメータと、操作と、ダウンホールツールの状態をモニターする光ファイバセンサを備える複数の側方のウェルを有するウェルシステムを開示している。
    GB 2 297 571 A号は、電気式水中ポンプを有して使用するためのウェルの記録( logging )および制御システムを開示し、ウェルアセンブリは、分離手段によって分離された3つの生産ゾーンを備えて本文献では開示される。 流体の生産特性をモニターする測定手段は、各生産ゾーンに配置されるか、またはウェルの外側に最も近接する生産ゾーンに1つの測定手段が配置されるかのいずれかである。 後者の場合、各生産ゾーンは遮断弁を備え、3つの生産ゾーンの内の特定の1つからの流体の生産特性を他の生産ゾーンの弁の遮断によりモニターすることができる。
    【0003】
    それ故、採取を最適化するため、生産流体の組成、流量、圧力、温度等の流体のパラメータを測定する方法及び装置について、実施が簡単で、より効率のよい測定方法及び装置が必要とされている。
    【0004】
    (本発明の要旨)
    本発明は、ウェルの採取作業を中断させることなく、ウェルにおける多相流体の生産の最適化を行う装置を提供することを目的としている。
    【0005】
    本発明はさらに、ウェル中のさまざまな箇所において多相流体の生産を最適化するように、既存のウェルを改良する装置を提供することを目的としている。
    【0006】
    本発明の他の目的は個別のタンクにおける生産流体の分離を最適化する装置を提供することである。
    【0007】
    本発明のさらに他の目的は単一のウェルのボアの中の複数のゾーンからの生産流体の流出量を最適化させることである。
    【0008】
    本発明はさらに、光ファイバを用いて流体のパラメータを測定し、穴中に下に降ろす電子部品の使用を出来るだけ少なくすることを目的としている。
    【0009】
    本発明によれば、製造流体を取り出すウェルアセンブリは、生産流体を地上に向け流下させる為の生産パイプを備え、生産流体の流れパラメータを測定し、各生産ゾーンに入ってくる生産物の組成を知るために地上に該流れパラメータを連絡する為、上記製造パイプには、各生産ゾーンに対応する複数のパッカと複数の光ファイバセンサパッケージにより区切られている複数の生産ゾーンが設けられている。 上記生産パイプはまた、パイプの中へと生産流体が入ってこられるように、各生産ゾーンに対応してゾーン開口部を備え、それぞれの生産ゾーンからパイプ中に流れ出る生産流体の量を制御する為に、各生産ゾーンに制御バルブを備えている。 各光ファイバセンサパッケージは流れパラメータと生産流体の組成を地上に連絡する為の光ファイババスを備えている。 具体的な必要条件とセンサパッケージから連絡を受けた詳細な流れパラメータに基づき、生産ウェルからの生産流体の流出量を最適化するように制御バルブの調節が行われる。
    【0010】
    本発明の一実施の形態によれば、上記ウェルアセンブリは、水平のウェルに用られる、流れパラメータを測定することでウェルの生産流体の流出量の最適化を図るセンサパッケージを備えている。
    【0011】
    本発明の他の実施の形態によれば、上記ウェルアセンブリはウェルからの最適流量を維持するために用いられるブーストポンプからの現状の流出量を測定するためのセンサパッケージを備えている。
    【0012】
    本発明のさらに他の実施の形態によれば、流体の採取の最適化を図り、ウェル中の様々な箇所において流体の組成と他のパラメータを測定する複数のセンサパッケージを備えるように、既存のウェルアセンブリが改造される。
    【0013】
    本発明のさらに他の実施の形態によれば、複数ウェルのネットワークにおける各ウェルにセンサパッケージが設置され、複数のウェルからの生産流体の採取が最適化される。
    【0014】
    本発明の他の実施の形態によれば、上記ウェルアセンブリは、ドリル作業時において、気体−液体タンク又はマッドタンク中に存在、又は流入してくる流体の流れパラメータを測定するように構成された複数のセンサパッケージを備えている。 流量計をウェル中の特定の場所に設置してウェル中の様々な場所における流量の正確な測定を行うことが可能である為、適当なバブルの設定を時間が掛かる試行錯誤的な方法により行うことを避けることができることは本発明の一利点である。
    【0015】
    本発明の他の利点は、ウェルの採取作業を中断することなく、ウェル中の流量を、難なく測定することが出来ることである。
    【0016】
    本発明のこれら及びその他の目的、特徴、利点は、本発明においての最適な実施の形態を下記に詳細に説明することで、添付の図面に示されるようにより明らかになるであろう。
    【0017】
    (図面の簡単な説明)
    図1は、本発明で使用される光ファイバセンサパッケージの概略図である。
    【0018】
    図2は本発明の一実施の形態の概略図であり、図1に示すタイプの複数のゾーンそれぞれに設けられた複数の光ファイバセンサパッケージのうち1つと共に、略水平であり該複数のゾーンを備えたウェルを示している。
    【0019】
    図3は本発明の第二の実施の形態の概略図であり、注水ウェル、生産ウェルおよび図1に示すタイプの光ファイバを示しており、該光ファイバは上記注水ウェルにおいて, 様々な箇所における水の流量を測定するため設置され、生産ウェルにおいては生産流体の採取を最適化するために設置されている。
    【0020】
    図4は本発明の第三の実施の形態の概略図であり、側方ゾーンを備えたウェルからの生産流体の流出量の最適化を図る為に設置されている、図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージを示している。
    【0021】
    図5は本発明の第四の実施の形態の概略図であり、生産パイプ中の流量を最適化する為に、ブーストポンプの流出口の所で流体の流出量を測定する為に設置された、図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージを示している。
    【0022】
    図6は本発明の第五の実施の形態の概略図であり、複数の生産パイプにおける生産流体の流量を、パイプからの流量を混ぜ合わせる前に測定する、図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージを示している。
    【0023】
    図7は本発明の第六の実施の形態の概略図であり、第六の実施の形態はコイルチュ−ビングを用いて散開された図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージにより一時的に改造された既存のウェルにおける流出量を測定するものである。
    【0024】
    図8は本発明の第六の実施の形態の概略図であり、海底に設置された液体留分装置の注入排出の流量を測定する為に生産パイプと出口パイプに設置された図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージを示している。
    【0025】
    (本発明を行うためのベストモード)
    図1に示すように、光ファイバセンサパッケージ10は、流体の温度、流量、圧力、及び液体含有量を測定する為に、生産パイプ12に固定されている。 本発明の好適な実施例においては、ここで引例として挙げるそれぞれ「不安定圧力を用いた流量測定法(Flow Rate Measurement Using Unsteady Pressures)」、「音響圧力を用いたパイプ中の流量測定法(Fluid Parameter Measurement in Pipes Using Acoustic Pressures )」と題された、共通の受託者に受託されている米国特許出願第09/346,607号及び第09/344,094号に開示されているように、上記光ファイバセンサパッケージは光ファイバを備え、上記光ファイバは、生産パイプ12に巻いてあるバンドル(bundling)又はラッパー(wrapper )13に包まれている。 しかしながら、他のタイプの光ファイバセンサパッケージも使用することができる。 上記センサ10は光ファイバ導線22を介して他の光ファイバセンサパッケージとリンクされ、復調器23に導かれる。
    【0026】
    図2に示すように、シングルウェル構造100は、従来の略水平なウェル114を備え、上記ウェル114には、上記ウェル114の真中に設けられた生産パイプ112上に設置された複数のセンサパッケージ10が備えてある。 ケーシング134は、ウェル114の上部の保全の為、地表プラットフォーム136からウェルの任意の深さまで延ばされている。 通常上記ケーシング134はスチールから製造され、セメントで支えられている。 ケーシング134を過ぎると、ラフ(rough )ウェルウォ−ル138を備えたボア137としてウェル114は続き、所望の深さまで伸びている。 ボア137から地表プラットフォーム136まで下流に流れる生産流体を通す為、生産パイプ112がボア137の真中に置かれている。
    【0027】
    生産流体を生産するウェル114は、トー(toe )ゾーン139、センター(cenetr)ゾーン140、ヒール(heel)ゾーン141として設計された、生産ゾーン139−141に分かれる。 生産パイプ112はまた複数のパッカ146により、パイプゾーン142−144に分かれる。 各パッカ146は不膨張性若しくは機械的に環状であるシールからなり、ウェルウォール138から生産パイプ112まである。 各パッカ146については、上流側面148と下流側面149とがある。 これにより、生産流体は地表プラットフォーム136に向って、ヒールゾーン141からセンターゾーンそしてトーンゾーン140、139へと流下して流れていく。 スライドバルブ150はパイプゾーン142−144の各部に設置され、流体をボア137からパイプ112の中へと取り込む開口部151と、パイプ112に沿って動いてスライドバルブ150を斬増的に調節するスリーブ152を備えている。 開口部151は、砂や大きなゴミがパイプ112の中に入り込まないよう防ぐスクリーン(screen)153を備えている。
    【0028】
    各ゾーン139−141において、センサパッケージ10は、パッカ146の下流側面149側に設置され、スライドバルブ150は、パッカの上流側面148側に設置されている。 本好適の実施の形態では、センサパッケージ10は、地表プラットフォーム136に設置された復調器123までデータを送る光ファイバ導線122により、お互いに連結されている。 データは、引例として挙げられている特許出願において示されている公知の方法により、多重化される。 あるいは,センサパッケージ10それぞれに光ファイバを配備して、この光ファイバがセンサパッケージの光ファイバと繋がっていて供に地表プラットフォーム136に導かれているようにする。
    【0029】
    作業中は、トー(toe )ゾーン 141からの生産流体は、ボア137に流れ込んで、パイプ112のゾーン144に設けられたスライドバルブ150のスクリーン153を通してパイプ112に入る。 同様に、センター及びウェルゾーン140、139からの生産流体はパイプ112にそれぞれパイプ ゾーン143及び142に設けられたスライドバルブ150のスクリーン153を通してパイプ112 中に流れ込む。 ゾーン141−139からの生産流体がパイプ112に入ると、ゾーンを通って入ってくる流体の流れパラメータと組成についての測定が行われる。 センサパッケージ10はセンサパッケージ10の上流に設置されているゾーンから流れてくる流体のパラメータの測定を行う。 いずれのセンサパッケージからのデータも、ウェル中のどの特定の1つないしは複数のゾーンによって得られた流体の量を測定する為に、合わせることができる。 例えば、最も近いところにある上流のセンサパッケージ10で測定した流量から、最も近いところにある下流のセンサパッケージ10で測定した流量を差し引くことで、あるゾーンにおける流量が測定される。 結果得られた流体の流量が、問題になっているゾーンにおいて採取された流体の流量である。 ある特定のゾーンからの流体の流量を変化または止めるに、そのゾーンにおける制御バルブ150は所望の効果をなすように調節される。 つまり、本発明によれば、従来の試行錯誤的な方法によるのではなく、センサパッケージ10から送られて来た情報に基づいて、バルブの調節を行うことが出来る。 センサパッケージ10により特定のゾーンそれぞれにおける生産流体の組成についての情報が提供されるので、所望したより多い水分が採取されているゾーンを止めたり、部分的に止めることが可能である。 上記情報には水分の含有量も含まれている。 それ故、本発明によれば、ウェルまたはウェルのゾーンにおける採取を最適化することができる。
    【0030】
    図3において、ダブルウェル構造200は、複数の生産ゾーン240・241に分割された第1および第2のウェル213・214を有している。 ウェル213・214は、上記生産ゾーン240・241に対応するパイプゾーン243・244に分割された、第1及び第2の生産パイプ211・212をそれぞれ有しており、各パイプは、それぞれ第1及び第2のボア235・237の中心に位置している。 膨張式もしくは機械式パッカ246が生産ゾーン240・241を規定している。
    【0031】
    第1の生産パイプ211は、複数のスライドバルブ250を有しており、各スライドバルブ250は、それぞれ対応するパッカ246の下流側249に設けられることによって、地表プラットフォーム236から、第1の生産パイプ211を介した、第1のウェル213の各生産ゾーン240・241への下流方向の水の流れを制御する。 また、第1の生産パイプ211は、生産流体が第2のウェル214から抽出されるような圧力を加えるために第1のウェル213内に注入される水の流量を計測するための、複数のセンサパッケージ210を有している。 センサパッケージ210は、第1のウェル213内の各スライドバルブ250の下流側に配置されており、センサデータを復調器223に送信するための光ファイバ導線222により、お互いに連結されている。 第2のウェル214は、ウェルゾーン241・240から地表プラットフォーム236への、生産流体の下流方向への流れを形成するための、対応するパイプゾーン243・244を第2のパイプ212に有している。 また、第2のウェル214は、図2に示すように、生産流体の量および組成を計測し、各ウェルゾーン241・240からの生産流体の流入を制御するための、複数の図示しないセンサパッケージと、複数のスライドバルブを備えていてもよい。
    【0032】
    動作においては、地表プラットフォーム236から第1のウェル213内へと、下流方向に水が注入され、それぞれのスライドバルブ250を介し、各ウェルゾーン240・241に水が注入される。 第1のウェル213内で、各ウェルゾーン240・241に注入される水の量は、第1のパイプに設けられるセンサパッケージ210によりモニターされる。 ウェルゾーン240・241に注入された水の水圧により、生産流体が、図示しない第2のパイプ212に設けられた複数のスライドバルブを介して、第2のウェル214内に注入される。 生産流体の量および組成が、第2の生産パイプ212に設けられたセンサパッケージによりモニターされる。 第2のパイプ212から流出する生産流体の量および組成に応じて、パイプ211に設けられたスライドバルブ250を調節することによって、各ゾーン240・241にパイプ212を介して注入される水の水圧および水量を制御し、パイプ212を流れる生産流体の生産を最適化する。 あるいは、第2のウェル214の第2のパイプ212内に注入される生産流体の注入量は、第2のパイプ212に設けられたセンサパッケージにより通信される情報に基づいて、第2のパイプ212に設けられたスライドバルブにより制御することもできる。
    【0033】
    図4おいて、多面的ウェル構造300は、側方(lateral )ウェル313と、主ウェル314とを有している。 側方ウェル313と主ウェル314との合流部が、合流ゾーン317を規定している。 主ウェル314は、生産ゾーン340・341に分割されているボア337を有し、主生産パイプ312がボア337の中心に位置している。 主生産パイプ312は、対応するパイプゾーン343・344に分割され、これらパイプゾーン343・344間に、複数のパッカ346が介在する。 第1のスライドバルブ350は、主生産パイプ312に設けられており、側方ウェル313および生産ゾーン340・341から主生産パイプ312への流体の流れを制御する。 第1のセンサパッケージ310は、地表プラットフォーム336への混合流の下流方向への流れを計測するために、生産ゾーン340の下流側に設けられている。
    【0034】
    また、多面的ウェル構造300は、合流ゾーン317の下流側において、生産ゾーン340内の主パイプ312に設けられた、第2のスライドバルブ352と、第2のセンサパッケージ311とを有している。
    【0035】
    動作においては、生産ゾーン341からの流れが、第2のスライドバルブ352を介して主パイプ312内に注入され、第2のセンサパッケージ311により計測される。 側方ウェル313および生産ゾーン340からの生産流体が、第1のセンサパッケージ310により計測される。 センサパッケージ310・311からのデータは、光ファイバ導線322を介し、地表プラットフォーム336に送信することができ、復調器323により多重化することができる。 第1のセンサパッケージ310における計測値を、第2のセンサパッケージ311における流体の計測値から差し引くことによって、側方ゾーン313からの流体の流れパラメータが得られる。 任意のゾーンからの流量は、スライドバルブ350・352を適切に調節することにより増加または減少させることができる。
    【0036】
    図5において、ウェル構造400は、ウェル414のボア437の中心に位置する生産パイプ412を有している。 生産流体を所望の流量に維持するために、水中電気ブーストポンプ470が、生産パイプ412に設置されている。 センサパッケージ410により、ブーストポンプ470内の流体の流れが計測される。 センサパッケージ410からのデータは、光ファイバ導線322により、地表プラットフォーム436上の復調器423へと導かれる。 センサパッケージ410からのデータは、ポンプ性能をモニターすると共に、生産パイプのポンプ箇所を通過する多相液体の真計測値を得るために使用される。
    【0037】
    図6において、多ウェルネットワーク500は、各ウェルを流れる生産流体を、主収集パイプ516へ導通する、複数のウェル吐出パイプ514を有している。 各ウェル吐出パイプ514は、各ウェルからの流れを求めるために、バルブ552およびセンサパッケージ510を有している。 センサパッケージ530は、地表プラットフォーム536上に位置する復調器523にデータを送信するための光ファイバ導線522により、お互い連結されている。
    【0038】
    動作においては、各生産パイプ514の流量は、各パイプの流れが合流する前に計測することができる。 これにより、ある生産パイプ514からの流体の流れを、完全もしくは部分的に遮断することができ、生産を最適化することができる。 図7において、既設ウェル構造600は、流体計測能力を有する複数のセンサパッケージ610がレトロフィットされた、ウェル614を有している。 ウェル614は、ボア637の中心に位置する生産パイプ612、及び生産パイプ612を生産ゾーン640・641に分割するパッカ646を有している。 センサパッケージ610は、コイル管624により、縦列に接続されることによって、生産パイプ612に挿入されるセンサハーネス626を形成する。 管624は、センサデータを復調器623に送信する光ファイバ導線を含んでいる。 各センサパッケージ610は、保護容器628内に設けられ、弓弦バネ632を使用することによって、生産パイプ612内の中心に位置している。 センサパッケージを中心位置に置くために、他の公知技術を使用してもよい。
    【0039】
    動作においては、既設ウェル614には、生産ゾーン640・641から流入する流体の物性を求めるために、複数のセンサパッケージ610をレトロフィットすることが可能となっている。 弓弦バネ632により、センサパッケージ610が、生産パイプ612に対して確実に中心位置に置かれる。 従い、既設ウェルにおいても、連続する流体の流れを阻害することなく、生産を最適化することができる。
    【0040】
    図8において、オイル、ガス、水、及びマッドを分離する流体分離システム700は、流体分離タンク702を有しており、該流体分離タンク702には、入口パイプ704、ガス吐出パイプ705、オイル吐出パイプ706、および排水・排油用の排出パイプ707が設けられている。 排出パイプ707は、それぞれポンプ709に嵌合される、数個の二次排出パイプ708に分割されている。 センサパッケージ710は、それぞれ対応するポンプを流れる流体を計測するために、各ポンプ709の直下流側に配置されている。 センサパッケージ710からのデータは、光ファイバ導線722を介し、復調器723に送信される。 流体分離システム700は、入口パイプ704に設けられた、第2のセンサパッケージ711と制御バルブ750とをさらに有している。
    【0041】
    動作においては、生産流体が、入口パイプ704を介して、分離タンク702に流入し、ポンプ709および吐出パイプ705・706に振り分けられる。 ガスおよびオイルは、ガス吐出パイプ705およびオイル吐出パイプ706に振り分けられ、廃棄物(水およびマッド)は、排出パイプ707に導かれる。 第2のセンサパッケージ711は、分離タンク702に流入する生産流体に関する情報を得るためのものである。 様々な要件に応じて、制御バルブ750を調節することにより、生産流体の分離タンク702への流入を最適化することができる。 センサパッケージ710は、二次排出パイプ708における、流れパラメータに関する情報を得るものである。 ポンプ吐出口に配置されたセンサパッケージ730からのデータは、ポンプ709の効率をモニターするためにも使用される。 本発明の流体分離システム700は、生産流体の分離を最適化すると共に、ポンプ709の効率をモニターするものである。
    【0042】
    光ファイバから成るセンサパッケージは、光ファイバを生産パイプに巻き付けることによって構成される。 また、生産パイプは、本発明で開示される参照文献に説明されるように、パイプ材料に混入された光ファイバを使用することによって製造することも可能である。 図7に示す実施の形態を除く全ての実施の形態において、センサパッケージは、生産パイプの設置に先立って、該生産パイプに固定される。 図7に示す実施の形態においては、センサパッケージは、それぞれ保護容器内に設置され、既存のウェル設備にレトロフィットするように使用される。 前述の各実施の形態は、より多数の生産ゾーンやセンサパッケージに対応するように拡張可能である。
    【0043】
    本発明の利点の一つは、バルブ位置を調節するために、試行錯誤的な手法を必要としないことである。 流体の流れは、生産パイプの如何なるゾーンにおいても、生産パイプ内に設置された、光ファイバから成るセンサパッケージにより簡便かつ正確に求められるので、正しいバルブ位置を算出することができる。
    【0044】
    本発明のさらなる利点は、個々のポンプの効率を、ポンプを摘出して調べることなくモニターすることを可能にする点である。
    【0045】
    以上に、好ましい実施の形態を示し説明したが、これらの実施の形態は、発明の精神および範疇を越えない範囲において、様々な変更および置換が可能なものである。 例えば、本発明の範囲内において、互換性のある流量計の使用が考えられる。 さらに、本発明の範囲内において、より多数の生産パイプおよび生産ゾーンを含むように、前述の様々な実施の形態を組み合わすことが考えられ、光ファイバ導線以外の送信手段の使用が考えられる。 従って、上述の説明は、本発明を例示するものと理解されるべきものであり、限定するものではない。
    【図面の簡単な説明】
    【図1】 本発明で使用される光ファイバセンサパッケージの概略図である。
    【図2】 本発明の一実施の形態の概略図であり、図1に示すタイプの複数のゾーンそれぞれに設けられた複数の光ファイバセンサパッケージのうち1つと共に、略水平であり該複数のゾーンを備えたウェルを示している。
    【図3】 本発明の第二の実施の形態の概略図であり、注水ウェル、生産ウェル および図1に示すタイプの光ファイバを示しており、該光ファイバ は上記注水ウェルにおいて, 様々な箇所における水の流量を測定するため設置され、生産ウェルにおいては生産流体の採取を最適化するために設置されている。
    【図4】 本発明の第三の実施の形態の概略図であり、側方ゾーンを備えたウェルからの生産流体の流出量の最適化を図る為に設置されている、図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージを示している。
    【図5】 本発明の第四の実施の形態の概略図であり、生産パイプ中の流量を最適化する為に、ブーストポンプの流出口の所で流体の流出量を測定する為に設置された、図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージを示している。
    【図6】 本発明の第五の実施の形態の概略図であり、複数の生産パイプにおける生産流体の流量を、パイプからの流量を混ぜ合わせる前に測定する、図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージを示している。
    【図7】 本発明の第六の実施の形態の概略図であり、第六の実施の形態はコイルチュ−ビングを用いて散開された図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージにより一時的に改造された既存のウェルにおける流出量を測定するものである。
    【図8】 本発明の第六の実施の形態の概略図であり、海底に設置された液体留分装置の注入排出の流量を測定する為に生産パイプと出口パイプに設置された図1に示すタイプの光ファイバセンサパッケージを示している。

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