(57)【要約】  坑井（１６）内の流体の流れを監視する方法およびシステム。坑井内のハウジング（１５；１５ａ，ｂ；１５’；１５’’）内の流体の少なくとも一部に１つまたは複数の空間分布温度入力パルス（６ａ，ｂ；６’；６’’）が誘発される。ハウジングは、少なくとも１つのキャビティ（１４；１４ａ，ｂ）および１つまたは複数の流通口（４；４’，５；５’；５ａ’，ｂ’）を有する。前記温度入力パルスによって引き起こされる温度応答パルスは、前記キャビティ（１４；１４ａ，ｂ）の下流の１つまたは複数の位置（２）で感知さ、前記キャビティ（１４）を通る前記流体の流量が決定される。流量は、前記温度応答パルスの１つまたは複数の特性および前記キャビティの保持時間分布（ＲＴＤ）に基づいて決定され得る。
2019504955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
坑井（１６）内の流体の流れを監視する方法であって、
‐前記坑井内に位置し、少なくとも１つのキャビティ（１４；１４ａ，ｂ）および１つまたは複数の流通口（４；４’，５；５’；５ａ’，ｂ’）を有するハウジング（１５；１５ａ，ｂ；１５’；１５’’）内の流体の少なくとも一部に１つまたは複数の空間分布温度入力パルス（６ａ，ｂ；６’；６’’）を誘発するステップと、
‐前記キャビティ（１４；１４ａ，ｂ）の下流の１つまたは複数の位置（２）で、前記温度入力パルスによって引き起こされる温度応答パルスを感知するステップと、
‐前記キャビティ（１４）を通る前記流体の流量を決定するステップと、を特徴とする方法。
【請求項２】
前記流量が、前記温度応答パルスの１つまたは複数の特性および前記キャビティの保持時間分布（ＲＴＤ）に基づいて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記特性が、振幅、減衰、幅、および前記温度応答パルスによって画定される曲線（温度対時間）下の面積の１つまたは複数である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
温度入力パルスが加熱入力または冷却入力を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
加熱入力が発熱プロセスを含み、前記冷却入力が吸熱プロセスを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
温度入力パルスが、流体への化学物質の注入を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
温度入力パルスがトレーサ材料を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
温度入力パルスが流体の相変化に寄与するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
温度入力パルスが流体の体積膨張を緩和するように構成される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
温度入力パルスがダウンホールの予めプログラムされたタイマー装置によって、またはアップホール位置からの圧力信号伝達によって、または介入ストリングからの信号伝達もしくは機械的作動によって制御される、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
温度パルス発生器のダウンホール電子装置が流体相（水、油およびガス）の存在を感知し、その情報を温度パルス形状に変調する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
相の存在に関する情報が、下流の温度センサの信号および任意選択で流体相情報伝達パラメータ（例えば、圧力）に関する他のセンサから抽出される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記キャビティ（１４）が、少なくとも流入口および流出口を有するハウジング（１５；１５’；１５’’）によって画定される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも第１の開口が前記キャビティと地下の地層との間にあり、少なくとも第２の開口が前記キャビティと前記坑井内に延びる下部仕上げ管状体（１）の内部との間にある、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記管状体がプロダクションライナ（１）である、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記温度入力パルスが加熱入力であり、その少なくとも一部がトレーサ部材（２７）へと運ばれ、トレーサパルス（すなわちスラグ）が放出される、請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
サンプル中のトレーサ含量を決定するために、前記温度入力の位置の下流の位置で、生成された液体の少なくとも一部を収集およびサンプリングするステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記温度入力パルスの位置の下流の位置で、生成された液体の少なくとも一部におけるトレーサ含量をインラインかつリアルタイムで感知するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記流量が、前記トレーサパルスの１つまたは複数の特性、および前記キャビティの保持時間分布（ＲＴＤ）に基づいて決定される、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記トレーサパルスの前記特性が、振幅、減衰、幅、および前記トレーサパルスによって画定される曲線（温度対時間）下の面積の１つまたは複数である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
坑井（１６）内の流体の流れを監視するためのシステムであって、
‐キャビティと流体連通している流体入口（４）および流体出口（５）を有するハウジング（１５；１５ａ，ｂ；１５’；１５’’）内のキャビティ（１４；１４ａ，ｂ）内に配置された１つまたは複数の温度パルス発生器（６ａ，ｂ；６’；６’’；６１−５）であって、
‐前記ハウジングが前記坑井内に配置されており、
‐前記１つまたは複数のパルス発生器が、流体に１つまたは複数の空間分布温度入力パルスを誘発するように構成されている、温度パルス発生器と、
‐前記キャビティ（１４；１４ａ，ｂ）の下流の位置に配置された１つまたは複数のセンサ（２）であって、前記センサが、前記温度入力パルスによって引き起こされる少なくとも１つの温度応答パルスを感知するように構成されている、センサと、
を特徴とする、システム。
【請求項２２】
前記温度応答パルスの１つまたは複数の特性および前記キャビティの保持時間分布（ＲＴＤ）に基づいて前記流体の流量を決定するように構成された計算手段をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記温度パルス発生器が、距離（ｄ）を隔てて配置された第１の温度パルス発生器（６ａ）および第２の温度パルス発生器（６ｂ）を少なくとも含む、請求項２１または２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記温度パルス発生器が、長さ寸法（ｌ）を有する少なくとも１つの温度パルス発生器（６’）を含む、請求項２１または２２に記載のシステム。
【請求項２５】
温度パルス発生器が加熱素子または冷却素子を含む、請求項２１から２４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２６】
温度パルス発生器が化学物質または電気ヒーターを含む、請求項２１から２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
温度パルス発生器が制御線を介してアップホール位置から給電および制御される、請求項２１から２６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２８】
温度パルス発生器がダウンホール電力および制御モジュール（１２）によって給電および制御される、請求項２１から２７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２９】
温度パルス発生器が、介入ストリングからの信号伝達または機械的作動によって給電および制御される、請求項２１から２８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記センサが他のパラメータ（塩分など）のためのリアルタイム下流センサを含む、請求項２１から２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記キャビティ（１４；１４ａ，ｂ）が、前記ハウジング（１５）の内壁と、前記坑井内に延びる下部仕上げ管状体（１）の外壁の一部とによって画定される、請求項２１から３０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記センサ（２）が、前記流体と流体連通して、前記管状体（１）内に配置されている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項３３】
前記管状体（１）がプロダクションライナまたはケーシングである、請求項３１または３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記ハウジング（１５’’）が、下部仕上げ管状体（１）の内部に設置するように構成され、環状穴（３１）と、前記環状穴（３１）と流体連通する流入口および流出口（５ａ，ｂ）とを備える、請求項２１から３０のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、坑井のゾーン内の流体を監視する分野に関する。より具体的には、本発明は、請求項１および２１の前文に記載されている流体パラメータのリアルタイム監視のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油および天然ガスなどの炭化水素流体は、炭化水素含有地層を貫通する１つ以上の坑井を掘削することによって、貯留層と呼ばれる地下の地層から得られる。坑井が掘削されると、ウェルが仕上げられ、ウェルから炭化水素が生産され得る。仕上げは、流体の生産または注入を搬送、ポンプ輸送、または制御するための坑井内またはその周辺の機器および材料の設計、選択および設置を含む。
【０００３】
貯留層からの石油および／またはガスの利用のための炭化水素ウェルは、通常、ウェルのベースを形成する上側および外側の導体と、導体の中におよび延長上に配置された上側のケーシングと、ウェルのさらに下方内で上記ケーシング内に配置されて重なり合うより多くのケーシングとから構成される。プロダクションチュービングストリング（しばしばプロダクションライナと呼ばれる）は、通常、ウェルの底部から地表または海底に石油を輸送するためのウェルの最も内側の管である。プロダクションゾーンを横切って設定されたケーシングアレンジメントの部分は、通常、「下部仕上げストリング」と呼ばれ、ストリングは表面まで完全には延びない。むしろ、それはプロダクションゾーンの上のある場所から吊り下げられる。これは、プロダクションゾーン（貯留層）の条件に従って設計される。下部仕上げストリングは、水平オープンホール仕上げ、オープンホールサンドコントロール、スロッテッドライナ、プレドリルドライナなどと呼ばれることがあり、上述のプロダクションチュービングストリングまたはプロダクションライナ、および坑井ケーシングを含む。
【０００４】
生産の間には、プロダクションゾーンに沿って生産流入プロファイルを監視する必要がある。生産流入プロファイルは、プロダクションゾーンに沿った分布流入寄与として定義され、いくつかの監視システムおよび方法が当該技術分野で知られている。このような情報を得るための従来の監視技術の１つは、有線ベースのプロダクションロギングツール（ＰＬＴ）である。
【０００５】
先行技術はさらにＵＳ２００７／０２３４７８８Ａ１を含み、リアルタイム温度測定を使用して坑井に沿った流体変位を追跡する方法を記載している。光導体は、坑井ケーシング内に設置され、坑井に沿って流れる流体の温度プロファイルを生成するように構成される。１つまたは複数の熱源は、少なくとも１つの流体組成物において温度勾配を生成し、この温度勾配は、坑井に沿った流体変位を追跡するために、光導体によって坑井に沿って監視される。実質的に異なる物理特性および隣接する流体組成物と坑井との間の熱伝達率に起因して、流体組成物間の界面が坑井を通って移動するので、坑井内に温度勾配の変化が生じる。温度勾配変化の位置および変位をリアルタイムで観察することによって、流体の対応する位置、変位および流量ならびにその流体組成を決定することができる。
【０００６】
先行技術はさらにＵＳ２００３／０１４０７１１Ａ１を含み、導管に沿って既知の距離だけ隔てられた少なくとも第１および第２の温度測定点で、流体の温度を測定し、その表示を提供するための温度センサと、前記温度測定点から上流の流体の温度を変更するように選択的に動作可能な熱交換器と、前記温度センサの前記出力に応答して、前記第１および第２の温度測定点における温度変化した流体の到着の時間差を測定するタイマーと、を備える装置を記載する。導管は複数の流れ供給源を有し、装置は、それぞれの流れ供給源から下流に位置する複数の熱交換器と、各熱交換器から下流に位置するそれぞれの第１および第２の地点で温度を測定および表示するように動作する温度センサと、第１および第２の温度測定点のそれぞれの対において温度変化した流体の到着の時間差を測定するように動作するタイマーとを備える。したがって、この文献には、流入プロファイルを決定するために「飛行時間型」測定を利用する装置および方法が記載されている。
【０００７】
先行技術はさらにＵＳ５２２６３３３Ａ、ＵＳ２０１３／００００３９８Ａ１、およびＳＵ８０４８２５Ａ１を含み、これらもまた流入プロファイルを決定するための飛行時間測定の装置および方法を記載している。一般に、飛行時間型システムは、上流に位置し得る熱源と、対応する下流の温度センサとを利用する。ケーブルは、プロダクションゾーンに沿って複数のセンサ位置をカバーするために仕上げに沿って延びている。
【０００８】
先行技術はさらにＵＳ２０１４／０３３４９０８Ａ１を含み、坑井内の生産流れへの流体の流入量を推定する方法を記載している。独特のトレーサ材料を有するトレーサ供給源は、２つまたはそれより多くの流入ゾーンと流体連通して配置され、各トレーサ材料は、所定の短期間放出量を有する。生産流れのサンプルを上面で収集し、トレーサ材料の種類および特定されたトレーサ材料の濃度を特定するためにサンプルが分析される。計算された流入量は、生産流れを制御するため、または貯留層を特徴付けるためのパラメータとして利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２３４７８８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／０１４０７１１号明細書
【特許文献３】米国特許第５，２２６，３３３号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１３／００００３９８号明細書
【特許文献５】旧ソ連国特許出願公開第８０４８２５号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１４／０３３４９０８号明細書
【特許文献７】米国特許第６，６４５，７６９号明細書
【特許文献８】米国特許第６，１２５，９３４号明細書
【特許文献９】欧州特許出願公開第２，６３３，１５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
坑井のプロダクションゾーンに沿った流入プロファイルを監視するための改良されたシステムおよび方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、主要な請求項において定められ、かつ特徴付けられており、従属請求項は、本発明の他の特徴を記載している。
【００１２】
したがって、坑井内の流体の流れを監視する方法であって、
‐前記坑井内に位置し、少なくとも１つのキャビティおよび１つまたは複数の流通口を有するハウジング内の流体の少なくとも一部に１つまたは複数の空間分布温度入力パルスを誘発するステップと、
‐前記キャビティの下流の１つまたは複数の位置で、前記温度入力パルスによって引き起こされる温度応答パルスを感知するステップと、
‐前記キャビティを通る前記流体の流量を決定するステップとを特徴とする方法が提供される。
【００１３】
一実施形態では、流量は、前記温度応答パルスの１つまたは複数の特性および前記キャビティの保持時間分布に基づいて決定される。前記特性は、振幅、減衰、幅、および温度応答パルスによって画定される曲線（温度対時間）下の面積の１つまたは複数であり得る。
【００１４】
温度入力パルスは、加熱入力または冷却入力を含み得る。加熱入力は発熱プロセスを含み得、冷却入力は吸熱プロセスを含み得る。
【００１５】
一実施形態では、温度入力パルスは、流体への化学物質の注入を含む。温度入力パルスはトレーサ材料を含み得る。
【００１６】
一実施形態では、温度入力パルスは、流体の相変化に寄与するように構成される。温度入力パルスは、流体の体積膨張を緩和するように構成することもできる。
【００１７】
一実施形態では、温度入力パルスは、ダウンホールの予めプログラムされたタイマー装置によって、またはアップホール位置からの圧力信号伝達によって、または介入ストリングからの信号伝達もしくは機械的作動によって制御される。
【００１８】
一実施形態では、温度パルス発生器のダウンホール電子装置は、流体相（水、油およびガス）の存在を感知し、情報を温度パルス形状に変調するように構成される。相の存在に関する情報は、下流の温度センサの信号および任意選択で流体相情報伝達パラメータ（例えば、圧力）に関する他のセンサから抽出することができる。
【００１９】
一実施形態では、キャビティは、少なくとも流入口および流出口を有するハウジングによって画定される。一実施形態では、少なくとも１つの第１の開口は、キャビティと地下の地層との間にあり、少なくとも１つの第２の開口は、キャビティと坑井内に延びる下部仕上げ管状体の内部との間にある。一実施形態では、管状体はプロダクションライナである。
【００２０】
温度入力パルスは、少なくとも一部がトレーサ部材へと運ばれ、トレーサパルス（すなわちスラグ）を放出させる加熱入力であり得る。前記サンプル中のトレーサ含量を決定するために、前記温度入力の位置の下流の位置で、生成された液体の少なくとも一部を続いて収集およびサンプリングするステップは、本発明の方法の実施形態の一部である。
【００２１】
一実施形態では、本方法は、前記温度入力パルスの位置の下流の位置で、生成された液体の少なくとも一部におけるトレーサ含量のインラインおよびリアルタイムの検出をさらに含む。流量は、前記トレーサパルスの１つまたは複数の特性および前記キャビティの保持時間分布（ＲＴＤ）に基づいて決定され得る。前記トレーサパルスの特性は、振幅、減衰、幅、トレーサパルスによって画定される曲線（温度対時間）下の面積の１つまたは複数である。
【００２２】
坑井内の流体の流れを監視するためのシステムであって、
‐キャビティに流体接続された流体入口および流体出口を有するハウジング内のキャビティ内に配置された１つまたは複数の温度パルス発生器であって、
‐前記ハウジングが前記坑井内に配置されており、
‐前記１つまたは複数のパルス発生器が、流体に１つまたは複数の空間分布温度入力パルスを誘発するように構成されている、温度パルス発生器と
‐前記キャビティの下流の位置に配置された１つまたは複数のセンサであって、前記センサが、前記温度入力パルスによって引き起こされる少なくとも１つの温度応答パルスを感知するように構成されている、センサと、
を特徴とするシステムがさらに提供される。
【００２３】
一実施形態では、該システムは、前記温度応答パルスの１つまたは複数の特性および前記キャビティの保持時間分布に基づいて前記流体の流量を決定するように構成された計算手段を備える。
【００２４】
一実施形態では、温度パルス発生器は、距離を隔てて配置された第１の温度パルス発生器および第２の温度パルス発生器を少なくとも含む。
【００２５】
一実施形態では、温度パルス発生器は、長さ寸法を有する少なくとも１つの温度パルス発生器を含む。
【００２６】
温度パルス発生器は、加熱素子または冷却素子を含み得る。一実施形態では、温度パルス発生器は、化学物質または電気ヒーターを含む。一実施形態では、温度パルス発生器は、制御線を介してアップホール位置から給電および制御される。一実施形態では、温度パルス発生器は、ダウンホール電力および制御モジュールによって給電および制御される。
【００２７】
温度パルス発生器はまた、介入ストリングからの信号伝達または機械的作動によって給電および制御され得る。
【００２８】
一実施形態では、前記センサは、他のパラメータ（塩分など）のためのリアルタイム下流センサを含む。
【００２９】
一実施形態では、キャビティは、ハウジングの内壁と、坑井内を延びる下部仕上げ管状体の外壁の一部とによって画定される。
【００３０】
一実施形態では、センサは、流体と流体連通して、前記管状体内に配置される。管状体は、プロダクションライナまたはケーシングであり得る。
【００３１】
一実施形態では、ハウジングは下部仕上げ管状体の内部に設置するように構成され、環状穴と、前記穴と流体連通する流入口および流出口とを備える。
【００３２】
先行技術は、流体が流れるにつれて流体組成物中の温度が坑井に沿ってどのように現れるかを活用することに基づいているが、本発明は、保持時間が、（ｉ）フローシステムの他の場所の保持時間と比較して長く、かつ（ｉｉ）所与の体積を有するキャビティを通過する流量に依存する、坑井内の位置で体積に特定の温度変化（すなわち、加熱または冷却）を誘発するシステムおよび方法を含む。
【００３３】
温度変化が誘発された下流の任意の位置で、流体中のその後の温度変化を感知することができる。一実施形態では、温度変化は、予め設置されたパーマネントダウンホールゲージ（ＰＤＧ）で感知される。この装置は、ほとんどの坑井の上部仕上げの下部に一般的に設置される。本発明は、毎秒毎にリアルタイム温度データを提供することができる。ＰＤＧを温度センサとして使用することは、既に設置されているので有利であり、したがって、オペレータにとって追加のコストを意味するものではない。
【００３４】
先行技術は、いくつかの下流位置で温度測定を行うことにより、坑井に沿った下流の単一点供給源温度勾配分布の追跡に依存しているが、本発明は、本質的に単一点の下流温度センサを用いた、分布された供給源（時間または空間）の温度波の測定を含む。本発明は、従来技術のように、ケーブルもしくは光ファイバ（導体）またはプロダクションゾーンの長さに延びる他のセンサアレイに依存しないが、坑井内に既に設置されたセンサ装置を利用することができる。
【００３５】
本発明のこれらおよび他の特徴は、添付の概略図を参照して、非限定的な例として与えられる以下の実施形態の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】地下の坑井に設置され、マルチゾーン測定のための複数の空間的に分布した温度入力を含む、本発明の実施形態の概略図である。
【図２】図１の「Ｂ」で示された領域の拡大図である。
【図３】図２の「Ｃ」で示された領域の拡大図である。
【図４】温度パルスが誘発されたキャビティを通る異なる流体流量に対する、下流のセンサで検出された温度応答信号のプロット（温度対時間）である。
【図５】温度応答信号振幅と流体流量との間、および指数温度応答減衰因子と流体流量との間の線形関係を示す信号解析プロットである。
【図６】図６ａは、本発明の別の実施形態の概略図であり、図６ｂは、図６ａの切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図７】図３と同様であるが、本発明の別の実施形態を示す。
【図８ａ】熱源がハウジング壁のポケットに埋設されている本発明のさらに別の実施形態の概略図である。
【図８ｂ】図８ａの切断線Ｅ−Ｅに沿った断面図である。
【図８ｃ】図８ａに対応するが、熱がプロダクションチュービング内の流れに入り得る様々な手段を示す。
【図９】図９は、熱波供給源特性、すなわち、様々な熱伝達手段の時間の関数としての流体温度を示すプロットであり、図中、Ｋ１は温度パルス入力であり、Ｋ２は対流駆動温度応答であり、Ｋ３はスチール壁を伝播したエネルギーの一部からの温度応答である。
【図１０】図１０は、空間的に分布された温度パルス入力発生器が一方のみに設けられている、同じプロダクションゾーン内の２つの仕上げ接合部の概略図である。この構成は、すべての接合部で流れがほぼ同じ場合（１つの接合部が全てを表す）に使用される。図は、流体が流れるキャビティを有するハウジングを示す。２つの温度パルス発生器は、分布された温度入力を備える。
【図１１】本発明の別の実施形態の概略図であり、単一の温度パルス発生器がキャビティの端部に配置されている。
【図１２】図１１に対応するが、温度パルス発生器がサンドスクリーンの領域に配置されている実施例を示す。
【図１３】トレーサ担持ポリマーロッドがそれぞれの温度パルス発生器と共に配置された本発明の実施形態の概略図である。
【図１４】サンドスクリーンの領域内のキャビティ内部に配置された複数の温度パルス発生器を示す概略図である。
【図１５】スロッテッドライナ上のキャビティ内に配置された単一の温度パルス発生器の概略図である。
【図１６】本発明の別の実施形態の概略図であり、単一の温度パルス発生器を有するキャビティが、プロダクションライナ、例えばセメントライナのフローシャントとして機能するように配置されている。
【図１７】図１６に対応するが、複数の温度パルス発生器を有する実施形態を示す。
【図１８】温度パルス発生器が、加熱された流体をキャビティ内に注入するように構成された加熱流体ジェットを含む実施形態を示す概略図である。
【図１９】プロダクションライナの内部に配置されたライナ内部ユニットを含む、本発明の別の実施形態の概略図である。
【図２０】プロダクションライナ内のサイドポケットに配置されたライナ内部ユニットを含む、本発明の別の実施形態の概略図である。
【図２１】流入プロファイリングを実行するために、図１９に示されるようなセメントライナ内に配置されたいくつかのライン内部ユニットの使用を示す概略図である。
【図２２】掘削中に破断が発見され、破断からの望ましくない流れがパッカーによってプロダクションゾーンから遮断される状況で使用される、本発明の実施形態を示す概略図である。対流駆動の温度パルスが検出された場合、パッカーリークの兆候である。
【図２３】図１の実施形態に対応する本発明の実施形態の概略図である。
【図２４】流体への温度伝達を示す本発明の一実施形態の概略図である。
【図２５】温度パルス発生器がプロダクションライナまたはケーシングの外側に組み立てられている、本発明のさらに別の実施形態の概略図である。有効なキャビティがチュービングの内側の長さ（短いＲＴＤを有する）に形成され、温度入力はスチール壁を通って伝播した発生器のエネルギーの一部である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下の説明では、「水平」、「垂直」、「横」、「前後」、「上下」、「上」、「下」、「内側」、「外側」、「前方」などの用語が使用されることがある。これらの用語は、一般に、図面に示され、本発明の通常の使用に関連する見方および方向を指す。これらの用語は、読者の便宜のためにのみ使用されており、限定するものではない。
【００３８】
図１は、坑井を取り囲む地層（図示せず）に対して壁３を有する地下の坑井１６内に設置されたプロダクションライナ１を示す。この図は、吊上げ制御および処理設備（図示せず）に向かって上向きに延びる垂直部分１７（例えば、上部仕上げ）と、「ヒール」１８ａおよび「トウ」１８ｂを有する水平部分１８とを有する坑井を示す。しかしながら、本発明は、この構成を有する坑井に限定されるものではなく、任意の方向及び傾斜の坑井に適用可能である。また、ダウンホール装置とアップホール位置との間に電力、制御および他の信号を提供するために必要なラインおよび手段は、それ自体が当技術分野で周知であるため図示されていない。以下の本発明は、プロダクションライナを参照して説明されるが、本発明は、周囲の地層から炭化水素を生成するための、坑井ケーシング、または坑井内に設置された任意の下部仕上げストリングにおけるまたはそれらに関連する使用に同等に適用することができる。
【００３９】
坑井１６の一部は貯留層８を通って延びている。貯留層はいくつかのプロダクションゾーン９ａ〜９ｃを通って延びており、それぞれは様々な寄与特性を有し得る。各プロダクションゾーンは、流量および組成の異なる流体の流入Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を生成する。図１において、プロダクションゾーン９ａ〜９ｃはパッカー７によって分離されて示されているが、これらは任意選択的である。図示されていないが、プロダクションゾーンは坑井内の異なるブランチにあってもよく、必ずしも続いて配置されていなくてもよいこともまた理解すべきである。
【００４０】
図２をさらに参照すると、各プロダクションゾーン９ａ〜９ｃにおいて、プロダクションライナ１は、ハウジングの内壁とプロダクションライナの外壁との間にキャビティ１４を画定する外部ハウジング１５を備える。したがって、実際の実施形態では、このキャビティ１４はプロダクションライナ１の周りに環を形成し得るが、ハウジングおよびキャビティは他の形状を有してもよい。ハウジング内に複数の開口を形成するサンドスクリーン４により、周囲の地層からそれぞれのキャビティ１４への流体の流れ（すなわち、生成された流体）Ｆ１、Ｆ２が可能となる。プロダクションライナ１の壁の穿孔５は、図１及び図２において矢印Ｆで示すように、ライナ内部へと、さらには坑井のヒール１８ａに向かって、さらにはアップホール設備に向かって流体が流れることを可能にする。
【００４１】
キャビティを流れる流体に温度入力パルスを誘発するように構成された２つの温度パルス発生器６ａ，６ｂが、キャビティ１４の内部に配置されている。温度入力パルスは、後述するように、流体に熱を加えるか、または流体から熱を除去する（すなわち冷却する）場合がある。したがって、温度パルス発生器は、冷却素子または加熱素子であってよい。温度パルス発生器は、遠隔制御されて電力が供給されてもよく、所定の瞬間または間隔で温度入力を生成するように予めプログラムされ得る。さらに図３を参照すると、図示した実施形態では、第１温度パルス発生器６ａが第２温度パルス発生器６ｂから距離ｄの位置に配置されている。温度パルス発生器は、流体が、注入された流体であるか周囲の地層から生成された流体であるかにかかわらず、キャビティ１４を流れる流体Ｆに個々の温度入力パルス（加熱または冷却）を誘発するように構成される。したがって、空間的に（距離ｄだけ）分離された２つの温度入力パルスが、各温度パルス発生器６ａ，６ｂによって流体に誘発され、空間分布温度波を生成する。温度波については、図４を参照して以下で説明する。
【００４２】
所与のプロダクションゾーン内の２つ（またはそれより多く）の温度入力パルスは、好ましくは同時に誘発（起動）されることを理解すべきである。ゾーン内の非同時誘発も考えられるが、後の計算に時間差を考慮するためには追加のソフトウェアが必要になり得る。しかし、非同時誘発は、温度パルスに対する流体位相情報を変調するオプションを可能にし得る。したがって、１つのプロダクションゾーン内の温度パルス発生器は互いに同時であるが、各プロダクションゾーン９ａ〜９ｃの温度パルス発生器は、それぞれの温度波の後続の下流の測定における曖昧さを回避するために連続で励起される。
【００４３】
キャビティ１４の体積Ｖｃは予め定められており、保持時間フローループモデルの較正に使用されることを理解すべきである。体積Ｖｃを通る所与の流量（ｑ）に対して、温度減衰は、以下の通り表され得る。式中、Ｔ０は初期温度であり、ｋ１およびｋ２は経験的定数である。
【００４４】
【数１】
2019504955.tif 000003
【００４５】
理想的には、（様々なプロダクションゾーン９ａ〜９ｃ内の）キャビティ１４の各々は同じ体積を有するが、これは必須ではない。感知された温度波に基づくその後のシミュレーションは、異なるキャビティ内で生成される温度波の相対差を利用し得る。
【００４６】
プロダクションライナ１の内部の流れＦと流体連通するように配置されたセンサ２（図１参照）がハウジング１５の下流に配置される。センサ２は、流体圧力、温度、放射能、塩分などのパラメータを感知するように構成された当技術分野で公知の適切なセンサであり得る。従って、本発明は、単一点下流温度センサのみを有する分布供給源（時間または空間）温度波の測定を提供する。原理的には、時間分布供給源は、既知の間隔で２つまたはそれより多くのパルスを放出する（例えば、単一の）温度供給源である。これは、流れる流体中に空間分布の温度応答パルスを生じさせ得る。空間分布供給源は、長さ寸法を有する温度供給源、またはパルスを放出する２つまたはそれより多くの供給源である。両者とも、流れる流体中に空間分布の温度応答パルスを生成する。
【００４７】
例えば、流体に入力される温度（例えば、熱）は空間的に分布され、より温かい液体のパルス（スラグ）を形成する。瞬間的に熱を放出する空間的に分布した熱源が理想的な構成である。
【００４８】
したがって、「分布供給源」という用語は、プロダクション管状体の軸方向（すなわち、生成された流れの流路に沿った）に距離（ｄ）だけ隔てられた複数の温度パルス発生器、または長さ寸法（ｌ）を有する温度パルス発生器を意味するものと理解され得る。
【００４９】
図示された実施形態では、センサ２は、いわゆるパーマネントダウンホールゲージ（ＰＤＧ；必要な電力、制御およびアップホール位置への信号線は図示されていない）である。しかし、本発明はこのタイプのセンサに限定されず、センサの数も限定されない。原理的には、温度変化が誘発された下流の任意の位置で温度波を感知することができる。しかし、本発明と従来技術との間の重要な違いは、従来技術（例えば、飛行時間型）が温度入力の下流に配置された複数のセンサを必要とするが、本発明はただ一つの（単一の）下流センサしか必要としないことである。
【００５０】
キャビティ１４の体積Ｖｃおよび穿孔５などのパラメータの適切な設計および寸法設定により、キャビティ１４内部での流動保持時間、つまりはキャビティを通る流量は、温度パルス発生器の特性に適合するように最適化され得る。有利には、設計および寸法設定は、キャビティ内の流動保持時間が流動システムの他の場所（例えば、プロダクションライナ内）の滞留時間と比較して長くなるもの、および流動保持時間がキャビティを通る流量に依存するものであることが好ましい。
【００５１】
温度パルス発生器６ａ，６ｂによって２つ（またはそれより多く）の温度入力パルスが流れに誘発されると、ライナ１内の波形を変調する特徴的保持時間分布（ＲＴＤ）を有する温度波（または温度応答パルス）が形成される。適切な設計では、ＲＴＤは、キャビティ１４の体積Ｖｃを通る流体流量（ｑ）に主に依存し得る。
【００５２】
図４は、センサ２によって測定され、適切なフローシミュレータソフトウェアによって処理された、キャビティ１４を流れる流体の異なる流量での熱波のプロット（温度対時間）である。そのようなソフトウェアの一例は、周知のＯＬＧＡダイナミックフローシミュレータである。流体の流れ（例えば流量）に関する情報は、パルス（波）形状に基づいて決定され得、ＲＴＤ：パルス幅、パルス減衰（パルス形状変調）、パルス振幅（振幅変調）、または温度応答曲線下の面積によって計算または推測され得る。そのような計算方法およびツールは、当該技術分野において周知であるため、ここでは詳細に説明する必要はない。図４は、パルス振幅が流量に比例し、パルス幅および減衰が両方とも流量に反比例することを示す。プロットはまた、（同時に誘発されるが空間的に分離されたそれぞれの温度パルス発生器によって誘発される２つの異なる温度入力パルスによって引き起こされる）ピーク間の距離が流量の増加に伴って減少することを示す。例えば、Ｓ１およびＳ２は、４ｍ３／ｈ流量でのそれぞれのピークを示す。
【００５３】
図５は、パルス振幅および減衰域指数因子が、偏差が５〜１０％の範囲内で、流体流量に関してほぼ直線関係であることを示している。
【００５４】
図示されていないが、温度パルス発生器は、坑井内の異なるブランチに配置されてもよく、上述したように単一の穴内に続けて配置される必要はないことも理解すべきである。したがって、ハウジング（関連するそれぞれのキャビティおよび温度パルス発生器を有する）を多角的な坑井の穴に配置することができる。
【００５５】
本発明の別の実施形態を図６ａおよび図６ｂに示す。図６ａは、サンドスクリーン４を通ってハウジング１５に流入する生成された流体Ｆを示している。複数の貫通ノズル１１（図６ａでは１つのみ示される）を有する流入制御装置（ＩＣＤ）１９がハウジング内部に配置され、キャビティ１４を第１キャビティ１４ａと第２キャビティ１４ｂとに効果的に分割する。ノズル１１は、ゾーンの流量を等しくするように設計されているが、流体の所望のキャビティ保持時間も保証し得、キャビティ１４全体の既知のＲＴＤを規定する。複数の穿孔５は、流体が第２キャビティ１４ｂからプロダクションライナ１内に流れることを可能にする。また、ＩＣＤ１９には、同期ライン１３によって相互接続された第１の温度パルス発生器６ａおよび第２の温度パルス発生器６ｂが配置されている。同期ラインは、第１および第２の温度パルス発生器６ａ，６ｂの同期または同時の起動を可能にするが、別々の時間での起動もまた考えられる。参照符号１２は、電力パック（例えば、電池）および誘発電子機器を（概略的に）示す。したがって、図６ａは、図１〜図３を参照して上述したのと同様の原理、すなわち第１の温度パルス発生器６ａが第２の温度パルス発生器６ｂから距離をおいて配置されていることを示している。図６ａにおいて、第１の温度パルス発生器６ａは、第２のキャビティ１４ｂ内の流体と熱的に接続されて配置され、第２の温度パルス発生器６ｂは、第１のキャビティ１４ａ内の流体と熱的に接続される。これにより、上述したように、（空間内の）分布供給源温度波が保証される。得られた温度波（応答パルス）は、図１のセンサ２を参照して上述したのと同じ方法で、下流のセンサによって感知される。
【００５６】
上記の説明は、一実施形態としてＩＣＤ仕上げ構成を使用する。本発明はこれに限定されるものではなく、プレドリルドライナおよびスロッテッドライナのようなより簡単な仕上げ構成に使用することもできることに留意されたい。２つより多くの温度パルス発生器を有するシステムもまた有用な温度波を提供し得る（実際には理想的な温度分布に近い）が、このような複数の温度パルス発生器は、ほとんどの場合、実用的でなく、不要であると考えられる。２つの温度入力の生成は、一般に、図４を参照して上述した温度波を得るのに十分である。
【００５７】
図６ｂは、図示した実施形態におけるＩＣＤ１９が、第１の温度パルス発生器６ａ及び第２の温度パルス発生器６ｂの５つのセット６１−５を含むことを示している。これらの個々のセットは、予め定められた間隔または他の方法で制御された間隔で別々に作動させることができる。例えば、１つセットを６ヶ月ごとに作動することができ、ＩＣＤに２．５年の有効寿命を与える。温度パルス発生器が、電池パック１２に加えて、または代わりに、アップホール位置から電力が供給される場合、セットが作動される回数が増加し得る。一般に、温度パルス発生器は、ダウンホールの予めプログラムされたタイマー装置、アップホール位置からの圧力信号伝達、または介入ストリングからの信号伝達または機械的作動によって制御され得ることを理解すべきである。
【００５８】
上述したように、温度パルス発生器は、キャビティ１４を通って流れる流体を加熱または冷却するように構成することができる。そのようなものとして、温度パルス発生器は、発熱反応（すなわち、熱を放出する）または吸熱反応（流体からエネルギーが吸収され、温度低下を引き起こす）を引き起こす１つまたは複数の化学物質を含み得る。温度パルス発生器によって、またはその中で運ばれる化学物質が混合されたときに（生成された流体への放出の前またはその間に）化学反応が起こり得、かつ／または１つまたは複数の化学物質と生成された流体との間で化学反応が起こり得る。１つの適切な化学物質は、熱源により点火されると発熱還元酸化反応を受ける周知の火工組成物であるテルミットである。
【００５９】
化学物質は、下流センサによって感知され得るトレーサ材料（例えば、同位体トレーサまたは化学トレーサ）を含んでよく、異なるトレーサが異なるプロダクションゾーンで使用され得、各ゾーンから生じる応答は独自に特定され得る。化学物質は、液体、気体、固体、またはこれらの組み合わせを含むことができる。
【００６０】
また、温度パルス発生器は、機械的加熱もしくは冷却手段、または電気加熱もしくは冷却手段を備えてもよい。例えば、特に、ヒーターが、アップホール電源からの電線を介して給電される構成では、１つまたは複数の抵抗ワイヤを有する電気ヒーターが考えられる。
【００６１】
ここで図７を参照して、上述の温度入力は、上述の一対の（またはそれより多くの）発生器とは対照的に、単一温度パルス発生器６’によって生成されてもよい。
【００６２】
一実施形態では、このように単一（すなわち１つ）の温度パルス発生器のみを使用して、流体に１つまたは複数の化学反応性物質を注入（例えば噴射）することによって空間分布温度入力が生成され、流体Ｆ内に空間分布温度パルスが生成される。
【００６３】
別の実施形態では、単一の温度パルス発生器６’は、長さｌに沿って変化する熱の入力パルスを生成するように制御可能な１つまたは複数の加熱素子を含み得る。
【００６４】
単一の温度パルス発生器６’はまた、長さｌを有する抵抗線を含むことができ、それにより、流体Ｆ内に空間分布温度パルスを生成する。
【００６５】
本明細書において、「分布供給源」という用語は、１つの温度パルス発生器のみを使用して、空間温度入力パルスを生成することができる供給源を意味する。一実施形態では、このような発生器は、上述したように、プロダクション管状体の軸方向に（すなわち、生成された流れの流路に沿って）定められた長さ（ｌ）を有してよく、または坑井内の流れに物質を注入するための手段を含み得る。
【００６６】
したがって、単一の温度パルス発生器は、上述のように、空間的に（距離ｄだけ）分離された発生器によって生成される波と同様の空間分布温度波を生成することができる。単一の温度パルス発生器は、その広がり（ｌ）もしくは入力間の時間差、またはその両方の組み合わせによって、空間分布温度波を発生させる。
【００６７】
図２３もまたキャビティ１４内に配置された単一の温度パルス発生器６’を示し、図７に対応する。
【００６８】
図８ａおよび８ｂは、本発明のさらに別の実施形態を示す。上述した実施形態と同様に、ハウジング１５の内壁とプロダクションライナ１の外壁との間にキャビティ１４が形成され、サンドスクリーン４の開口およびプロダクションライナ壁の穿孔５（ポート）内に流れを有する。しかしながら、この実施形態では、温度パルス発生器６’は、キャビティ１４を流れる流体と直接接触するようには配置されず、ハウジング壁のそれぞれのポケット２６に埋設される。図８ｂは、複数のキャビティ１４および温度パルス発生器６’がプロダクションライナ１の周りに円周方向にどのように配置されているかを示す。図示された実施形態では、温度パルス発生器６’は、リード（ワイヤ）２２を介して点火器２５に接続された信管２３を備える。点火器は、断熱材２４内に埋設されている。これらの部品の取り付けおよび取り外しを容易にするために、ハウジングはキャップ２１およびロックリング２０を備えている。
【００６９】
図８ａ、８ｂに示される実施形態の温度パルス発生器によって発生した熱は、ハウジング壁を通って伝導によって流体に伝達される。しかし、温度パルス発生器によって生成された熱は、放射および対流、ならびにライナ壁を通る対流によってプロダクションライナの流れに入ることもある。これは、図８ｃに概略的に示されており、Ｈｃｏｎｄは伝導を表し、Ｈｃｏｎｖは対流を表し、Ｈｒａｄは放射を表す。
【００７０】
図９は、プロダクションライナの流れに対する様々なタイプの温度の寄与を示す。Ｋ１で示されるプロットは、温度パルス発生器によって生成される熱パルスを示す。Ｋ２で示されるプロットは、図８ｃのＨｃｏｎｖに対応する流路内の流れによる対流を示す。温度パルス発生器が接触している材料を通る熱伝導による寄与は小さいが、Ｋ２プロットは主に流れ（すなわち流体中の熱対流）の関数である。Ｋ３で示されるプロットは、図８ｃのＨｃｏｎｄに対応するハウジング壁（またはプロダクションチューブ壁）のみを通る伝導を示す。この温度信号の一部は、流体の流れにかかわらず常に存在し得、熱源（温度入力発生器）の故障とゾーンの流れの不足との違いを示し得る。図２４は、図２３と同様の構成を有する同様の原理を示す。
【００７１】
図１および図２は、プロダクションゾーンごとに１つのハウジング（流入装置）を示しているが、いくつかのハウジングを同一のゾーンに配置することができることを理解すべきである。図１０はこの実施形態を示しており、同一のゾーンに２つのハウジング１５ａ，１５ｂを有する構成を示している。（しかしながら、各キャビティが例えば図７、８ａ、８ｂ、または１１に示されるような単一の温度パルス発生器のみを保持する本発明の実施形態で同様の構成を使用できることを理解されたい。）したがって、図１０は、生産流れｑｉｎがキャビティ１４ａ，１４ｂ内に誘発される標準サンドスクリーン仕上げ部品を示す。図１０では、キャビティのうちの１つのみが温度パルス発生器６ａ，６ｂを備えており、第１のキャビティ１４ａから得られる測定値が同一ゾーン内の他のキャビティを通る流れの特性も反映することを示すものである。
【００７２】
２つ（またはそれより多く）の温度パルス発生器は、空間的に分布した温度パルス上の２つの点とみなすことができる。このような仕上げ部品、いわゆる接合部が広く使用されており、２つのパッカー間の坑井の区画部分は通常複数の接合部からなる。したがって、ゾーンの生産Ｆｚｏｎｅは、個々のキャビティを通る流れｑｉｎと必ずしも同一ではない。
【００７３】
図７に対応する図１１は、例えば図７を参照して上述したのと同じ方法で、単一の温度パルス発生器６’が空間的に分布した温度変化を与える別の実施形態を示す。
【００７４】
図１２は、図１１と同様の構成を示しているが、この実施形態では、単一の温度パルス発生器６’がサンドスクリーンの長さに沿って配置されている。本発明は、キャビティが必ずしも厳密に画定される必要はないという認識に基づいていることに留意すべきである。これは、図１２のハッチングがサンドスクリーンを越えて延在し、地層内に短い距離だけ延びていることによって示されている。当業者は、ＲＴＤが経験的データに基づくことを認識するであろう。
【００７５】
図１３は図１２に対応するが、この実施形態では、トレーサ担持ポリマーロッド２７が温度パルス発生器６’の長さに沿って配置されている。トレーサ技術は、石油とガスの探査と回収に幅広く使用されている。トレーサは、流路および速度を測定するためのウェル・ツー・ウェル（ｗｅｌｌ−ｔｏ−ｗｅｌｌ）研究において、パルスとして注入することができる。トレーサ源はまた、周囲の地層からの流入を監視するために、油田またはガス生産井に配置され得る。流入モニタリング研究では、トレーサは、例えばＵＳ６，６４５，７６９に記載されているように、坑井の仕上げ前に異なる位置でプロダクションチューブの外面に沿って配置されたポリマー中に封入され得る。トレーサは、ポリマーまたは異なるタイプの粒子に付着または封入され得、トレーサの放出は、流体の通過（油または水）、流体の化学的性質（例えば、ｐＨまたは塩分）または例えば温度のタイプに応じてなされ得る。
【００７６】
ウェル・ツー・ウェル試験と同様に、坑井の流れのトレーサベースのモニタリングの最良の方法は、トレーサパルスの形成によるものである。パルスは、ＵＳ６，１２５，９３４に記載されているような機械的な注入によって形成することができ、またはパルスは、ＥＰ２，６３３，１５２に記載されているような様々な流量へのトレーサ放出の結果として形成することができる。
【００７７】
所与のポリマーの内部および外部に貫通する（小型）トレーサの輸送速度および放出速度は、ポリマー内の自由体積およびトレーサの移動度に依存する。飽和度、架橋度、結晶化度、溶解度などの因子は、すべて移動度に影響を与え得る。しかしながら、ポリマーおよび所与の物理的状態および貫通トレーサの所与の組み合わせについて、ポリマーの内部および外部の移動度は、熱的に活性化されるプロセスとして作用する傾向がある。
【００７８】
非常に多くのトレーサ担持ポリマーは、図１３に示すように、温度パルス発生器６’によって印加され得る刺激である温度に応答し得る。トレーサ担持ポリマーロッド２７が温度パルス発生器６’の長さに沿って、熱的に接触して配置されている図示された実施形態では、移動トレーサ分子はポリマー材料を通って拡散し、ポリマーと接触する任意の液体（または気体）に放出され得る。しかし、周囲の液体との親和性があることが要件である。１）トレーサ放出が温度の関数であり、２）トレーサ放出が周囲の液体との親和性の関数であるという２つの特性を組み合わせると、温度刺激によって知的に放出されるトレーサパルスを形成するという考えに導かれる。
【００７９】
図１４は、図１２と同様の構成を示すが、ここでは複数の温度パルス発生器６ａ−ｄを有する。温度パルス発生器の数が増加すると、生成される全温度パルスは、空間的に分布された単一の温度パルス発生器のパルスに近づくことに留意されたい。
【００８０】
図１０〜１４はすべて、すべての流れが１つのプロダクション入口位置、すなわちプロダクションライナ（またはチュービング）１に向かう１つまたは複数の穿孔５を有する断面に向けて案内される仕上げ接合部に適した実施形態を示している。このような仕上げは、流入制御装置（ＩＣＤ、スライディングスリーブなど）を使用することが望ましい場合に広く使用されている。任意選択的に、プロダクションライナ１は、図１５に示すように、キャビティ長に沿っていくつかの穿孔５’を有することができる。このような構成は、通常、プレドリルドライナまたはスロッテッドライナと呼ばれる。本発明の図示された実施形態では、入口穿孔を有するエンドリング配置は通常よりも短く（または省略され）、温度パルス発生器６’は接合部（ライナ）に沿って延び、一方で仕上げキャビティ１４ｄは、拡散境界で画定されており、図１２を参照した上述したキャビティの構成に対応する。ライナ内に複数の穿孔５’を有するこの構成は、図１０〜１４を参照して上述した構成よりも短いＲＴＤに関連する。（上述の）複数の温度パルス発生器を有する実施形態もまた、プレドリルドライナまたはスロッテッドライナ構成と共に使用され得ることに留意すべきである。
【００８１】
図１６は、上述したように、ハウジング１５’がプロダクションライナの外側に配置される実施形態を示す。しかしながら、この実施形態では、キャビティ１４はプロダクションライナを取り囲む地層に対して閉鎖されているが、ライナ壁は（流入および流出のための）第１および第２の穿孔５ａ，５ｂを備える。単一の温度パルス発生器６’がキャビティ１４内に配置されている。したがって、この実施形態は、実際には、プロダクションチュービング１の外側にシャントを提供し、ライナ内の流体の一部が体積１４に流入（ｑｉｎ）およびそこから流出（ｑｏｕｔ）することを可能にする。図１７は図１６に対応するが、複数の温度パルス発生器６ａ〜６ｅを有する変形例を示している。図１６および１７はまた、ライナと地層との間のセントラライザユニット２８を示す。このようなセントライザユニットは、通常、ライナが初期に（セントラライジング）パッカーを有さない長いブランクセクションである場合に好ましい。図１６および図１７に示される構成は、ライナが坑井内で接合される状況に適していることを理解されたい。
【００８２】
図１８は、図１０および図１１と同様の構成を示す。しかし、この実施形態では、温度パルス発生器は、加熱された流体をリザーバ２９からキャビティ１４に注入するように構成された熱注入装置６’’を備え、キャビティで異なる温度の流体が混合される。
【００８３】
図１９、２０、および２１は、プロダクション管状体１の内部に設置するためのインサートハウジング１５’’を含む、本発明の別の実施形態を示す。図１９は、プロダクションライナ１内に配置され、半径方向に向けられた流入口および流出口５ａ、５ｂがハウジングの両端に配置されたインサートハウジング１５’’を示す。インサートハウジング１５’’は、管状体１の内部に嵌合するように構成され、貫通穴３１を備え、流入口５ａおよび流出口５ｂは、穴３１と流体連通している。
【００８４】
図２０は、プロダクションライナ１のサイドポケット３０に配置され、軸方向に向けられた流入口５ａ’および流出口５ｂ’を有するインサートハウジング１５’’を示す。図２１は、いくつかのインサートハウジング１５’’ａ〜ｃが、坑井（プロダクションゾーン）内の様々な位置での流入プロファイルを決定するために、ライナ（またはケーシング）内の様々な位置にどのように配置され得るかを示す。
【００８５】
図２２は、掘削の間に地層内の破断Ｙが発見された状況を示す。破断Ｙは、プロダクションゾーン９ａ（炭化水素リザーバ）の外側にあり、水を生成する可能性がある。ブランク仕上げ（プロダクション管状体１）が破断を横切って設置され、プロダクションゾーンへと環状に流れるいかなる水も遮断するためにパッカー７が取り付けられている。１つまたは複数の温度パルス発生器６’を有する外部ハウジング１５は、パッカー７を横切る望ましくない任意の漏れ（例えば、水Ｗ）を検出するために管状体に取り付けられている。この実施形態では、管状体に穿孔がなく（すなわち、上述の流体出口５）、ハウジングのキャビティ１４への唯一の流体の経路は、流入口４を通るものである。本発明のこの実施形態を使用する場合、１つまたは複数の温度パルス発生器６’によって生成される温度入力（最も一般的には、熱）は、上述したように、プロダクション管状体の壁（例えば、スチールの壁）を通して伝導され、生成された流れに空間分布熱波を生成し得る。水がキャビティ１４に流入しない場合、生成された流れに入る唯一の熱は、（前述の）図９のプロットＫ３に対応するチューブ壁を通る伝導を介して伝達される熱である。水Ｗがキャビティ１４に入ると、生成された熱は、さらに、図９のプロットＫ２に対応する対流によってさらに伝達され得る。したがって、図２２に示された本発明の実施形態は、水の流入自体を検出するために使用され得、上述の実施形態のように坑井の流れを監視するものではない。この検出機能はまた、例えば図１、図６、図７、図８ａを参照した上述の実施形態を用いて達成することができることを理解されたい。
【００８６】
本発明のさらなる実施形態が図２５に示されており、温度パルス発生器６’’がプロダクションライナ１上に、すなわちライナ壁と直接熱的に接触して取り付けられている。カバー（ハウジング）３２は、点火ユニット２５を取り囲んで温度パルス発生器６’’の周りに配置されている。この実施形態では、温度パルス発生器６’’から放出される温度入力パルスは、ライナ壁（すなわち、スチールの壁）を通り、ライナを通って流れる流体Ｆへと伝導される。ハウジングがライナの内部の流れから分離されたキャビティを画定する上述の実施形態とは対照的に、図２５に示される実施形態は、温度入力パルス（または複数のパルス）にさらされる体積（Ｖｃ）が温度パルス発生器６’’に隣接するライナの一部である。この「有効な」キャビティ１４の範囲（すなわち有効体積Ｖｃ）は、当然、温度入力パワーおよびライナ内部の流体流量に依存する。参照符号４’’は「有効な」流体入口、および５’’は「有効な」流体出口を示す。有効なキャビティ１４’’のＲＴＤは、主にキャビティ（したがって、体積Ｖｃ）を通る流体流量（ｑ）に依存し得ることを理解されたい。この実施形態は、（有効体積とライナ自体の体積との間のＲＴＤの小さな差に起因する）定量的な測定値を生成するのには適切でないかもしれないが、ライナ内に流体の流れが存在するか否かの指標としては有用であり得る。
【００８７】
上述の実施形態のいずれかに適用可能である本発明のさらなる態様は、（２つの温度パルス発生器のうちの１つまたは複数によって）温度入力が１つまたは複数の熱入力パルスの形態でキャビティ１４を通って流れる流体へと提供されると、流体中に含有されるガスは、加えられたエネルギーによって決定される程度まで膨張し得る。状況によっては、温度上昇が十分に高い場合、液体流体成分は相変化（蒸発）して流体中に気体を形成し得る。加えて、上述の化学反応は、流体の流れに影響を及ぼし得る様々なガスを生成し得る。これらの発生ガスは、使用する化学物質に依存し得る。生成された流体中のガス形成および／または膨張の原理は、当該技術分野において周知であり、いわゆる「ガスリフト」システムにおいて、すなわち（泥を含む）流体を置換し、坑井内での生産を増強するために、何十年も広範に利用されている。
【００８８】
本発明のシステムは、生産を刺激したり、停滞した流れに初期「キック」を提供するために様々なプロダクションゾーンの温度パルス発生器を選択的かつ制御された方法で作動させることによって、「変位発生器」として、事実上ガスリフトシステムとして使用され得る。（下流センサ２において）それぞれの温度波を監視することにより、実際にゾーンが生成している（すなわち、生成された流体の流れがそれぞれのキャビティ内に存在する）指標を提供し得る。上述のようなトレーサ材料（例えば、同位体トレーサ）もまたこの目的のために使用することができる。
【００８９】
他の状況では、上述のガス形成および／または膨張は、熱入力の望ましくない影響である。この影響は、連続した加熱および冷却シーケンスで２組の温度パルス発生器を動作させることによって緩和することができる。例えば、第１の温度パルス発生器セット６ａ、６ｂによる熱入力の後に、第２の温度パルス発生器セット６ａ，６ｂによる冷却入力が続き得る。
【００９０】
多相の場合、水およびガスの漏出のような事象について地上にメッセージを送ることは興味深い。特に水の場合、水が存在するかどうかを直接的に示すことができる抵抗率センサのような簡単なモニタリング方法がある（油およびガスとは対照的）。
【符号の説明】
【００９１】
１  プロダクションライナ
２  センサ
３  壁
４  サンドスクリーン
５  穿孔
６  温度パルス発生器
７  パッカー
８  貯留層
９  プロダクションゾーン
１１  貫通ノズル
１２  電力パック
１３  同期ライン
１４  キャビティ
１５  ハウジング
１６  坑井
１７  垂直部分
１８  水平部分
１９  流入制御装置（ＩＣＤ）
２０  ロックリング
２１  キャップ
２２  リード
２３  信管
２４  断熱材
２５  点火器
２６  ポケット
２７  トレーサ部材
２８  セントラライザユニット
２９  リザーバ
３０  サイドポケット
３１  環状穴
３２  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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