(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【発明の詳細な説明】
（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、または水力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。
【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８】
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