Tekniske løsninger og utstyret som brukes
Nivåer for multilaterale løsninger
De første multilaterale brønnene ble boret i Russland på 1960-tallet. Siden den gang er både boreteknikken og utstyret blitt bedre, og det finnes mange multilaterale løsninger. De er klassifisert etter et eget system som kalles TAML (Technology Advancement for Multilaterals).
De ulike nivåene i TAML-systemet beskriver utgangspunktet for lateralen, altså om den skal starte i åpent hull eller fóret hull, og om produksjonen går opp i felles løp, eller om den går adskilt.
Det brukes seks forskjellige nivåer som beskriver løsningene ut fra kompleksitet og fleksibilitet. På norsk sokkel er det vanligst med løsningene som er på nivå 3 og 5 i TAML-systemet.
Nivå 3 løsningen brukes i felt der trykket er «normalt» og likt over reservoaret som dekkes, og formasjonen er stabil, som på Troll feltet. Nivå 5 løsningen brukes på felt der trykket er vesentlig høyere enn normalt eller formasjonen krever mer støtte.
Nivå 3 starter fra en fôret brønn. I lateralen plasseres da screens eller slotted liner som ankres i hovedløpet. Løsningen gjør at lateralbrønnen er stabil, men man mister tilgang til kompletteringen i hovedløpet. Begge løpene produseres tilbake til brønnhodet i ett løp. Det er fri tilgang inn i lateralkompletteringen.
I nivå 5 er både hovedløpet og lateralen fôret og sementert. Det gir en stabil og isolert brønnbane i begge løp. I denne løsningen kan pakninger installeres slik at løpene er isolert fra hverandre, og kan derfor produseres separat fra hverandre om det er ønskelig. Det er tilgang til kompletteringene både i hovedløpet og i lateralen.
På norsk sokkel er ML-brønner kun tatt i bruk på noen få felt. De er tatt i bruk i stor målestokk på Troll og Oseberg, men noen andre felt har også prøvd teknologien, Tyrihans (7 av 11 brønner er ML), Goliat (3 av 11 produsenter skal ha ML), Heidrun (1), Smørbukk Sør og Glitne (1).
Hvordan lages en ML-brønn?
Hovedløpet er en vanlig brønn som bores ut i reservoaret og kompletteres i reservoarsonen. I toppen av nedre komplettering plasseres en packer med sealbore og innvendig ankringsprofil.
Når hovedløpet er ferdig komplettert, kan lateralene lages. Først lages et såkalt vindu, en åpning ut fra hovedløpet. Dette kan gjøres på flere måter.
Starte med whipstock
Den mest brukte metoden for å lage vindu er å plassere en ledekile (whipstock) i brønnen og frese ut (bore) et sidehull gjennom casingen for hovedløpet. Med whipstocken får det nye løpet en god start med guide til riktig retning og riktig vinkel ut fra hovedløpet.
Whipstocken kjøres ned og landes i sealboreprofilen i hovedløpet. Når whipstocken er orientert riktig vei, starter utfresingen av åpningen ut av foringsrøret.
Whipstock kan også settes med anker i foringsrøret eller i et åpent hull. Deretter orienteres kilen slik at den nye brønnen peker i riktig retning. Når orientering er utført, frigjøres borestrengen fra whipstocken og utfresingen begynner.
Starte med section milling
En annen metode er å frese ut et område i foringsrøret og sementlaget utenfor foringsrøret (section milling). Da fjernes hele casingen i dette området. Når ca. 10–20 meter av casingen er frest ut, må det settes en sementplugg i det åpne vinduet. Sementpluggen blir basen for å kunne bore ut i ny formasjon (kick-off).
Ulempen med section milling er at det medfører store mengder jernspon som sirkuleres til overflaten. Det brukes store magneter i slamboksen foran shale shakeren, men det er vanskelig å håndtere disse mengdene med stålspon. Det gjør at denne metoden er sjelden i bruk.
På Troll brukes aluminiumsvindu som lett kan freses ut. Det er serviceselskapene, for eksempel Halliburton, Baker og Schlumberger, som leverer disse vinduseksjonene som monteres som en del av casingen.
Start fra åpent hull i hovedløpet
Dersom hovedløpet er komplettert som åpent hull, kan man plassere en sementplugg og ta et sidesteg fra denne. Hvis brønnen eller lateralen er horisontal, kan det være vanskelig å plassere en sementplugg, og da anbefales ledekile. Når vinduet er laget, kan den laterale seksjonen bores som en vanlig brønn.
Opprensking i ny brønn
Utfordringen med horisontale brønner er at de har stort areal mot reservoaret i lange brønnbaner. Det bidrar til at man har større ubeskyttet areal og lengre eksponeringstid til borevæskene. Derfor kan skadene av borevæsker bli større og vanskeligere å bli kvitt. Dette kan ha en stor innflytelse på produktiviteten til brønnen.
En metode for å renske opp brønnen er å åpne hovedventilen på ventiltreet raskt, slik at man får en høy strømningshastighet i brønnen. Strømningshastigheten vil få filterkaken til å løsne fra hullveggen. Metoden er nok den som er lettest å gjennomføre, men det kan gi dårlig resultat hvis reservoarbetingelsene langs brønnen er veldig forskjellige.
Sidestegsboring
Mange brønner på norsk sokkel sidestegsbores i løpet av levetiden. Dette er behov som oppstår hvis man etter en tid oppdager at den eksisterende brønnen ikke drenerer så mye som man hadde håpet, eller at produksjonsraten daler.
Sidestegsboring (sidetrack) kan gjøres enten ved at man plugger den opprinnelige brønnen, eller man kan fortsette produksjon fra denne sammen med sidestegsbrønnen.
En brønn med sidesteg er veldig likt en multilateral brønn. Forskjellen er at lateralen ikke blir boret og komplettert samtidig med resten av brønnen.
Det finnes to måter å bore lateralen på. Man bruker enten en standard borestreng eller metoden som kalles Through Tubing Rotary Drilling (TTRD).
Standard Sidetrack
Når man benytter standard boreutstyr, må man først sikre brønnen med midlertidige barrierer som settes dypt i brønnen, så nær reservoaret som mulig. Deretter trekkes det eksisterende produksjonsrøret, før det freses et vindu som i en ML-brønn og det bores til det nye reservoarmålet. Til slutt kompletteres lateralen, og brønnen tilbakeføres med produksjonsrør og permanente barrierer. Hvis man fortsatt ønsker å produsere fra originalbrønnen, trekkes de midlertidige barrierene.
Through Tubing Rotary Drilling
TTRD-boring blir som oftest utført med kveilerør (Coiled Tubing) og skjer gjennom det eksisterende produksjonsrøret. Vinduet må lages under produksjonspakningen på grunn av barrierekravene. Det må være god sement utenfor liner eller fôringsrøret der vinduet lages. Når vinduet er frest ut, kan man bore den nye lateralen. Med kveilerør er det begrenset hvor langt man kan bore. Tommelfingerregelen sier ca. 500 meter, litt mer hvis forholdene er gunstige.
TTRD-boring er ikke veldig utprøvd på norsk sokkel, men man har gjort det på Gullfaks, Åsgard og Norne.