Fagstoff

Kompletteringsvæske

Publisert: 23.06.2015, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Sentralt i emnet:

  • Væsken i brønnen fungerer som trykkbarriere i brønnen før produksjonsstart.
  • Kompletterings-væsker brukes i reservoarsonen i brønnen og på utsiden av produksjonsrøret (som packerfluid).
  • Over kompletterings-væsken plasseres ren, filtrert brine.

Overgang mellom slam og kompletteringsvæske i rør. Illustrasjon.

  

Kompletteringsvæsken erstatter boreslam i brønnen etter at borefasen er avsluttet, for å opprettholde den hydrostatiske trykkbalansen i brønnen. Væsken sirkuleres inn i brønnen før kompletteringsutstyret kjøres inn og monteres.

Kompletteringsvæske

Kompletteringsvæske består vanligvis av vann og salt, men det kan brukes oljebasert kompletteringsvæske dersom brønnforholdene krever det.

Væsken erstatter borevæsken i brønnen etter borefasen og opprettholder trykkbalansen inntil brønnen skal settes i produksjon. Kompletteringsvæsken sirkuleres inn i brønnen når borefasen er avsluttet og brønnvaskeprogrammet er gjennomført.

Bruksområder

Kompletteringsvæsken plasseres i nederste del av brønnen, i det som er reservoarsonen, og et stykke opp i nederste casing/tubing. Væsken brukes til å holde stabilt hydrostatisk trykk mot formasjonstrykket. Væsken skal være slik sammensatt at den bidrar til et stabilt og korrosjonshindrende miljø mot kompletteringsutstyrets utside i brønnen (A-annulus). Egenskapene til væsken justeres med tilsetningsstoffer.
Over kompletteringsvæsken er brønnen fylt med ren, filtrert væske (brine) med salt som vektmateriale.

En kompletteringsvæske skal være filtrert og stabil slik at den bevarer sine egenskaper, over svært lang tid. Det betyr blant annet at saltet i væsken skal holdes oppløst og ikke falle ut som krystaller. Stabiliteten er særdeles viktig for packerfluid som står stille i lukket miljø i årevis.

Væsken skal være tilpasset formasjonen i reservoarsonen både for trykkbalanse (egenvekt) og kjemiske egenskaper, slik at formasjonen ikke plugges eller får redusert permeabilitet.

De vanligste væskene er vannbaserte med oppløst salt (brine) av ulike slag. Saltløsningene brukes både i kompletterings- og vedlikeholdsfasen i brønnen.
Oljebaserte kompletteringsvæsker kan brukes dersom formasjonen har svelleire-problematikk eller hvis overgangen fra oljebasert slam til vannbasert kompletteringsvæske ikke er mulig uten å skade reservoaret eller framtidig produktivitet.

Vaskeprogram (Clean out pill)

Før vi skifter til kompletteringsvæske i brønnen, må vi gjennomføre en vaskefase for å fjerne mest mulig av boreslammet og filterkaken fra formasjonen og casingen oppover i brønnen. Vi bruker væskeløsninger med såper som fjerner mest mulig av boreslammet fra brønnveggen. Væskene pumpes som "tog av piller", det betyr at det er små volum væsker (pill) med ulike egenskaper som pumpes etter hverandre.

BHA vaskestreng   

Ved å sirkulere med høy rate og bevege arbeidsstrengen opp og ned løsner det meste av boreslammet slik at vi får en ren overflate i brønnen. Dette er viktig både i reservoarsonen for å sikre en god produksjon, og i casingområdet der pakningene skal settes for å sikre tetting mellom packer og casing.

 

Når vaskingen er fullført, erstattes all væske i brønnen med filtrert brine, med kompletteringsvæske nederst. Utskiftingen skjer ved å sirkulere inn ren væske gjennom arbeidsstrengen i brønnen.

Både vaskevæsken og kompletteringsvæsken skal være veid opp slik at de holder trykkbalanse mot formasjonstrykket i alle fasene av brønnoperasjonen.

Plan for væskevalg i en brønn. Illustrasjon.Væskeplan for brønnens ulike faser 

Kompletteringsvæske i reservoarsonen

Væsken som brukes i brønnen må opprettholde den hydrostatiske trykkbalansen mot formasjonstrykket. Det betyr at dersom formasjonstrykket som virker inn mot brønnen er 300 bar, må det hydrostatiske trykket av søylen av kompletteringsvæske tilsvare mer enn 300 bar. Væsken som blir plassert i brønnen skal være kompatibel med formasjonens egenskaper slik at vi unngår å skade brønnens produksjons-evne. Det er vanlig å plassere spesialtilpasset væske i reservoarsonen, med vanlig brine i resten av brønnen for å spare kostnader. Når borefasen avsluttes, skiftes borevæsken ut og erstattes med kompletteringsvæske før kompletteringsutstyret kjøres. Væsken som brukes kan omtales som brine, kompletteringsvæske eller perforeringsvæske. På engelsk brukes fellesbetegnelsen completion fluid.

Væskens funksjon som Packer Fluid

Produksjonspakningen skrus sammen med produksjonsrør for å danne et tett produksjonsløp til overflaten.

Når produksjonspakningen settes (ankrer og tetter) i casingen, dannes et lukket volum på utsiden over pakningen mellom produksjonsrøret og casingen (isolert ringrom = A-annulus). Væsken som brukes i ringrommet skal balansere trykket som pakningen blir utsatt for på undersiden, fra reservoaret. Vi kaller denne væsken packer fluid.
Væsken kan sirkuleres inn gjennom kompletteringsutstyret når brønnen er ferdig komplettert og erstatte kompletteringsvæsken som ble brukt i kompletteringsfasen. Dersom kompletteringsutstyret ikke er utformet til å sirkulere inn packerfluid i ettertid, må væsken plasseres i dette området før packeren settes.

Væsken skal også være korrosjonshindrende for materialene den er i kontakt med. En typisk kompletteringsvæske i dette området er en salt vannløsning med oksygenfjerner, bakteriedreper og pH-regulerende tilsetninger.

Pakningsvæskens oppgaver

Hovedoppgaven til pakningsvæsken er å balansere trykket over pakningselementet mot trykket som pakningselementet utsettes for fra undersiden (reservoartrykket). Sekundæroppgaven til pakningsvæsken er å balansere trykket på utsiden av produksjonsrøret mot trykket som er på innsiden i produksjonsrøret.

Trykkbalansen oppnås ved å velge riktig densitet (egenvekt) på pakningsvæsken. For å oppnå riktig densitet velger vi riktig type og mengde salt. Det er den planlagte høyden på pakningsvæsken i ringrommet over pakningen og dypet pakningen er plassert på, som avgjør hvilken densitet som må til. Dersom det skal brukes gassløft i kompletteringen, vil høyden på pakningsvæsken begrenses av plasseringen av sidelommen der gassen slippes inn i produksjonen. All pakningsvæske over dette punktet forsvinner når gassløftfasen starter, da fylles ringrommet ned til sidelommen med gassen som skal injiseres.

Den tredje og like viktige oppgaven pakningsvæsken har, er å forhindre korrosjon på produksjonsrørets utside og fóringsrørets innside. Når densiteten er riktig, tilsettes pH-regulerende midler. Ofte er saltløsningen relativt pH-nøytral og da må vi tilsette en basisk komponent for å øke pH-verdien. Det kan brukes kaustisk soda, kalkvann, brent kalk (lime) eller andre basiske stoff. Vi ønsker en basisk kompletteringsvæske fordi den reduserer korrosjonsskade (syre-etsing) på metallet. pH-verdien på en pakningsvæske kan gjerne ligge på 8-10.

pH skala. Illustrasjon.pH skala    

Pakningsvæsken skaper også en god isoleringseffekt mot produksjonsrøret og gjør at den produserte væsken på innsiden ikke kjøles for raskt ned på vei ut av brønnen. En rask nedkjøling kan forårsake utfelling av asfaltener, voks og scale som skader og tetter produksjonsløpet.

Se en gruspakkeoperasjon her

Gravel Packing  

Væskens funksjon som Gravel Pack slurry

Dersom brønnen skal kompletteres med gruspakking, må væsken som skal brukes for å frakte grusen ned i brønnen også være tilpasset til formasjonens egenskaper og veid opp slik at den opprettholder trykkbalansen i brønnen. Det er vanlig å kalle blandingen av væske og spesialgrus slurry. Ettersom gruspakkingen skjer på utsiden av filtre i brønnen (screen), er det særdeles viktig at væsken passer til å strømme gjennom filteret uten å tette dette. Det er også viktig at væsken som frakter grusen ikke reagerer med filterkaken fra borefasen og danner plugg i filteret eller formasjonen.

Grusplassering i brønn. Illustrasjon.Plassering av grus i brønnen  

Væsken som skal frakte grusen kan være vanlig Newtonian væskefase (som vann) eller med økt viskositet ved hjelp av HEC. Dersom man bruker HEC, kalles det en gel-pack, og væskens pH verdi må senkes til 5-6 for å holde viskositeten i væsken under operasjonen.

Brønnservicevæske

Det er vanlig at det oppstår et behov for brønnintervensjon etter en tid med produksjon av olje eller gass. Årsaken kan være slitasje på utstyr i brønnen eller avsetninger (scale, voks eller asfaltener) i produksjonsrørene. For at vi skal opprettholde lovens krav til barrierer, kan det i noen tilfeller være nødvendig å drepe brønnen og plassere brine i brønnen der det var olje/gass.

Væsken som brukes er i hovedsak basert på samme salt som ble brukt til kompletteringsvæsken. Den skal ikke skade formasjonen og den skal opprettholde trykkbalanse mot reservoartrykket. Ettersom en brønnintervensjon er kortvarig, trenger ikke væsken å ha egenskaper som holder seg i årevis. I noen tilfeller trenger ikke væsken være like tung som tidligere, ettersom reservoartrykket faller på grunn av produksjonen av olje/gass.

Oppgaver
Relatert innhold

Faglig

Generelt