Trykk og volum i brønnen

En brønn bores gjennom mange lag med ulike bergarter. Noen bergarter er tette og kan fungere som takbergart, mens andre er porøse og kan fungere som reservoarbergart. Porøse bergarter har hulrom, porer, der gass, olje eller vann (fellesbetegnelse: fluid) kan ligge. Fluidet er under trykk på grunn av massen (vekten) av lagene over, og dette trykket kalles poretrykket.

Poretrykkets størrelse påvirkes av dybden til formasjonen og dermed vekten av bergarter over, densiteten til fluidet i formasjonen og hvor fluidet kommer fra (kilden).

Det er to kilder for fluid, den ene er vann som er fanget sammen med sedimenter i prosessen med bergartsdannelse. Vannet kan være ferskvann eller saltvann. Den andre kilden til porefluid er marine organismer som døde og falt til bunns i havet og ble overdekket av andre sedimenter. Over millioner av år ble organismene omdannet til olje og gass som lakk ut fra kildebergarten og ble fanget i porøse bergarter høyere oppe.

Under boring og brønnservice kan det være fare for at fluidet som ligger i porene, kan strømme inn i brønnen og forårsake et kick. For å unngå et kick må trykket av væsken man bruker i brønnen, være høyere enn poretrykket. Dette kalles hydrostatisk overbalanse.

Hydrostatisk trykk er trykket av en væskesøyle som virker på en flate. Trykket kan måles hvor som helst. I brønnsammenheng snakker vi ofte om bunntrykk eller trykket ved casing-skoen eller på et annet valgt dyp. Trykket øker med dypet, det vil si høyden av væskesøylen. Trykkutviklingen er lineær og oppgis som trykkgradient i bar per meter.

Trykket endres også etter hvilken densitet det er i væsken: jo høyere densitet, desto høyere trykk på et bestemt dyp. Det betyr at man kan endre væsketrykket ved å justere densiteten på borevæsken.

Når vi skal fylle brønnen med væske, må vi vite hvor mye vi trenger. Vi må ha nok væske til hele brønnen pluss noe til sirkulasjonssløyfen på overflaten og litt i tankene. Når vi senker en borestreng ned i brønnen, fortrenger den væske ut. Vi bør da vite hvor mye det er snakk om, slik at vi vet at det ikke kommer mer væske ut av brønnen enn det som fortrenges. Da kan det være snakk om et kick.

Når vi trekker borestrengen ut av brønnen, synker nivået av væske i brønnen. For å unngå en ubalanse mot formasjonstrykket, må brønnen etterfylles med væske.

Når vi skal drepe brønnen, erstatter vi væsken i brønnen med en tyngre væske. Vi ønsker å vite hvor lang tid det tar å pumpe væsken ned gjennom borestrengen og opp gjennom ringrommet.

Vi må beregne volum i brønnen, volum innvendig i borestrengen og volum i ringrommet utenfor borestrengen.