Montering av casing og tubing i havbunnsbrønnen

Havbunnsinstallasjonen

Hovedforskjellen mellom overflatekompletterte brønner og havbunnskompletterte brønner er at ventiltreet plasseres på havbunnen, og produsert gass eller væske går fra brønnene til en havbunnsmontert manifold.

Ventiltreet som brukes, er tilpasset et vått miljø og trykket fra sjøvann på utsiden. Ventiltreet er også utstyrt med flere ventiler enn et tørt tre. Ventilene styres med hydraulisk trykk og kan bruke lydsignal (acoustic) dersom hydraulikken svikter (contingency).

Komplettering med bunnramme på havbunnen

Når det skal bores brønner som skal knyttes til en templateløsning, settes bunnrammen på havbunnen først. Det vanligste er at bunnrammen har plass til fire brønner, men det finnes rammer med plass til 10 brønner.

Bunnrammen kan forankres til havbunnen ved hjelp av påler som sementeres ned i havbunnen, eller ved hjelp av sugeanker dersom det er et tykt sedimentlag på havbunnen.

Hver brønn har en Permanent Guide Base (PGB) i bunnrammen. En PGB har stolper som stikker opp i hvert hjørne (guide post). Fra riggen føres en guide-vaier ned og festes i guidepostene i hvert hjørne. Utstyr som skal føres fra riggen ned til rammen, ledes til riktig plass ved hjelp av guide-vaieren.

I animasjonen Installation of sub sea template Animation (lengde 1:13) på YouTube ser du hvordan en template landes på havbunnen. Deretter åpnes beskyttelseslukene og vis er manifolden i midten og at det er plass for fire ventiltrær i denne rammen.

Dersom området skal bygges ut med klyngeløsning, trenger vi ikke bunnramme. Da settes en TGB (Temporary Guide Base) på havbunnen. TGB brukes for BOP under boring, og som base for Permanent Guide Base (PGB) i kompletteringsfasen.

Boring og installasjon av conductor

I senter av guidebase er det en åpning mot havbunnen. Der bores den første seksjonen med et 42 tommers drillbit. Deretter settes røret som heter conductor. Det er 36 tommer og skal støtte omgivelsene rundt brønnåpningen, den skal ikke holde høye trykk. Dersom det er en myk havbunn med sedimenter i stedet for steingrunn, kan conductoren hamres eller spyles (jet flush) ned i havbunnen uten at det bores. Det er også mulig å starte med et 36 tommers hull og en 30 tommers conductor.

På toppen av conductoren er brønnhodehuset som brønnhodet skal forankres i.

CAN-ductor - nyere teknologi

En nyere metode som erstatter conductoren er en CAN-ductor. Dette er en stor sylinder som settes for å sikre området der det skal bores. CAN-duktoren installeres fra et skip før boreriggen ankommer. Vi kan sette flere CAN-ductorer på feltet slik at det er klart før boreriggen ankommer feltet. Når vi bruker CAN-ductoren trenger vi ikke å bore 42” hull, kjøre og sementere den konvensjonelle conductoren fra riggen.

Se informasjonsfilmen om CAN-ductor (lengde 2:09) på YouTube.

CAN-ductoren er 6 meter i diameter og kan være mellom 7,5 og 22,5 meter lang. Den har en topp-plate med åpning for borekronen som brukes til de neste hulldimensjonene. I topp-platen er det også hull for guideposter til BOP og ventiltre som settes oppå brønnen.

Installasjonen av CAN-ductoren er enkel. Den senkes ned på havbunnen og synker et stykke ned i havbunnen på grunn av sin egen vekt. Deretter bruker vi en ROV til å tømme innsiden for sjøvann slik at conductoren suges enda lengre ned i morenemassen på havbunnen. Fordi CAN-ductoren ikke blir sementer, kan den enkelt trekkes når brønnen skal fjernes. Den passer derfor også perfekt til letebrønner som skal fjernes etter boring.

Les mer og se animasjoner om CAN-ductoren på bedriftens hjemmesider.

Installasjon av 20” surface casing med brønnhode

Når det første hullet er boret, kjører vi surface casing. På toppen av surface casing er brønnhodet. Brønnhodet er vanligvis 18 ¾ tommer og designet for trykk opp til 15 000 psi. Utvendig på brønnhodet er det en låseprofil som brukes for ventiltre og BOP. Dette er en standard H4 koblingsprofil som brukes på de fleste brønnhoder. Den er laget slik at utstyr som skal lande på brønnhodet, kan bruke samme type låseklemme og dimensjon.

Brønnhodekoblingen (wellhead connector) som er i bunnen av BOP og ventiltre, opereres hydraulisk med ca. 690 bar/10 000 psi og låses til profilen på brønnhodet.
H4-profilen brukes også på toppen av ventiltre og på toppen av BOP, slik at samme type kobling (connector) passer i ulike operasjoner.

Når surface casing med brønnhode er installert, kan BOP settes på brønnhodet for brønnkontroll. Fra denne fasen i brønnboringen sirkuleres borevæske gjennom brønnen til overflatesystemene.

Montering av casing hanger i brønnhodet

Det neste rørene som installeres i brønnen, er fôringsrør (casing). På toppen av hver casing er det en casing hanger (fôringsrørhenger). Den brukes til å lande og feste casingen i brønnhodeprofilen. Den største casinghangeren installeres først. Den landes på en landeskulder innvendig i brønnhodet, de andre casinghangerne landes oppå den foregående.

For å isolere ringrommene mellom brønnhodet og fôringsrør og mellom fôringsrørene brukes en metallpakning som installeres mellom casing hanger og brønnhodet. Det brukes en metallpakning for hver hanger.

Installasjon av produksjonsrøret i brønnhodet

Produksjonsrøret (production tubing), som går fra reservoaret til toppen av brønnen, henges av enten i brønnhodet eller i ventiltreet. Forskjellen ligger i om det skal monteres et vertikalt ventiltre eller et horisontalt ventiltre på brønnen.

Dersom brønnen skal ha vertikalt ventiltre (VXT), installeres produksjonsrøret (tubing) med tubing hanger (TH) øverst i brønnhodet før ventiltreet installeres.

Tubing hanger i brønnhodet

Produksjonsrøret henges av med tubing hanger øverst i brønnen innvendig i brønnhodet. I tubinghangeren er koblingspunktet mellom kontrollrommet på overflaten og instrumenteringen nede i brønnen. Produksjonsrøret består av rør, sikkerhetsventil (DHSV og ASV) og annet utstyr som skal ha kommunikasjon gjennom kontrollinjer til overflaten. Sammenskruing av produksjonsrøret med production packer, DHSV og tubing hanger er en tidkrevende og komplisert oppgave. Særlig montering og testing av kontrollinjene som skal ligge på utsiden av produksjonsrøret, er en kritisk fase.

Når alt er skrudd sammen og testet, kjøres det inn i brønnen gjennom BOP. Kjørestrengen er et borerør med et landeverktøy for tubing hanger. Landeverktøyet består av orienteringprofil og setteverktøy (tubing hanger rotation orientation tool, THROT). Tubing hangeren landes innvendig i brønnhodet over den siste casinghangeren som ble kjørt i brønnen. Tubinghangeren er begrenset til innvendig diameter på 5 tommer (12,7 cm), og høyden i brønnhodet er mindre enn 1 meter.

På undersiden av tubinghangeren er det flere koblingspunkt for kontrollinjene som kommer på utsiden av produksjonsrøret. Gjennom godset i tubinghangeren går det vertikale kanaler som brukes til å føre signalene forbi TH til koblingspunktet i ventiltreet. Ved installasjon må tubinghangeren orienteres slik at koblingspunktene stemmer overens med inngangene til ventiltreet når det skal monteres.

Orienteringen skjer når TH senkes ned i brønnhodet gjennom BOP, ved hjelp av en kile (alignment key) på utsiden av landestrengen som passer i et spiralformet spor (helix) i BOP. Når tubinghangeren senkes ned i ventiltreet, må den roteres til riktig posisjon.

I animasjonen Subsea Vertical Tree System (lengde 7:24) på YouTube ser du hvordan vi kjører, orienterer, lander og tester tubing hangeren i brønnhodet.

Montering av tubing hanger i horisontalt ventiltre

Dersom brønnen skal kompletteres med horisontalt ventiltre (HXT), skal tubing hangeren monteres innvendig i treet. Ventiltreet monteres først på brønnhodet, og deretter kjøres og landes BOP oppå ventiltreet.

Produksjonsrøret med DHSV, packer og annet utstyr, og tubing hanger kjøres på borestreng og landes innvendig i treet. Denne TH-en har en indre diameter på 7 tommer (17,78 cm) og er over 2 meter lang. I det horisontale ventiltreet går utløpet for produksjonen ut i siden til hovedventilene. I tubinghangeren er det et tilsvarende hull i siden som må plasseres rett ovenfor utgangen i ventitreet.

I animasjonen 09 Running of Tubing Hanger oil and gas (lengde 3:40) på YouTube ser du hvordan vi klargjør for, og monterer tubing hangeren i et horsiontalt ventiltre.

Orienteringen skjer når TH senkes ned i ventiltreet, ved hjelp av en kile på utsiden av hangeren som passer til et spiralformet spor i ventiltreet. Når tubinghangeren senkes ned i ventiltreet, roteres den til riktig posisjon innvendig i treet.

Til slutt kobles alle kontrollinjepunktene sammen slik at det dannes kommunikasjon mellom utstyret i brønnen og kontrollrommet på overflaten.