Hensikten med øvre komplettering
En oversikt
I denne artikkelen får du en oversikt over øvre komplettering. Les med om utstyret og installasjonsprosedyrer i de følgende artiklene.
Øvre komplettering er produksjonsstøtte og brønnkontroll
Det meste av kompletteringsutstyret er likt for produksjons- og injeksjonsbrønner, men produksjonsbrønner kan i tillegg ha avansert utstyr som skal bidra til å hjelpe produksjonen av olje.
Øvre komplettering er området i brønnen som er over reservoarsonen. Kompletteringen i denne delen av brønnen omfatter alt utstyr som installeres for å oppnå en sikker og effektiv produksjon. Utstyret skal bidra til å føre strømmen på innsiden av rørene fra reservoaret til overflaten. En annen hovedoppgave er å opprettholde brønnkontroll slik at det ytre miljøet sikres mot uønsket utstrømning fra brønnen.
Øvre komplettering
Hoveddelene i øvre komplettering er produksjonspakning, opp til flere tusen meter produksjonsrør, brønnsikringsventil og produksjonsrørhenger (tubing hanger).
I henhold til norske krav om barrierer (NORSOK D-010) er det et minimumskrav til utstyr som skal installeres i en brønn som er i kontakt med reservoaret. Dette utstyret er listet nedenfra og opp:
produksjonspakning som er godkjent etter NS-EN ISO 14310 standard
produksjonsrør med gasstette gjenger
brønnsikringsventil (DHSV)
ringromsventil (ASV) er et krav når det er installert gassløftventil nedenfor
produksjonsrørhenger
ventiltre med krav til ventiler for produksjon, injeksjon og tilgang for brønnservice
Det finnes også mye annet utstyr som kan installeres i øvre komplettering for å sikre langvarig produksjon. For eksempel elektriske pumper (ESP) som kan drive oljen opp gjennom produksjonsrøret. Ventil (sliding sleeve) kan åpne forbindelse mellom produksjonsrøret og ringrommet utenfor. Denne brukes til å pumpe inn væske i produksjonsrøret i forbindelse med brønnvedlikehold. Noen kompletteringer bruker todelt rør med hylse (PBR) som kan deles, for å kunne trekke kompletteringsutstyret opp og ut av brønnen. I tillegg brukes trykk- og temperaturmåler, gassløftventil, kjemikalinjeksjonsventil og fjernopererte ventiler som åpner og stenger forskjellige produksjonssoner (lateral) i brønnen.
Avstanden mellom komponentene tilpasses med ulike lengder av produksjonsrør.
Når alt er skrudd sammen, danner kompletteringen en trykktett lengde med rør der hydrokarbonene strømmer fra reservoaret til overflaten.
Valg av utstyr til brønnen
Når en produksjonsbrønn skal kompletteres, tas det hensyn til både forventet levetid og forventet produksjonsrate. Vi velger også ulike kombinasjoner av utstyr for å finne den som er rimeligst å installere og vedlikeholde.
Utstyret skal passe til trykk- og temperaturforholdene i brønnen og til hvilke væsker som skal produseres (olje, gass, kondensat) eller injiseres (gass, vann, kjemikaler).
Det finnes mange utstyrsleverandører som tilbyr ulike tekniske løsninger. For hver brønn blir det satt sammen kompletteringsutstyr som best mulig tar hensyn til forholdene i brønnen. Det er vanlig å kombinere utstyr fra ulike leverandører.
Klargjøring av utstyret
Alle deler måles og dokumenteres i lister som følger utstyret offshore. Kompletteringsutstyr skrus sammen i lengder (assemblies) hos leverandøren på land. Et assembly kan være fra 2 til 15 meter langt. Assembliet testes og godkjennes i henhold til NORSOK-standarder før det pakkes for å sendes offshore.
Når utstyret er kommet på riggen, testes det igjen både før, under og etter at utstyret er satt på plass i brønnen. Det blir testet om utstyret virker, at det tåler trykket i brønnen, og at det er satt inn på riktig sted i den sammenskrudde lengden.
Kopling mellom øvre og nedre komplettering
Utstyret til øvre komplettering kjøres inn og monteres i brønnen etter at nedre komplettering er montert.
Øvre komplettering kan koples sammen med nedre komplettering, slik at brønnstrømmen (olje og gass) kan strømme til overflaten gjennom et sammenhengende produksjonsløp. Da kalles kompletteringen monobore.
Det er flere metoder for sammenkopling. Øvre komplettering kan for eksempel koples til nedre komplettering ved hjelp av pakningssystem (Polished Bore Receptacle, PBR) eller ved å ankre fast i nedre komplettering. Da går brønnstrømmen direkte fra nedre komplettering inn i øvre komplettering.
Øvre komplettering kan også avsluttes et stykke over nedre komplettering. Da går brønnstrømmen gjennom produksjonsfôringsrøret (production casing) et stykke før den går inn i produksjonsrøret (production tubing). En slik løsning kalles bottleneck.
Denne løsningen velges dersom det er veldig lang avstand mellom nedre komplettering og settedypet for produksjonspakningen. Da kan det bli veldig kostbart å bruke produksjonsrør mellom øvre og nedre komplettering. I stedet fungerer casingen mellom de to kompletteringene som produksjonsrør.
En bottleneck-løsning gir stor variasjon i indre diameter i brønnen, noe som påvirker strømningsraten i brønnen. Den kan også medføre problemer for kabelverktøy i forbindelse med brønnintervensjon. Disse utfordringene må vurderes nøye for å sjekke om det likevel kan lønne seg å lage en monobore-løsning i brønnen.
Ringrommet utenfor produksjonsløpet
Når øvre komplettering er installert i brønnen, dannes det et ringrom (annulus) mellom produksjonsrøret (tubing) og produksjonsfôringsrøret (casing) fra produksjonspakningen til produksjonsrørhengeren.
Ringrommet har flere funksjoner:
Dersom brønnen skal vedlikeholdes eller deler av kompletteringen skal skiftes ut, kan brønnen drepes ved å sirkulere inn tung drepevæske i produksjonsrøret via ringrommet gjennom en sirkulasjonsport (sliding sleeve) nederst i produksjonsrøret.
Når det er nødvendig med gassløft, injiseres gass ned i ringrommet og inn gjennom ventiler (gaslift valves, GLV) som er plassert i spesialtilpassede sidelommer.
Dersom det benyttes gassløft, utstyres ringrommet med en sikkerhetsventil (annular safety valve, ASV) som hindrer at gassen i ringrommet kan strømme opp til riggen i en uønsket situasjon.
Ringrommet mellom produksjonsrør og fôringsrør kalles A-ringrommet. Det er også ringrom på utsiden av A-ringrommet, og disse er navngitt B og C etter avstanden fra produksjonsrøret. På plattformbrønner overvåkes trykket i alle ringrommene, men i havbunnsbrønner overvåkes normalt bare A-ringrommet.
I ringrommet plasseres en pakningsvæske (packerfluid) som er tilpasset trykkforholdene i brønnen. Væsken skal kompensere mot trykket som er på undersiden av produksjonspakningen. Trykket blir overvåket via trykkmålere i ventiltreet. Dersom trykket i ringrommet endres, kan det bety at det har oppstått lekkasje i kompletteringen eller i fôringsrørene. Da må produksjonen stanses og problemet undersøkes. Dersom det er lekkasje på utsiden av produksjonsrøret, må det fikses før produksjonen kan gjenopptas.
Installasjon og test av utstyret
Prosedyrene for å installere og teste øvre komplettering beskriver i hvilken rekkefølge det hele skal gjøres. Pakninger som settes i brønnen, skal holde tett mot lekkasje, og de må derfor testes etter installasjon. Det samme gjelder for produksjonsrøret og sikringsventilene som installeres. Sammen fungerer disse som den første barrieren i brønnen mot uønsket utstrømning til det ytre miljøet.
Ventiltreet
Ventiltreet som er utformet som horisontalt eller vertikalt ventilsystem, og monteres på toppen av brønnen. Det kan stå på havbunnen (vått) eller på en installasjon på overflaten (tørt). Ventiltreet er den siste barrieren i brønnen mot utstrømning til det ytre miljøet.