Boreproblemer relatert til brønnen

Sentralt i emnet:

• Trykkforskjell kan forårsake både loss og kick.
• Hullproblemer skapes ofte av formasjonen eller borestrengen.
• Hullrensing er et av de viktigste tiltakene som kan bidra til problemfri borefase.

Noen problemer er relatert til brønnen, som innstrømning av formasjonsvæske (kick) eller tapt sirkulasjon (lost circulation). Andre problemer er relatert til borestrengen, som fastkjøring av borestrengen (stuck pipe) på grunn av formasjonen, trykkforskjeller eller manglende renserutiner. Uansett er det viktig å være klar over farene for å kunne unngå problemer.

Kick

Uten brønnkontroll og et stabilt borehull kan det oppstå en rekke brønnproblemer og farlige situasjoner. I NORSOK standard D-010 står det at det skal være to uavhengige barrierer under boring; borevæske og Blow Out Preventer (BOP). Primærbarrieren er borevæsken som er veid opp med vektmateriale for å ha høyere hydrostatisk trykk enn formasjonstrykket. Det hydrostatiske trykket hindrer formasjonsvæskene fra å strømme inn i brønnen. Densiteten på borevæskene som brukes i en brønn kan variere fra 1,03 sg som er densiteten for sjøvann, til mer enn to ganger så mye.

Borevæsken skal alltid balansere (motvirke) trykket i formasjonen. Dersom man borer inn i en ukjent høytrykkssone, kan en kick-situasjon inntreffe. Da har vi tapt første barriere og må stenge brønnen ved hjelp av BOP, som er den sekundære barrieren under boring. Deretter må brønnen drepes ved hjelp av en drepemetode før boringen kan gjenopptas.

Lost circulation

Dersom borevæsken blir for tung og skaper et hydrostatisk trykk i brønnen som er større enn det formasjonen tåler, kan det oppstå oppsprekking av formasjonen, såkalt frakturering. Når formasjonen sprekker opp, er det stor fare for at borevæsken lekker inn i formasjonen, noe som kalles tap av sirkulasjon (lost circulation). På overflaten får man signaler om at det kommer mindre slam i retur enn man pumper inn i brønnen.

Lost circulation er kostbart fordi man taper effektiv boretid (har nedetid) og man taper borevæsken. Lost circulation kan også medføre tap av brønnkontroll. Det kan oppstå et kick som følge av at høyden på borevæsken i ringrommet (annulus) minker og en mister brønnbalansen. Det er derfor viktig å få tettet tapssonen der borevæsken lekker ut av brønnen.

Det er vanlig å pumpe såkalt tapt sirkulasjonsmateriale – LCM (lost circulation material) – til tapssonen. Dette er en væskepille som inneholder partikler som har gode, tettende egenskaper. Partiklene er av varierende størrelse og består av ulike materialer. Når pillen kommer ned til tapssonen, skal den få virke der en stund til partiklene tetter sprekkene, slik at man gjenvinner brønnkontroll og kan fortsette å bore.

Dypt vann

Enkelte boreproblemer kan komme av at det er dypt vann. Dypt vann er vanligvis definert til å være havdybder som er mer enn 450 meter. Havdypet bidrar til et ekstra høyt hydrostatisk trykk i formasjonene og dermed blir formasjonens poretrykk høyt.

Et høyt poretrykk kan nærme seg det trykket som formasjonen maksimalt tåler før den sprekker, det såkalte fraktureringstrykket. Det vil si at det kan bli en svært lav margin mellom pore- og fraktureringstrykket til formasjonen, og man kan risikere at man ikke klarer å bore gjennom enkelte formasjonslag uten å få inn et kick eller å gå på tap av borevæske. For å håndtere en slik situasjon, kan man bruke flere korte casingseksjoner slik at vanskelige soner blir isolert vekk underveis i boringen.

Det er også mulig å bruke alternative boremetoder, som Managed Pressure Drilling, Riserless Mud Recovery eller Dual Gradient Drilling.

Et poretrykksdiagram viser hvordan trykket øker med dypet av formasjonen. Trykkøkningen går vanligvis relativt parallelt med fraktureringsgrensen i formasjonen, men kan ha avvik på grunn av kappebergarter og innestengt trykk (reservoar).

Dersom brønnen bores i dypt vann kommer vanntrykket i tillegg, og marginen (avstanden) mellom fraktureringsgrensen og formasjonstrykket kan bli svært liten. Det betyr at man må passe på at overbalansetrykket i brønnen ikke overskrider formasjonens fraktureringsgrense.