Boring av produksjonsbrønnen

Forarbeid til boreaktiviteten

Boreprogrammet er klart, og vi vet hva som skal bores, hvor vi skal bore, og hvordan vi skal bore brønnen. I boreprogrammet beskrives dimensjonene og kombinasjonen av utstyr som skal brukes i BHA i hver seksjon.

Borestrengen bygges ved hjelp av mye spesialutstyr som leveres fra flere ulike selskap. Særlig de siste delene av brønnen bores med mange kompliserte komponenter i BHA. Denne jobben krever gode samarbeidsevner av de involverte partene for at operasjonen skal bli en suksess.

Status og innspill må diskuteres underveis i boringen, og det kan oppstå endringer på bakgrunn av disse innspillene. Da må det utstedes et korrigert delprogram for brønnen, der alle endringer er vurdert opp mot brønnsikkerhet.

Før jobben starter, sender leverandørene boreutstyr (BHA) og casing ut til riggen som skal gjøre jobben. Utstyret legges ut på rørdekk der det sjekkes før det hentes inn til boredekk. Sjekken som utføres, er måling av indre og ytre diameter, og om bevegelige deler virker. Denne sjekken utføres både på boreutstyret og på casingdelene.

Inndeling i seksjoner

Når brønnen skal bores, starter vi med den største dimensjonen hull og casing. Deretter må vi bore med mindre boreutstyr og lage et mindre hull. Inni dette hullet setter vi en mindre casing som støtter det nye hullet. Slik bygger vi brønnen ned til reservoaret.

Vi bruker et utvalg av dimensjoner av hull og casing som passer til hverandre. Valget påvirkes av lengden på brønnen, trykk og temperaturforhold og formasjonenes egenskaper. De fleste produksjonsbrønnene bores i ukompliserte formasjoner, der det ikke er fare for grunn gass. Da brukes en standard løsning med et lite utvalg av casing–dimensjoner for hver seksjon.

I reservoaret ligger brønnbanen bortover (horisontalt) slik at den dekker større deler av reservoaret. For å treffe reservoaret best mulig bores det med vinkelbygging allerede fra tredje seksjon, intermediate casing.

Et reservoar dekkes av flere brønner som kommer fra et sentralt punkt på havbunnen. I dypet brer brønnene seg utover som en vifte for å dekke størst mulig område i reservoaret. I reservoaret skal det være plass til flere brønner som ikke skal ha kontakt med hverandre. Det gjør planleggingen av brønnbanene meget viktig.

Brønnbygging fra havbunnen til reservoarseksjonen

Åpningshullet

Det første som bores, er åpningshullet. Dette hullet skal brukes som base for brønnen. Det vil si at her skal vi bygge en stødig ring som holder brønnen godt forankret til havbunnen, og som kan bære vekten av alt utstyret som skal plasseres i brønnen og oppå brønnen.

Hullet bores ut med en relativt liten borekrone på 17 ½ tommer og en hullåpner bak borekronen som har en dimensjon på 36 tommer. Vi pumper sjøvann ned gjennom borestrengen for å spyle ut massen som bores løs fra hullet.

I åpningshullet settes conductor casing (ledefôring), som er 30 tommer i diameter. Conductor casingen er basen og rammen for brønnen.

Lengden på den første seksjonen er avhengig av dybden på det øverste formasjonslaget som på norsk sokkel er et morenelag med relativt løs masse. Vanligvis er den rundt 50–150 meter lang. Når conductoren er installert i hullet, sementeres det på utsiden mellom hullet og casingen, slik at det kommer sement helt opp til havbunnen.

Surface casing (forankringsrør)

Det neste hullet som bores, er hullet for surface casing og brønnhodet. Brønnhodet fungerer som landingspunkt for BOPen og ankringspunkt for de neste casing-størrelsene.

I denne seksjonen skal vi bore med en borekrone som er 17 ½ tommer. Bak borekronen har vi en hullåpner som kan gjøre hullets indre diameter større. Vanlige dimensjoner er 22, 24 og 26 tommer. Det er også vanlig å ha med slam-motor, som driver rotasjonen på borekronen, stabilisatorer og vektrør i BHA. Også her pumper vi sjøvann gjennom borestrengen for å spyle opp massen vi har boret løs i hullet.

Når hullet er ferdig boret, kjøres surface casing med brønnhode montert i toppen. Surface casing er vanligvis 20 tommer, men dimensjonen kan variere noe. Lengden på seksjonen kan variere fra 300–1 200 meter, alt etter hvor dypt formasjonen stikker. Surface casingen sementeres helt til toppen med stingermetoden.

BOP monteres på brønnen

Når surface casing er satt og sementert i brønnen, fungerer den som base for BOPen. BOPen settes og låses på brønnhodet. Fra BOP går det et stigerør (riser) opp til riggen. På denne måten er brønnen et lukket volum gjennom havdypet.

De neste seksjonene skal bores i retning mot reservoaret. Derfor må det brukes retningsboringsverktøy og loggeverktøy i borestrengen.

Intermediate casing

Den tredje seksjonen som bores, er vanligvis startpunktet for retningsboring som skal lede oss fram til en god plassering av brønnen i reservoaret. Det betyr at vi må ha med retningsboringsutstyr i BHA. I midtdelen av brønnen skal intermediate casing (mellomfôring) settes. Den er vanligvis 13 3/8" eller 10 3/4". Denne seksjonen bores vanligvis til 17 ½ tommer i diameter.

Bak borekronen brukes det vinkelbyggende verktøy, slam-motor og sentralisatorer, som skal hjelpe til med å få brønnen i den retningen som er ønskelig. I denne seksjonen er det vanlig at brønnen får sitt første kick off point (KOP), som er starten på vinkelbygging. I tillegg brukes det posisjonsloggeverktøy (MWD), formasjonsloggeverktøy (LWD) og vektrør i BHA.

På grunn av at vi nå har montert BOP og stigerør på toppen av brønnen, kan vi bruke borevæske til å spyle vekk løs masse fra hullet. Borevæsken pumpes ned gjennom boretrengen og opp gjennom ringrommet, helt opp til slambehandlingssystemet om bord i riggen. Vi bruker borevæske i resten av boringen for denne brønnen.

Intermediate casing henges av innvendig i brønnhodet og sementeres fra bunnen og oppover noen hundre meter på utsiden av casingen. Når sementeringen er ferdig, kjøres en CBL på kabel. Denne logger kvaliteten på sementen og sementhøyden (top of cement – TOC).

Production casing

Production casing plasseres som siste casing før reservoarseksjonen. Denne seksjonen bores med en borekrone på 12 ¼ tommer. Innvendig i dette hullet plasserer vi production casing som vanligvis er mellom 9 5/8 og 10 ¾ tommer. Production casing med centralizer blir sementert noen hundre meter oppover fra bunnen. I denne seksjonen må det tas høyde for hvor produksjonspakningen skal plasseres på kompletteringen. Pakningen skal installeres i et casing-område som er støttet av sement.

Brønnbanen til denne seksjonen er nøye beskrevet i boreprogrammet. Dette er seksjonen som skal gå ned til starten av reservoaret. Derfor må den siste delen av seksjonen peke i riktig retning i forhold til reservoaret. Til å styre brønnen til riktig posisjon i vertikal og horisontal retning brukes retningsboringsverktøy og MWD-verktøy i BHA.

Boring i reservoaret

Reservoarsonen bores vanligvis med en borekrone som har en diameter på 8 ½ tommer, men i noen tilfeller brukes mindre dimensjoner, og noe sjeldnere brukes en større borekrone.

For å hindre skader gjøres boringen i reservoaret med en borevæske som er tilpasset reservoarformasjonen. Væsken som brukes kalles Drill In Fluid (DIF). Væsken skal både rense hullet for borekaks og hindre lekkasje av borevæske inn i reservoaret. Tilsetningsstoffer som øker vekten og viskositeten må ikke reagere med mineralene i reservoarbergarten. Dette er fordi det kan skade reservoarets produktivitet.

For boredekkspersonalet er det viktig å passe på bruken av gjengefett (dope) på borerørene. Det er viktig at alt overskudd av gjengefett fjernes før borestrengen kjøres inn i brønnen. Det er fordi gjengefettet kan plugge reservoaroverflaten, slik at brønnen ikke vil produsere olje. Et godt tiltak for å unngå skade i reservoaret er å spyle godt gjennom borestrengen før boringen av reservoarseksjonen starter.

Brønnbanen gjennom reservoaret

Brønnbaneplasseringen i reservoaret skal oppfylle to hovedmål. Plasseringen skal være slik at

• oljen kan produseres så lenge som mulig før formasjonsvann fyller området
• så mye som mulig av hydrokarbonene dreneres fra reservoaret

Det skal også være plass til flere brønner i ett reservoar.

Det er vanlig å bore horisontalt eller med høy vinkel gjennom reservoaret, og brønnene kan strekke seg flere tusen meter framover. Noen felt er gode kandidater for multilaterale brønner. Da dekkes et betydelig større areal av reservoaret gjennom èn brønn.

For å holde brønnbanen der den er planlagt, brukes retningsboringsverktøy. Disse verktøyene er meget presise. I tillegg brukes MWD-verktøy. Disse sender informasjon om brønnbanen til overflaten. Underveis logges brønnbanen, og retningen justeres slik at brønnbanen blir optimalisert i henhold til reservoaret.

Bruk av underreamer

Hullet gjennom reservoaret kan utvides i diameter etter boring. Det er særlig behov for større hull når brønnen skal kompletteres med screen og gruspakking. Dette gjøres for å gi god plass til grusen på utsiden av screenlineren. Også for komplettering med frittstående screen og expandable screens kan det være ønskelig med en større hulldimensjon. Større overflate i brønnveggen i reservoaret gir større innstrømningsvolum til brønnen.

For å utvide hulldiameteren kjøres det en underreamer i BHA. Den kan være med på borestrengen, men det vanligste er å bore først og underreame etterpå. Underreameren er laget slik at den kan kjøre inn gjennom casingen, som står over reservoarseksjonen, og så åpne seg til større diameter når væsken pumpes gjennom BHA med høy rate. Underreameren utvider hullet til en større diameter og klapper sammen når væskepumpingen reduseres.