Hopp til innhold
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Drillers metode

Et brønnspark (kick) kan oppstå når vi har tapt primærbarrieren. Skal vi gjenopprette balansen i brønnen, må kicket ut av brønnen. Det kan gjøres på ulike måter. Her ser vi på drillers metode.

FooterHeaderIconFooter iconLK20FooterHeaderIconFooter iconLK06

Stopp aktivitetene og steng brønnen

Når det oppstår brønnspark (), må brønnen stenges, slik at brønnsparket ikke kommer opp på riggen. Det betyr at vi må avslutte alle brønnaktiviteter på en sikker måte. Brønnen skal stenges med ventiler i BOP og innvendig i borestrengen med iBOP eller kelly.

Det er vanlig å stenge annularventilen i BOP ettersom den kan stenge rundt rør av alle størrelser, også tool joint-en på borerørene. Dersom ram-ventilen skal brukes, må borestrengen trekkes noe opp og plasseres slik at det ikke er en tool joint i stengeområdet for ram-ventilen.

Overvåking av brønntrykket

Det tar litt tid før trykkene stabiliserer seg. Når innstrømningen stanser, er brønnen stabil, og det går an å lese trykkene på overflata.

Vi må lese av trykket i borestrengen (SIDPP) og trykket i ringrommet (SICP). Trykkene leses av på standpipe-manifolden og på choke-manifolden. De samme avlesningene vises også på borerens panel.

Vi skriver inn verdiene i kill sheet og bruker SIDPP til å beregne hvor høy densitet det skal være på drepevæsken.

Formelen vi bruker, er slik:

d2= d1+ SIDPP/(g *h)

  • d2 er densiteten på drepevæsken (ny densitet).
  • d1 er densiteten på brønnvæsken som står i brønnen (opprinnelig densitet).
  • SIDPP er trykket i borestrengen på overflata (innestengt trykk).
  • g er tyngdens akselerasjon.
  • h er vertikal høyde til bunnen av brønnen.

Tida det tar, og trykkgrensa i formasjonen

Under utsirkulering av kicket og innsirkulering av drepevæsken er det viktig at vi vet hvor langt vi er kommet, og hvor lang tid det tar. Vi må vite når kicket kommer til casingen, fordi det er den mest kritiske fasen for brønnen. Ved casingen regner vi formasjonen som svakest, og trykket fra kicket pluss trykket fra friksjonen i choken er en stor belastning på området.

Trykket som virker på formasjonen under sirkulasjonen, må ikke overstige formasjonens fraktureringstrykk, ettersom det kan forårsake en ustabil brønnsituasjon.

For å unngå fraktureringsgrensa må vi beregne maksimalt trykk i en drepeoperasjon:

pfrac – phyd = pmax surface

Det vil si maksimalt trykk på toppen av ringrommet ved sirkulasjon.


Vi kjenner brønnens lengde og diameter og kan derfor regne ut volumene i borestrengen, i det åpne hullet til casingen og i resten av ringrommet. Verdiene bruker vi sammen med slagvolumet til pumpa for å beregne hvor mange slag som trengs for å erstatte væsken i ringrommet med nytt volum, og hvor mange slag som trengs for å erstatte væsken i borestrengen med nytt volum.

Formelen vi bruker, er slik:

n = V/C

  • n er antallet slag som trengs for å fylle volumet.
  • V er volumet i åpent hull, hele ringrommet eller borestrengen, i liter.
  • C er pumpas leveranse i liter per slag.

Drillers metode

Særtrekket for drillers metode er at man først sirkulerer kicket ut av brønnen med den brønnvæsken man har i systemet, og deretter skifter over til en annen tank og pumper inn drepevæsken som er veid opp til tyngre densitet.

Forberedelser

Før drepeoperasjonen starter, er det viktig at alle involverte i operasjonen har en samtale. Alle må være innforstått med hva som skal gjøres, og til hvilken tid. I mange tilfeller av brønnspark jobbes det med særdeles høye trykk. Det er derfor viktig at alle som ikke er involvert, holder seg borte fra boredekk, og at boredekket er totalt avsperret. Dette skal også annonseres over høyttalere (PA-anlegget) slik at det sikres at alt personell er informert.

Drepediagram

Når brønnen er stengt, trykket er stabilisert og densiteten til drepevæsken er beregnet, kan utsirkuleringen starte. Mens utsirkuleringen pågår, mikser man drepevæsken til riktig densitet slik at den er klar til bruk.

Når en brønn skal drepes ved hjelp av drillers metode, bruker man et drepediagram. Dette er et diagram som illustrerer trykkutvikling i to atskilte linjer, én for trykk i borestrengen og én for trykk i ringrommet. Linjene er ikke tegnet i forhold til hverandre.

Diagrammet viser oss hvor vi skal fokusere, og hvilket trykk vi skal holde ved hjelp av chokeventilen på overflata. I hver fase av operasjonen skal vi justere med choken og følge verdiene som er oppgitt på de heltrukne linjene. De stiplede linjene i drepediagrammet viser hvordan trykket på den andre siden skal utvikle seg om alt går etter planen.

Trykk- og volumskjema for dreping av brønn. Illustrasjon.

Skjemaet viser hvordan trykket utvikler seg mens vi sirkulerer ut gassen og fyller brønnen med drepevæske.

Drepediagrammet viser oss:

  • Kolonne 1: Et med opprinnelig brønnvæske brukes til å sirkulere brønnsparket ut av brønnen.
  • Kolonne 2: Borestrengen fylles med drepevæske.
  • Kolonne 3: Ringrommet fylles med drepevæske.

Kicket sirkuleres ut av brønnen

Drillers metode starter med å sirkulere brønnsparket ut til overflata. Før sirkuleringen starter, må ventilen på choke line fra BOP-en åpnes, slik at returen kan ledes gjennom chokemanifolden til mud-gas separator (MGS).

Brønnvæsken som brukes, kommer fra aktiv tank (active pit) og pumpes ned gjennom borestrengen til bunnen av brønnen. Det fortrenger kicket og væsken i ringrommet opp og ut av brønnen gjennom choke-manifold.

Under utsirkulering er det viktig å holde stabilt trykk på overflata. Stabilt trykk på overflata betyr stabil brønn i bunnen. Høyere bunntrykk kan føre til at formasjonen i brønnen sprenges. Lavere bunntrykk kan føre til nye kick.

Væsken pumpes inn i brønnen med lav pumperate. Det er for å sikre at trykkutviklingen i brønnen er under kontroll.

I den første fasen av sirkulasjonen holdes trykket på borestrengen (DP) stabilt (første kolonne i drepediagrammet). Målet er å sirkulere ut hele brønnsparket mens trykket holdes konstant på overflata.

Trykket som skal holdes konstant, kalles start-sirkulasjonstrykk (Initial Circulating Pressure, ICP) og består av trykkverdiene SIDPP pluss SCR. Dersom trykket begynner å endre seg, kan det justeres med chokeventilen på chokepanelet. Den som justerer åpningen i choken, må være klar over at det tar en stund før endringen vises på borestrengstrykket.

ICP-trykket holdes helt til det er sirkulert ett ringromsvolum inn i brønnen. Det tilsvarer forflytningen av kicket fra bunnen av brønnen til overflata. Når brønnsparket er på vei ut av brønnen, må det strupes på choken for å opprettholde trykket i bunnen av brønnen.

Når kicket er på vei opp i ringrommet, stiger trykkavlesningen på overflata. Choken må åpnes for å holde borestrengstrykket stabilt når trykket i ringrommet (CP) stiger. Trykket i ringrommet er høyest når kicket kommer opp til toppen av brønnen og går inn i choke line. Det vil si at brønnsparket nå begynner å gå ut av brønnen. Det hender ofte at choken må åpnes helt i denne fasen for å holde bunntrykket stabilt i brønnen. Derfor er det viktig å strupe med en gang trykket på overflata synker igjen.

Brønnen fylles med tung væske

Når brønnsparket er ute av brønnen, starter drepeoperasjonen. I drepediagrammet vises det som den andre kolonnen (blå farge) med benevnelsen borestrengsvolum.

Væsken vi bruker til å balansere brønnen med, kalles drepevæske eller kill fluid. Dersom vi har boreslam i brønnen, kalles drepevæsken for kill mud.

Borestrengen fylles med drepevæske

Første fase av drepeoperasjonen består av å pumpe drepevæsken inn i borestrengen. Ut av borestrengen i bunnen kommer den opprinnelige væsken. Trykket som leses av på overflata for borestrengen, synker etter hvert som den fylles med tung væske.

Når vi pumper tyngre væske inn i borestrengen, vil trykket i væskesøylen øke (hydrostatisk trykk). Når hele borestrengen er fylt med drepevæske, vil trykket på toppen av borestrengen kun vise friksjonstrykket som kommer av at væsken sirkuleres. Det betyr at trykket i borestrengen er i balanse med bunntrykket i brønnen. Væsken i borestrengen er nå en barriere mot formasjonstrykket.

Ringrommet fylles med drepevæske

Pumpene sviver fortsatt, og i andre fase av drepeoperasjonen fylles ringrommet med drepevæsken. Da synker trykket på overflata etter hvert som ringrommet fylles med drepevæske. Når brønnen er helt full av ny væske, skal trykket på ringrommet være null. Det betyr at brønnen er i balanse, og at primærbarrieren er gjenopprettet. Trykket i borestrengen skal være konstant i denne fasen og skal tilsvare friksjonstrykket i systemet med ny væske (SCR2). Dette trykket kalles sluttsirkulasjonstrykk (Final Circulating Pressure, FCP) og holdes konstant ved å regulere på chokeventilen.

Dersom det ikke skjer noe spesielt underveis som gjør at operasjonen må stoppes, kjører man hele drepemetoden sammenhengende. Det er viktig med å følge godt med på trykkene og på antallet slag som blir pumpet.

Oppstart av brønnaktiviteten

Når hele brønnen er fylt med drepevæsken, er bunntrykket i brønnen høyere enn formasjonstrykket. Brønnen er altså stabil, og brønnaktivitetene kan gjenopptas.

For å unngå for høyt trykk i forbindelse med sirkulasjon av væsken i brønnen starter man sirkulasjonen med lav pumperate, og brønnvæsken tynnes til en lettere egenvekt. Brønnvæsken skal normalt ikke tynnes tilbake til samme densitet som ble brukt før innstrømningen, men dersom brønnen kom i ubalanse på grunn av en kraftig swabbing, kan brønnaktiviteten gjenopptas med samme væskedensitet.

Når brønnvæsken er tilpasset formasjonsforholdene, kan sirkulasjonsraten økes til ønsket full rate.

Sist oppdatert 18.07.2017
Skrevet av Kenneth Ludvigsen
Rettighetshaver: Cerpus AS

Læringsressurser

Boresimulatoren

Hva er kjernestoff og tilleggsstoff?