boring Fundamentals lektion består af følgende emner:

• læringsmål
• Lektionstemaer
• boring: Hvor, hvad og hvordan
• Geologi
• klipper
• tektoniske plader
• reservoirer
• formationer
• stress
• fjendtlige miljøer
• Total lodret dybde (TVD)
• vandrette brønde
• afvigende brønde
• retningsbestemt boring
• multilaterale brønde
• betydningen af oliefelt services
• kontrakt boring
• land drilling entreprenører
• Offshore Drilling entreprenører

det er nyttigt at opdele både boring og produktion emner i fire grundlæggende temaer omkring de vigtigste faktorer, der driver operationer kompleksitet, herunder:

• Kulbrintetype, hvad enten det er olie eller gas,
• Reservoirtype, hvad enten det er konventionelt eller ukonventionelt,
• placering, hvad enten det er onshore eller offshore, i fjerntliggende eller svære klimamiljøer, og
• endelig udstyret. Til boring dette omfatter den type borerig og undergrunden udstyr.

Lær mere om olie & gasboring Fundamentals

Klik her for at lære mere om vores online olie-og GASUDDANNELSESBEVIS

boring-hvor, hvad og hvordan

den faktiske proces med boring af en brønd er meget det samme som at bruge en boremaskine til at udføre en Værkstedsopgave.

• før boring foretages målinger for at vise, hvor man skal bore.
• materialet, hullets størrelse og hvor dybt der skal bores, bestemmer den rigtige type borekrone
• det bestemmer også, hvor stor boremotoren skal være for at køre boret i en roterende bevægelse.

konceptet med den samlede boreproces er relativt simpelt. Der er et potentielt reservoir placeret dybt under jordens overflade. For at få adgang og udvinde olie eller gas skal der bores et hul gennem de forskellige klipper, materialer og lag for at nå det.

i olie-og gasboring er “hvordan” at bore brønden genstand for dette modul og er ofte det sidste element, der skal overvejes. For det første skal holdet definere:

• hvor skal man bore – baseret på efterforsknings-og evalueringsarbejdet, geologien og den potentielle undergrundsstruktur
• hvad – bestemt af reservoiret og lagene, der indstiller brøndprofilen, både dybde og hulstørrelse

efter at have defineret ovenstående kan boreingeniøren udvikle “hvordan”, herunder:

• den optimale borerig
• en detaljeret brønddesign og konstruktion
• nødvendig driftssikkerhed og beredskabsplanlægning
• de vigtige “go” og “no-go” beslutningspunkter i operationen

Geologi

geologi er studiet af det faste stof, der udgør jorden. Dette indebærer alle underjordiske formationer:

• jorden og klipperne
• de forskellige lag af jordskorpen
• kernen

geologer spiller en stor rolle i boreoperationer. Deres efterforskningsundersøgelser bestemmer, hvor olie og gas kan findes, og hvilken type brønd der bedst bruges til at nå den.

i de tidlige dage af boringen var stansning af huller i jorden med håb om at ramme big dybest set et hit og miss prospect.

i dag er teknologien kommet langt med at bestemme, hvor man skal bore, hvor dybt man skal bore, og hvilken type udstyr der skal bruges til at udvinde olie og gas, hvilket fører til globale efterforskningsbrøndsucceser i intervallet 60-70%.

klipper

brøndboringsprocessen skal komme igennem forskellige typer klipper i jorden. Klipper er sammensat af mineralsk eller organisk materiale, og de ligger i undergrundslag eller lag over hele verden.

klipper kan indeholde et enkelt mineral, såsom stensalt og visse kalksten, eller mange mineraler, såsom granit (kvarts, feltspat, glimmer og andre mineraler).

boring møder tre grundlæggende typer sten, hver med en anden egenskab, der kræver en anden borekrone, borehastighed og bittryk for at blive boret mest effektivt og sikkert. De er:Igneous Rock-denne type sten er meget hård (såsom granit) og var engang smeltet sten, der afkøles og størknes.

sedimentær sten – denne type sten findes i mindre fragmenter og bæres af vind eller vand, indtil den sætter sig. Denne type sten er noget lettere at bore. Eksempler er sandsten og kalksten.

metamorf sten – er resultatet af, at en eksisterende sten udsættes for ekstremt tryk og temperatur og således omdanner den til metamorf sten. Eksempler på denne type sten er skifer og marmor.

de mest almindelige klipper (sedimentære) sætter sig først i vandrette lag kaldet lag.De deformeres ofte af bevægelser af jordskorpen.

tektoniske plader

de største bevægelser, der påvirker klippelagene, er relateret til kontinentaldrift, kaldet pladetektonik.

det ydre lag af jordskorpen består af syv tektoniske plader, der flyder oven på jordens smeltede kerne. Disse plader skifter position konstant, kendt som kontinentaldrift.

de bevægelige tektoniske plader har tre typer grænser: konvergent eller kollision grænser, divergerende eller sprede grænser, og omdanne grænser. Jordskælv, vulkansk aktivitet, bjergbygning og oceanisk skyttegravdannelse forekommer alle langs pladegrænser.tektoniske plader og deres bevægelse kan i høj grad påvirke boreprocessen, hvis en brønd er placeret nær pladens kollisionsgrænser, for eksempel de tusinder af brønde i Californien, mange nær San Andreas-fejlen.

skiftepladerne kan hurtigt ændre sammensætningen af underoverfladelagene og forårsage skader på boreudstyr og defekte reservoiraflæsninger.

reservoirer

reservoirer kommer i forskellige former og størrelser. De mest almindelige konventionelle reservoirer i de tidlige dage af industrien var sandsten.

i dag indeholder karbonatreservoirer mere end 60% af verdens resterende olie. Karbonatformationer er komplekse, heterogene, med uregelmæssige strømningsveje og cirkulationsfælder.

de fleste oliefeltservicevirksomheder er fokuseret på at udvikle avancerede teknologier til effektivt at udnytte komplekse reservoirmiljøer.

formationer

“formationer” er en generel betegnelse for klippen, der omgiver et reservoir, der skal bores igennem for at nå det ultimative lønområde.

Formationsevaluering henviser til volumenet af sten analyseret ved målinger foretaget i borehullet, normalt godt log eller en brøndtest. Formationsevaluering hjælper med at estimere brøndens produktionspotentiale og ved at vælge en brøndafslutningsmetode.

Formationsevaluering udføres af geologen. Ved at indsamle trykdata og væskeprøver fra en formation kan geologer og kemiske ingeniører også bestemme den bedste kemiske formel for de borevæsker, der er nødvendige for at kontrollere brøndtrykket og drive stiklinger til overfladen.

stress

klipper begravet dybt i jorden er ikke statiske, men udsættes for stadigt skiftende forhold. Lag af sten placerer et enormt lodret pres på borehullet og bit. Klipper til siden udøver vandrette kræfter på borehullet.

den endelige sub-surface cap rock er ofte mere kompakt og betydeligt sværere at bore igennem. Det er vigtigt at forstå disse belastninger, når man forsøger at bestemme den bedste måde at bore til et lønområde.

fjendtlige miljøer

brønde i dag overstiger 6.000 m (20.000 fod) i dybden. Ved disse brønddybder kan temperaturen på borekronen overstige 450 grader F, og trykket kan overstige 15.000 psi. Tilstedeværelsen af sure gasser (H2S, CO2) og chlorider gør boring til en teknisk udfordring.

det er vigtigt at vide, om der findes fjendtlige brøndforhold under boring, så de rigtige komponenter i borehullet kan vælges.

der skal også træffes sikkerhedsforanstaltninger for at beskytte boreriggens personale.

to Vertikaldybde (TVD)

to nøgledimensioner er vigtige i brønddesign:

• den planlagte ende af brønden, målt ved længden af borerøret, der kræves for at nå lønområdet, kaldes den målte dybde (MD).
• den samlede lodrette dybde (TVD) er uafhængig af afvigelserne og stien, der bruges til at komme til lønområdet.

alle rigsystemer og udstyr skal være konstrueret og konfigureret til at rumme den målte dybde (MD). Først og fremmest skal den rigtige rig vælges. Nøglefaktoren driving rig valg er det evne til at dreje borestrengen – målt i hestekraft.

TVD er vigtigt, fordi det giver boreteknikeren en ide om de Tryk og temperaturer, der vil påvirke borestrengen og borekronen.

vandrette brønde

På trods af at de fleste olie-og gasaflejringer er bredere end de er tykke, forblev lodret boring i mere end et århundrede den foretrukne metode. En vandret brønd er dyrere, men er i stand til at nå undergrundsmål, der ikke let kunne nås med et lodret borehul.

da vandrette brønde kan dræne et større område, er der behov for færre, hvilket betyder mindre overfladeinfrastruktur. Dette reducerede fodaftryk gør vandret boring ideel til reservoirer, der er lavvandede, spredt ud, brudt eller i følsomme miljøer.

disse faktorer og teknologiske fremskridt, der har gjort vandrette brønde kommercielt levedygtige, har ført til en 20 gange stigning i antallet af vandrette brønde i USA i løbet af de sidste to årtier.

med en lodret brønd er en geologs rolle primært at evaluere “hvad der er boret.”Med vandrette brønde bliver geologer nu en del af boreoperationen, aktivt involveret i at styre brønden langs en ønsket profil og reagere på feedbackdata, når boringen opstår.

afvigende brønde

afvigelse er den vinkel, hvor en borehul afviger fra den lodrette position på 90 liter.

de fleste afvigelser forekommer naturligt på grund af borestrengens fleksibilitet og reaktion på strukturer nede i hullet, såsom dips i klippebedene, der bores igennem.

en borehul kan bevidst afviges for at gå glip af højrisikohindringer eller for at nå yderligere reservoirer. Brønde afviges også for at undgå underoverfladearealer, der kan indeholde høje koncentrationer af giftig gas.

i dag drejes brønde ofte i vandret retning for at:

• øge eksponeringen for produktionsområder
• skærer et større antal brud
• følg en kompleks struktur

brønde afviges ofte ved hjælp af en styremekanisme fastgjort til borestrengen.

retningsbestemt boring

retningsbestemt boring er den forsætlige afvigelse af en borehul fra den sti, den naturligt ville tage.

dette opnås ved brug af specialiseret boreudstyr såsom piskestammer, muddermotorer og bundhulskonfigurationer (BHA).

instrumenter i borehullet måler kontinuerligt brøndboringens sti i tre dimensioner. Dataforbindelser til overfladen kommunikerer disse målinger for at muliggøre konstant justering af muddermotorer og BHA-komponenter.

retningsboreren kan også ændre andre boreparametre, såsom vægt på borekronen og drejebordets hastighed for at lede bitten til den ønskede retningsbane.

multilaterale brønde

et fald i fodaftrykket kommer også fra flere vandrette brønde, der bores fra den samme pude. Den mest almindelige metode er, hvor en boremaskine bevæger riggen et par meter og starter en anden lodret aksel.

det er også muligt at bore flere brønde fra samme lodrette borehul. I denne teknik, kaldet multilateral boring, kan to eller tre vandrette borehuller, hver et par hundrede til et par tusinde fod lange, bores fra den samme hovedstamme, som grene af et træ eller en kandelabre. Denne teknik er især almindelig offshore eller på miljøfølsomme landsteder.Multilateral boring skaber et yderst produktivt dræningsnetværk i reservoirer med mange isolerede lommer med olie eller gas.fremskridt inden for multilateral bore-og færdiggørelsesteknologi lover reducerede brøndomkostninger, større fleksibilitet og øget profitpotentiale for operatøren.TAML (Technical Advancement of Multilaterals) joint-industry-projektet blev dannet i 1997 for at uddanne branchen om fordelene ved multilaterale brønde.

Multilaterals har vist sig at være vellykkede i forskellige boreproduktionsapplikationer, men medlemmer af TAML føler, at industrien stadig ikke anerkender teknologiens fulde potentiale.

nogle estimerer, at 10% af de 60.000-70.000 olie-og gasbrønde, der årligt bores over hele verden, er multilaterale kandidater, mens TAML placerer procentdelen så høj som 75%.

Oilfield Services

som diagrammet fra Independent Petroleum Association of America (IPAA) indikerer for en typisk amerikansk brøndboret i 2003-2004:

• borerigge er omkring 30% af godt omkostninger
• høj kvalitet stål OCTG (olie Land rørformede varer) er en anden stor omkostningsfaktor, på omkring 14% af godt omkostninger. De leveres af globale stålproducenter.
• som en gruppe tegner tekniske tjenester, herunder cementering, boreslam, formationsbehandling og brøndprøvning, yderligere 19% af brøndomkostningerne.
• den største resterende diverse kategori (til 20% af brøndomkostningerne) inkluderer roustabouts, udstyr, rørinspektion, materialer og forsyninger til riggen, kabinetbesætninger osv.

Bemærk, at disse procenter kun er retningsbestemte. Godt omkostninger, især pris pr fod, varierer med område og reservoir strukturer osv. Retningsbestemt boring og flere frakturering behandlinger føje til omkostningerne i mange steder. Betragtes som en fast pris, rig omkostninger er en højere procentdel på en lavvandet brønd.

for nylig har omkostningerne for alle varer og tjenester været stigende på grund af stramme forsyninger.

Kontraktboring

i dag ejes det meste af den globale borerigflåde af kontraktboringsfirmaer.

typisk indgås en kontrakt mellem e&P operatør og kontraktboreren. Riggen tjenester leveres til E & p operatører omfatter erfarne personale og specialudstyr.

Borekontrakter kan være en blanding af typer afhængigt af:

• den generelle E & p udgifter konjunkturcyklus
• typen af marked for riggen, dvs. USA vs. udenlandsk placering og f. eks. onshore vs. offshore
• rig tilgængelighed på grund af nybyggeri og dem, der i øjeblikket er under kontrakt

Landboring entreprenører

boreriggen – leveret af en entreprenør – er den største enkeltpris ved boring af en brønd. Baseret på indtægter, borerig entreprenører er det største segment af oliefelt serviceindustrien.

alle onshore brønde bores fra overfladen ved hjælp af en landrigg. Landrigge kan også være kniv-og helikopterrigge, som kan opdeles i små nok stykker til at blive transporteret til et fjerntliggende landsted med lastbil eller helikopter. Rigindustrien på land har tendens til at være en lokal industri, fordi omkostningerne ved at flytte riggene regionalt eller internationalt kan være høje.

høje oliepriser gør det rentabelt at udforske og ombygge gamle marker og generere aktivitet til lette arbejdsrigge og CTD-systemer (coiled tubing drilling).

i USA vil det nye rush mod boring af dyb skifergasspil kræve højere drevne rigge (1.500 hk og højere). Disse brønde er en af de højeste omkostningsmuligheder i en e&p operatørens plan. Hvis naturgaspriserne bliver deprimerede, kan boring af disse brønde begrænses.

Offshore Drilling Contractors

Offshore rigge er massive, selvkørende, semi-submersible rigge og boreskibe designet til at arbejde i tusindvis af fødder vand.

markedet for offshore olie-og gasboretjenester fortsætter med at ekspandere, og nybyggeri kvælder flåderne.

fra midten af 2008 var mere end 90% af verdens mobile offshore boreenheder under kontrakt, ifølge olien& Gas Journal.

ud over efterforskningsbrønde har operatører forpligtet store mængder kapital til at bore og udvikle større projekter rundt om i verden. Nogle analytikere siger, at disse nye projekter vil gå videre med råoliepriserne i intervallet $50-60.Offshore borerig kontrakter forlænges nu til næsten 2 år, som svar på:

• stigende efterspørgsel
• reduceret rig tilgængelighed
• lange leveringstider for nybyggeri på grund af fremstilling og udstyr flaskehalse