borrningens grundläggande lektion består av följande ämnen:

• lärandemål
• Lektionsteman
• borrning: Var, vad och hur
• Geologi
• stenar
• tektoniska plattor
• reservoarer
• formationer
• betonar
• fientliga miljöer
• totalt vertikalt djup (TVD)
• horisontella brunnar
• avvikande brunnar
• Riktningsborrning
• multilaterala brunnar
• betydelsen av oilfield Services
• kontraktsborrning
• markborrningsentreprenörer
• offshore borrentreprenörer

det är bra att dela upp både borrnings-och produktionsämnena i fyra grundläggande teman kring de viktigaste faktorerna som driver verksamheten komplexitet, inklusive:

• Kolvätetyp, oavsett om det är olja eller gas,
• Reservoartyp, oavsett om det är konventionellt eller okonventionellt,
• plats, vare sig på land eller offshore, i avlägsna eller svåra klimatmiljöer, och
• slutligen utrustningen. För borrning inkluderar detta typen av borrigg och underjordisk utrustning.

Läs mer om olja & grunderna för gasborrning

Klicka här för att lära dig mer om vårt online certifikat för olje-och GASUTBILDNING

borrning-var, vad och hur

den faktiska processen för borrning av en brunn är ungefär samma som att använda en borrmaskin för att utföra en Verkstadsuppgift.

• före borrning görs mätningar för att visa var man ska borra.
• materialet, hålets storlek och hur djupt att borra bestämmer rätt typ av borr
• Det kommer också att avgöra hur stor borrmotorn behöver vara för att driva biten i en roterande rörelse.

konceptet för den övergripande borrprocessen är relativt enkelt. Det finns en potentiell reservoar som ligger djupt under jordens yta. För att få tillgång till och extrahera olja eller gas måste ett hål borras genom olika stenar, material och lager för att nå det.

i olje-och gasborrning är ”hur” att borra brunnen föremål för denna modul och är ofta det sista elementet som ska beaktas. Först måste laget definiera:

• var man ska borra – baserat på prospekterings – och utvärderingsarbetet, geologin och den potentiella underjordiska strukturen
• vad-bestämd av reservoaren och strata som ställer in brunnsprofilen, både djup och hålstorlek

Efter att ha definierat ovanstående kan borringenjören utveckla ”hur”, inklusive:

• den optimala borriggen
• en detaljerad brunndesign och konstruktion
• behövs driftssäkerhet och beredskapsplanering
• de viktiga ”go” och ”no-go” beslutspunkterna i operationen

Geologi

geologi är studien av det fasta materialet som utgör jorden. Detta innebär alla underjordiska formationer:

• jorden och klipporna
• de olika lagren av jordskorpan
• kärnan

geologer spelar en stor roll i borrverksamheten. Deras prospekteringsstudier avgör var olja och gas kan hittas och vilken typ av brunn som bäst används för att nå den.

i början av borrning, stansning hål i jorden med hopp om att slå stort var i grunden en hit och miss utsikter.idag har tekniken kommit långt för att bestämma var man ska borra, hur djupt man ska borra och vilken typ av utrustning som behövs för att extrahera olja och gas, vilket leder till globala prospekteringsframgångar i intervallet 60-70%.

Rocks

brunnsborrningsprocessen måste komma igenom olika typer av stenar i jorden. Stenar består av mineral eller organiskt material, och de ligger i underjordiska lager eller lager över hela världen.

stenar kan innehålla ett enda mineral, såsom bergsalt och vissa kalkstenar, eller många mineraler, såsom granit (kvarts, fältspat, glimmer och andra mineraler).

borrning möter tre grundläggande typer av sten, var och en med en annan egenskap som kräver en annan borr, borrhastighet och bittryck för att borras mest effektivt och säkert. De är:

• Igneous Rock – denna typ av sten är mycket hård (som granit) och var en gång smält sten som kyldes och stelnade.
• sedimentär sten-denna typ av sten finns i mindre fragment och bärs av vind eller vatten tills det sätter sig. Denna typ av sten är något lättare att borra. Exempel är sandsten och kalksten.
• metamorf sten-är resultatet av att en befintlig sten utsätts för extremt tryck och temperatur, vilket omvandlar den till metamorf sten. Exempel på denna typ av sten är skiffer och marmor.

de vanligaste stenarna (sedimentära) sätter sig först i horisontella lager som kallas strata.De deformeras ofta av jordskorpans rörelser.

tektoniska plattor

de största rörelserna som påverkar bergskikten är relaterade till kontinental drift, kallad plattektonik.

jordskorpans yttre skikt består av sju tektoniska plattor som flyter ovanpå jordens smälta kärna. Dessa plattor förändras ständigt, känd som kontinental Drift.

de rörliga tektoniska plattorna har tre typer av gränser: konvergerande eller kollisionsgränser, divergerande eller spridande gränser och transformerande gränser. Jordbävningar, vulkanaktivitet, bergbyggnad och bildning av oceanisk dike sker alla längs plattgränserna.

tektoniska plattor och deras rörelse kan i hög grad påverka borrprocessen om en brunn ligger nära plattans kollisionsgränser, till exempel tusentals brunn i Kalifornien, många nära San Andreas-felet.

skiftplattorna kan snabbt ändra sammansättningen av underytskikten, vilket orsakar skador på borrutrustning och felaktiga reservoaravläsningar.

reservoarer

reservoarer finns i olika former och storlekar. De vanligaste konventionella reservoarerna i industrins tidiga dagar var sandstenar.

idag innehåller karbonatreservoarer mer än 60% av världens återstående olja. Karbonatformationer är komplexa, heterogena, med oregelbundna flödesvägar och cirkulationsfällor.

de flesta oljefältföretag är inriktade på att utveckla avancerad teknik för att effektivt utnyttja komplexa reservoarmiljöer.

formationer

”formationer” är en generaliserad term för berget som omger en reservoar som måste borras igenom för att nå den ultimata betalningszonen.

Formationsutvärdering, hänvisar till volymen av sten analyserad genom mätningar gjorda i borrhålet, vanligtvis väl log eller ett brunnstest. Formationsutvärdering hjälper till att uppskatta brunnens produktionspotential och att välja en metod för slutförande av brunnen.

Formationsutvärdering görs av geologen. Genom att samla tryckdata och vätskeprover från en formation kan geologer och kemiska ingenjörer också bestämma den bästa kemiska formeln för borrvätskorna som behövs för att styra brunnstrycket och driva sticklingarna till ytan.

betonar

stenar begravda djupt i jorden är inte statiska, men utsätts för ständigt föränderliga förhållanden. Lager av sten placerar enormt vertikalt tryck på borrhålet och biten. Stenar till sidan utövar horisontella krafter på borrhålet.

den slutliga underytan cap rock är ofta mer kompakt och betydligt svårare att borra igenom. Det är viktigt att förstå dessa påfrestningar när man försöker bestämma det bästa sättet att borra till en betalningszon.

fientliga miljöer

brunnar idag överstiger 6000 m (20 000 fot) i djupet. Vid dessa brunnsdjup kan temperaturen på borren överstiga 450 grader F och trycket kan överstiga 15 000 psi. Närvaron av sura gaser (H2S, CO2) och klorider gör borrning till en teknisk utmaning.

det är viktigt att veta om det finns fientliga brunnsförhållanden vid borrning så att de korrekta nedhålskomponenterna kan väljas.

säkerhetsåtgärder måste också vidtas för att skydda borriggens personal.

två Vertikaldjup (TVD)

två nyckeldimensioner är viktiga i brunndesign:

• den planerade änden av brunnen, mätt med längden på borrör som krävs för att nå Betal-zonen, kallas det uppmätta djupet (MD).
• det totala vertikala djupet (TVD) är oberoende av avvikelser och sökväg som används för att komma till betalningszonen.

alla riggsystem och utrustning måste utformas och installeras för att rymma det uppmätta djupet (MD). Först och främst måste rätt rigg väljas. Den viktigaste faktorn som kör rigg val är dess förmåga att vrida borrsträngen – mätt i hästkraft.

TVD är viktigt eftersom det ger borringenjören en uppfattning om de tryck och temperaturer som kommer att påverka borrsträngen och borren.

horisontella brunnar

trots att de flesta olje-och gasavlagringar är bredare än de är tjocka, förblev vertikal borrning i mer än ett sekel den föredragna metoden. En horisontell brunn är dyrare, men kan nå underjordiska mål som inte lätt kunde nås med ett vertikalt borrhål.eftersom horisontella brunnar kan tömma ett större område behövs färre, vilket innebär mindre ytinfrastruktur. Detta reducerade fotavtryck gör horisontell borrning idealisk för reservoarer som är grunda, spridda, brutna eller i känsliga miljöer.

dessa faktorer och tekniska framsteg som har gjort horisontella brunnar kommersiellt gångbara har lett till en 20-faldig ökning av antalet horisontella brunnar i USA under de senaste två decennierna.

med en vertikal brunn är en geologs roll främst att utvärdera ” vad som har borrats.”Med horisontella brunnar blir geologer nu en del av borrningen, aktivt involverade i att styra brunnen längs en önskad profil och svara på återkopplingsdata när borrning sker.

avvikande brunnar

avvikelse är den vinkel vid vilken en brunnsborr avviker från det vertikala läget 90 oz.

de flesta avvikelser uppstår naturligt på grund av borrsträngens flexibilitet och reaktion på nedhålsstrukturer, såsom dips i bergbäddarna som borras igenom.

en brunnsborrning kan medvetet avvikas för att missa högriskhinder eller för att nå ytterligare reservoarer. Brunnar avviker också för att undvika underytor som kan innehålla höga koncentrationer av giftig gas.

idag vänds brunnar vanligtvis i horisontell riktning för att:

• öka exponeringen för producerande zoner
• skär ett större antal frakturer
• Följ en komplex struktur

brunnar avviker ofta med hjälp av en styrmekanism fäst vid borrsträngen.

Riktningsborrning

Riktningsborrning är den avsiktliga avvikelsen från en borrhål från den väg det naturligtvis skulle ta.

detta åstadkommes genom användning av specialiserad borrutrustning såsom whipstocks, lera motorer, och bottomhole assembly (BHA) konfigurationer.

Borrhålsinstrument mäter kontinuerligt brunnsborrens väg i tre dimensioner. Datalänkar till ytan kommunicerar dessa mätningar för att möjliggöra konstant justering av lera motorer och BHA komponenter.

riktningsborraren kan också ändra andra borrparametrar som vikt på borren och rotationsbordets hastighet för att rikta biten till önskad riktningsväg.

multilaterala brunnar

en minskning av fotavtrycket kommer också från flera horisontella brunnar som borras från samma dyna. Den vanligaste metoden är där en borrare flyttar riggen några meter och startar en annan vertikal axel.

det är också möjligt att borra flera brunnar från samma vertikala borrhål. I denna teknik, kallad multilateral borrning, kan två eller tre horisontella borrhål, var och en några hundra till några tusen fot långa, borras från samma huvudstam, som grenarna på ett träd eller en kandelabra. Denna teknik är särskilt vanlig offshore eller på miljökänsliga landområden.

Multilateral borrning skapar ett mycket produktivt dräneringsnät i reservoarer med många isolerade fickor av olja eller gas.

framsteg inom multilateral borrnings-och färdigställningsteknik lovar minskade brunnskostnader, större flexibilitet och ökad vinstpotential för operatören.TAML (Technical Advancement of Multilaterals) joint industry-projektet bildades 1997 för att utbilda industrin om fördelarna med multilaterala brunnar.

Multilaterals har visat sig framgångsrika i olika borrproduktionsapplikationer, men medlemmar av TAML anser att industrin fortfarande inte känner igen teknikens fulla potential.

vissa uppskattar att 10% av de 60 000-70 000 olje-och gasbrunnar som årligen borras över hela världen är multilaterala kandidater, medan TAML placerar andelen så hög som 75%.

Oljefälttjänster

som diagrammet från Independent Petroleum Association of America (IPAA) indikerar för en typisk amerikansk brunn borrad 2003-2004:borriggar är cirka 30% av brunnskostnaden

högkvalitativt stål OCTG (Oil Country Tubular Goods) är en annan stor kostnadsfaktor, cirka 14% av brunnskostnaden. De tillhandahålls av globala ståltillverkare.

som en grupp står tekniska tjänster inklusive cementering, borrslam, formationsbehandling och brunnstestning för ytterligare 19% av brunnskostnaden.

den största återstående Diverse kategorin (vid 20% av brunnskostnaden) inkluderar roustabouts, utrustning, rörinspektion, material och leveranser till riggen, höljespersonal etc.

Observera att dessa procentsatser endast är riktade. Väl kostnad, särskilt pris per fot, varierar med området och reservoarstrukturer etc. Riktningsborrning och flera sprickbehandlingar ökar kostnaden på många platser. Betraktas som en fast kostnad, rigg kostnad är en högre andel på en grund brunn.

nyligen har kostnaderna för alla varor och tjänster ökat på grund av snäva leveranser.

Kontraktsborrning

idag ägs större delen av den globala borriggflottan av kontraktsborrningsföretag.

vanligtvis ingås ett terminskontrakt mellan operatören E&P och kontraktsborraren. Rig-tjänsterna som tillhandahålls till e&p-operatörer inkluderar erfaren personal och specialutrustning.

borrkontrakt kan vara en blandning av typer, beroende på:

• den allmänna e & p utgifter konjunkturcykel
• typ av marknad för riggen, dvs USA vs utländsk plats och t. ex. onshore vs. offshore
• rigg tillgänglighet på grund av nybyggnation och de som för närvarande är under kontrakt

Markborrningsentreprenörer

borriggen – som tillhandahålls av en entreprenör – är den största enskilda kostnaden för borrning av en brunn. Baserat på intäkter är borriggentreprenörer det största segmentet av Oljefältbranschen.

alla onshore brunnar borras från ytan med en landrigg. Landriggar kan också vara jackknife och helikopterriggar, som kan delas upp i tillräckligt små bitar för att transporteras till en avlägsen landplats med lastbil eller helikopter. Onshore rigg industrin tenderar att vara en lokal industri, eftersom kostnaden för att flytta riggarna regionalt eller internationellt kan vara hög.

höga oljepriser gör det lönsamt att utforska och ombygga gamla fält, generera aktivitet för lätta arbetsriggar och CTD-system (coiled tubing drilling).

i USA kommer den nya rusningen mot borrning av djupa skiffergasspel att kräva högre drivna riggar (1500 hk och högre). Dessa brunnar är ett av de högsta kostnadsalternativen i en e&p operatörens plan. Om naturgaspriserna blir deprimerade kan borrning av dessa brunnar begränsas.

Offshore – borrentreprenörer

Offshore-riggar är massiva, självgående, halvdämpbara riggar och borrfartyg som är utformade för att fungera i tusentals meter vatten.

marknaden för olje-och gasborrningstjänster till havs fortsätter att expandera och nya byggnader sväller flottorna.

i mitten av 2008 var mer än 90% av världens mobila offshore-borrningsenheter under kontrakt, enligt Oil & Gas Journal.förutom prospekteringsbrunnar har operatörerna åtagit sig stora mängder kapital för att borra och utveckla stora projekt runt om i världen. Vissa analytiker säger att dessa nya projekt kommer att gå vidare med råoljepriser i intervallet $50-60.Offshore borrigg kontrakt förlängs nu till nästan 2 år, som svar på:

• ökad efterfrågan
• minskad rigg tillgänglighet
• långa ledtider för nybyggnation på grund av tillverkning och utrustning flaskhalsar