Table Of ContentErland Jørgensen
Boreteknologi
Moderne boretekniske prinsipper
med bidrag fra Einar Framnes
forVKI Brønnteknikk
Fellesspråklig utgave
! ‘.-'tj-Vy-v
Internett
Vi har satt av et område på våre internettsider (http://www.vettviten.no)
for oppdatering av våre eksisterende bøker med nyttige tips - og noen
hjelpeprogrammer du kan hente inn der det er aktuelt.
Selv om vi bruker mye tid og omtanke på å unngå trykkfeil og unøyak
tigheter i våre bøker, er det dessverre enkelte feil som må rettes i nye ut
gaver/opptrykk. En liste over feil som kan være meningsforvirrende/for
styrrende finner du på våre internettsider.
Har du selv funnet feil/mangler/unøyaktigheter som ikke er nevnt der,
vil vi svært gjerne ha melding om disse - gjerne som e-post:
[email protected]
© Vett & Viten AS 1999
ISBN: 82-412-0321-9
Boka er godkjent av Nasjonalt Læremiddelsenter i juli 1999 for bruk i studieretning for
mekaniske fag i VK1 Brønnteknikk, modul 2 Boreteknologi. Godkjenningen er knyttet
til fastsatt læreplan av juli 1996.
Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven eller avtaler om kopier
ing inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk.
Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og
kan straffes med bøter eller fengsel.
Utforming/sats: Jan Hugo Strand
Printed in Norway 1999
Utgiver:
Vett & Viten AS
Postboks 203, 1379 Nesbru
Telefon adm: 66 84 90 40
Telefon ordrekontor: 66 98 39 80
Telefax: 66 84 55 90
http://www.vettviten.no
e-post: [email protected]
Forord
Denne boken inngår i en serie lærebøker for videregående skole
VK1 brønnteknikk i studieretning mekaniske fag.
Rekkefølgen i stoff gjennomgangen kan varieres, siden de fleste em
nene er selvstendige. Kapitlene om brønnbygging og borestrengen
er basert på at elevene har tilgang til DDH (Drilling Data Hand-
book). Det er viktig at elevene lærer å bruke DDH og andre opp
slagsverk for å finne fram data og fremgangsmåter for enkle be
regningen
Boken inneholder oppgaver etter hvert kapittel, og de har varierende
vanskelighetsgrad. Oppgavene tar utgangspunkt i konkrete opera
sjoner og situasjoner som kan oppstå. De gir på den måten en prak
tisk innføring i de vanligste operasjonene og problemene. Boken er
i første rekke utarbeidet på grunnlag av læreplanen for VK1 brønn
teknikk og dekker de emner og mål som er beskrevet under emnet
boreteknologi. VK1 brønnteknikk er et kurs som danner grunnlag
for fagbrev i brønnteknikk. Boken krever ingen forkunnskaper i
emnet.
Det er brukt en god del figurer for å illustrere utstyr, systemer og
operasjoner. Vi har fått mange av illustrasjonene fra oljeselskapet
Saga Petroleum og Serviceselskapet Maritim Well Services, BJ-
Services Halliburton, og benytter med dette anledningen til å takke
for hjelpen.
Kapittel 7 Fiskeoperasjoner og kapittel 8 Kjerneboring er skrevet av
Einar Framnes (henholdsvis hentet fra Boreteknologi 2 og Bore
teknologi 1, red.: Einar Framnes, Vett & Viten 1993) og oppdatert
av ham i november 1999.
Stavanger april 1999
Erland Jørgensen
Innhold
Innhold
Noen definisjoner I I
Kapittel I Plattformtyper 13
1.1 Gravitasjonsplattform 13
1.2 Pælet plattform 14
1.3 Strekkstagsplattform 14
1.4 Brønnhodeplattform 15
1.5 Produksjonsanlegg på havbunnen 16
1.6 Produksjonsskip 16
1.7 Halvt nedsenkbar plattform 16
1.8 Oppjekkbar plattform 17
1.9 Boreskip 18
Oppgaver til kapittel 1 18
Kapittel 2 Plattformens hovedsystemer 19
2.1 Sikkerhetsventilsystemet 19
2.2 Stigerør med drepe-, strupe- og ekstra sirkulasjonslinje 23
2.3 Fleksible ledd 24
2.4 Avledningssystemet 24
2.5 Sementsystemet 25
2.6 Borevæskesystemet 29
2.7 System for brønntesting 35
2.8 Bulksystemet 39
2.9 Ballastsystemet 39
2.10 Prosessystemet på en fast installasjon 40
2.11 Soneklassifisering 41
Oppgaver til kapittel 2 43
Kapittel 3 Boremodulen 45
3.1 Rørhåndteringssystemet 45
3.2 Heisesystemet 50
3.3 Kompenserings- og opphengsutstyr 52
3.4 Rotasjonssystemet 53
3.5 Boring fra en flytende installasjon 54
3.6 Boring fra en oppjekkbar borerigg 58
3.7 Boring fra faste installasjoner 59
3.8 Sylinderløftrigg 62
3.9 Borehastighet 63
3.10 Generelle retningslinjer for valg av type borkrone 66
3.11 Signaltyper 66
3.12 Instrumenttyper 67
3.13 Vektindikator 68
3.14 Rotasjonshastighet 68
3.15 Dreiemoment og tangmoment 68
3.16 Pumpeslag og strømningsrate 68
Innhold
3.17 Pumpetrykk 69
3.18 Borehastighetsindikator 69
3.19 Slamdensitetsmåler 70
3.20 Væskemengdemåler 70
Oppgaver til kapittel 3 70
Kapittel 4 Brønnbygging 73
4.1 Foringsrørets funksjoner 73
4.2 Typisk foringsrørprogram (letebrønn) 73
4.3 Brønnhodesystem 76
4.4 Drilling Data Handbook 77
4.5 Dimensjonering av foringsrør 79
4.6 Settedyp for foringsrør 85
Oppgaver til kapittel 4 86
Kapittel 5 Borestrengen 92
5.1 Selve borestrengen 92
5.2 Borkroner og hullåpner 92
5.3 Tunge borerør, vektrør, stabilisatorer, slagrør,
rullerømmere, akseleratorer og sjokkdempere 103
5.4 Bruddårsaker 108
5.5 Drilling Data Handbook (DDH) 111
5.6 Borestrengberegninger 113
Oppgaver til kapittel 5 119
Kapittel 6 Boreproblem 124
6.1 Fastkøyring av borestrengen 124
6.2 Boremoment 124
6.3 Ekstra trekkraft 124
6.4 Sirkulasjonen av borevæska 125
o
6.5 Årsaker til at borestrengen køyrer seg fast 125
6.6 Fastkøyring på grunn av trykkskilnader mellom slammet og
formasjonen 125
6.7 Formasjonsavhengige årsaker til fastkøyring av
borestrengen 126
6.8 Mekaniske årsaker til fastkøyring 127
6.9 Holproblem generelt 129
6.10 Problem med å bore brønnar med høge avvik, og horison
tale brønnar 131
Oppgåver til kapittel 6 131
Kapittel 7 Fiskeoperasjonar 133
7.1 Lokalisering av fastkøyrt eller mist utstyr 133
7.2 Prosedyrar for å skru seg laus frå ein fisk 134
7.3 Kutting 135
7.4 Evaluering av problemet 135
7.5 Fisking i ope hol og i foringsrør 137
7.6 Fisking av kabel 137
7.7 Fisking av fastkøyrd kabel 138
7.8 Fiskeutstyr 139
Oppgåver til kapittel 7 146
Innhold
Kapittel 8 Kjerneboring 147
8.1 Kjemeboringsutstyr 147
8.2 Samansetjing av kjernesylinder 153
8.3 Operasjonsprosedyrar 156
8.4 Attvinning av kjerne 160
Oppgåver til kapittel 8 163
Kapittel 9 Retningsboring 164
9.1 Formålet med retningsboring 164
9.2 Utrekning av posisjon 166
9.3 Andre viktige omgrep 167
9.4 Koordinatar 168
9.5 Brønnbane 170
9.6 Utrekning av posisjon (koordinatar) 170
Oppgåver til kapittel 9 173
Kapittel 10 Utstyr for retningsboring 175
10.1 Retningsboring med stabilisatorar utan motor 175
10.2 Borestreng utan stabilisatorar i skrånande hol 175
10.3 Nedste borestrengsamansetjing (BHA) som
minskar vinkelen 176
10.4 Nedste borestrengsamansetjing (BHA) som
aukar vinkelen 177
10.5 Nedste borestrengsamansetjing (BHA) som
held vinkelen 177
10.6 Borevæskemotor 177
10.7 Utstyr 178
10.8 Formlar ved bruk av borevæskemotor, PDM 180
10.9 Teori når vi bruker retningsboring som kan styrast 182
10.10 Bruk av styremotor 183
10.11 Ord og uttrykk i tabellar 184
10.12 Automatisert retningsboresystem - «Auto track» 186
10.13 Måleutstyr og utstyr for retningskontroll 187
10.14 Lengdemåling (MD) 188
10.15 Måling av inklinasjons vinkel (I) 188
10.16 Måling av holretning (A) 188
10.17 «Single-shot» og «multi-shot» 190
10.18 Måling av holvinkel og holretning med MWD 190
Oppgåver til kapittel 10 192
Kapittel II Underbalansert boring 193
11.1 Boring i underbalanse 193
11.2 Fordelar med å bore i underbalanse 193
11.3 Ulemper og problem med å bore i underbalanse 194
11.4 Ulike metodar for å bore i underbalanse 195
11.5 Boring i underbalanse med tradisjonell rigg 196
11.6 Boring med hydraulisk brønnoverhaling 196
11.7 Boring med kveilerør 197
11.8 Måling (MWD) under boring med kveilerør 197
Oppgåver til kapittel 11 199
Innhold
Kapittel I 2 Boreprogram 20
12.1 Mål og koordinatar 200
12.2 Brønnprofil 201
12.3 Brønninformasjon 202
12.4 Foringsrør og sementeringsprogram 202
12.5 Borevæske og loggeprogram 202
Oppgåver til kapittel 12 203
Stikkordregister 205
Noen definisjoner
Noen definisjoner
Som en begynnelse skal vi se på en del definisjoner som du kan
komme i kontakt med. I det følgende finner du en omtale av ulike
brønner og deres funksjon i leting og produksjon av hydrokarboner.
Vi skal også se på de mest brukte aktivitetene og hva de betyr.
Borehull (eng.: boreho/e)
Dette er hull som bores for å
• påvise hydrokarboner (olje, kondensat eller gass)
• kartlegge utstrekning og omfang av funn
• produsere eller lagre hydrokarboner
• innhente opplysninger om gjennomborede formasjoner
Letehull (eng.: exploration hole)
Et letehull er et borehull som bores for å påvise hydrokarboner og
kartlegge utstrekning og omfang av funn. Letehull er en fellesbe
tegnelse for undersøkelseshull og avgrensningshull.
• Et undersøkelseshull (eng.: wildcat hole) er det første hullet som
bores i en ny blokk, eller som undersøker en helt ny og klart de
finert enhet.
• Avgrensningshull (eng.: delineation hole) er hull som bores for
å bestemme utstrekning og omfang av funn.
Produksjonshull (eng.: development well)
Produksjonshull er borehull som bores for å kunne produsere
hydrokarboner, stimulere produksjonen eller overvåke hullparame-
tere. Produksjonshull er en fellesbetegnelse for produksjonsbrønner,
injeksjonsbrønner og observasjonsbrønner.
• Produksjonsbrønner (eng.: production wells/prodiicing wells) er
brønner som produserer eller er i stand til å produsere hydrokar
boner.
• Injeksjonsbrønner (eng.: injection wells) er brønner som brukes
til injeksjon, uavhengig av formålet med injeksjonen.
• Observasjonsbrønner (eng.: observation wells) er brønner som
brukes for å overvåke hullparametere.
Havbunnskompletterte brønner
(eng.: sub-sea completed wells)
Dette er produksjons- eller injeksjonsbrønner som blir komplettert
med ventiltre på sjøbunnen eller på bunnrammer for senere tilkob
ling til en produksjonsinnretning.
Testbrønn
Dette er brønner som produserer hydrokarboner med sikte på å
evaluere hvor drivverdig feltet er i fasen før feltet settes i drift.
Boreteknologi - Noen definisjoner
Grunne hull (eng.: shallow hoies)
Dette er hul] som bores ti] et dyp mellom 25 og 200 m under sjø
bunnen.
Aktiviteter
• Forbiboring (teknisk avviksboring) (eng.: side
tracking/technical side tracking)
Forbiboring er en nødvendig boring ut til siden for å omgå ufor
utsette hindringer i borehullet. En teknisk avviksboring forand
rer ikke betegnelsen på borehullet (Boreforskriftene § 4.8.1, 2.
punktum). Med betegnelsen på borehullet mener vi en identi
fikasjon av hvor borehullet ligger, hva slags hull det er, og en
angivelse av hullhistorien. Vi skal se litt nærmere på dette sen
ere.
• Sideboring (eng.: deviation drilling)
Sideboring er boring av et hull som etter programmet bores ut
fra vertikalen. (Boreforskriftene § 4.8.1, 1. punktum).
• Avviksboring (eng.: directional drilling).
Avviksboring er boring av hull som er boret ut fra et eksiste
rende hull for å undersøke et nytt område. Dette vil være et nytt
hull med et nytt tillatelsenummer. Hullet vil beholde betegnel
sen for det opprinnelige hullet, men får tilleggsbetegnelsen A.
Dersom det bores flere hull ut fra den samme brønnen, vil disse
få betegnelsen B, C og så videre (boreforskriftene § 4.8.1, 1.
punktum).
• Gjenåpnede hull (eng.: re-entered hoies)
Dette er letehull som har vært midlertidig forlatt, og som er
gjenåpnet. Disse brønnene får betegnelsen R etter hullnumme-
ret. R2 angir at hullet har vært gjenåpnet to ganger.
• Forlatte hull (eng.: abandoned hoies)
Dette er hull som er plugget igjen og forlatt uten at en har nådd
målet. Disse brønnene får betegnelsen X etter hullnummeret.
• Innretningen (eng.: installations)
Innretningen er en betegnelse på det stedet hvor hydrokarbonene
første gang samles, eller hvor injeksjonen foregår fra. Disse be
nevnes fra A og utover til P for hvert felt.
