Simuleringsstudie ved bruk av "HeaveLock" for dempning av nedhullssvingninger som følge av hivbevegelser i rig

Abstract

Lett anskaffet olje er i dag allerede produsert. Både nye og modne felt med muligheter finnes, men mange ligger i forhold som gjør dem vanskelig å bore. Det er også en lavere oljepris enn det har vært i lang tid, som resultat av den nåværende verdenssituasjonen, og dette også et insentiv til å øke lønnsomheten i felt.

Ved boring i krevende forhold, kan Managed Pressure Drilling (MPD-teknikker) brukes for å unngå trykkrelaterte problemer. Et slikt problem er for eksempel når en flytende rigg må gjøre en forlengelse, altså å forlenge borestrengen. Da blir strengen festet til oljeriggen og eventuell hivbevegelse i riggen gjør at borestrengen fungerer som et stempel i brønnen, og skaper både høye og lave trykk. Riggbevegelser kan da ikke lenger frikoples matematisk fra strengens bevegelser, noe som gjør at konvensjonelle MPD-teknikker ikke kan brukes. Strategien i dag er å vente til at vær og vind er på et tilfredsstillende nivå, for og så gjenoppta driften.

HeaveLockprosjektet er et forsøk på å løse dette problemet. HeaveLockaktuatoren er en ventil montert inne i borestrengen, over bitet, med formålet å regulere trykksvingninger i brønnen, spesielt nedihull.

Denne avhandlingen er en simuleringstudie av HeaveLock i en oljebrønn. De viktigste parameterne i simulatoren, for funksjonen av HeaveLock når den skal gjøre en forlengelse, er identifisert. En prosedyre for fremgangsmåte er funnet, med en tilfredsstillende regulering av nedihulls trykksvingninger. Alle endringer av parametere som forbedrer prosedyren har derimot sin pris. En mindre nominell HeaveLock åpning krever et høyere pumpetrykk og skaper trykkforstyrrelse ved initialisering og terminering av HeaveLock. Tidsintervaller kan forlenges og skape bedre vilkår i forstyrrelser, men ettersom det er ønskelig å gjøre forlengelsen så effektiv som mulig, blir dette også sett som en ulempe.

En forlengelsesprosedyre er imidlertid dokumentert, og viser best mulig konfigurasjon som er funnet i denne avhandlingen. For den aktive perioden av HeaveLock, så kan rundt 70% av nedihulls trykksvingninger dempes, med 3,2 bar og 3,7 bar i nedrampingsforstyrrelse av HeaveLock.