Advanced Tubing Design
Abstract
Optimal oljeproduksjon krever god tilstrømning av hydrokarboner fra reservoaret til brønnen. Dette innebærer god brønndesign og en av hovedkomponentene i brønnen er produksjonsrøret. Produksjonsrøret transporterer olje og gass fra reservoaret gjennom brønnen på en trygg og kostnadseffektiv måte. Denne oppgaven gir en grundig forståelse og analyse av produksjonsrøret i en brønn.
Følgene faktorer er viktig å vurdere ved utforming av en brønn:
- Utkast av produksjonsrøret, som er et av de første elementene som bestemmes itidlig fase
- Størrelse på produksjonsrøret som bestemmer underlaget for platå-produksjon, og som dimensjonerer levetid og størrelse på prosessanlegget
- Gassløft, beskyttelse av nedihullsventilen mot scale og andre behov for intervensjon
- Materialkvalitet for å unngå korrosjon og svekkelse av produksjonsrørene
Disse er et av barriere-elementene i primærbarrieren, og må derfor være intakt for å kunneprodusere i brønnen. En god brønnintegritet innebærer sikre og gode barrierer i en brønnog er et sentralt element for utformingen av brønnen. Designingen av produksjonsrøretog foringsrøret er en viktig del av brønnintegritet som må ivaretas for å oppfylle kravenetil en brønn. Rørene bestemmes ut ifra kravene og deres eksponering for belastninger ibrønnens livssyklus.
Når produksjonsrøret skal utformes, bør alle forhold og belastninger som er mulig å oppståunder drift og vedlikehold tas i betraktning. Røret skal kunne bære vekten av forskjelligekompletteringsutstyr, samt ha en akseptabel margin for mulige kritiske belastninger somkan påvirke boreforholdene. Røret må bidra til en sikker og effektiv produksjon, samtidigmotstå mulige korroderende væsker fra reservoaret.
Denne oppgaven utdyper designet av et produksjonsrør og ulike faktorer som kan påvirkerøret. To brønner med forskjellige brønnbaner har blitt modellert og mulige belastningeri rørdesignene har blitt simulert. Modelleringen består av krefter fra trykk, temperaturog væsker, og en visualisering av hvordan røret er eksponert for hver last som er modellert.Produksjonspakningen påvirker produksjonsrøret på mange måter og derfor er resulterendekrefter og pakningskonvolutt blitt evaluert. Den endelige analysen viser hvordanrørbevegelse påvirkes av ulike belastningseffekter og hvordan disse beregningene erutført i forskjellige programvarer. Phases in an oil production involve many physical elements, and one of the major components in an oil platform is the well. This thesis details the research and depth analysisof designing a tubing, which is the production pipe in a well.
When designing a well, the following must be considered:
- Tubing design, FEED (front end engineering design)
- Tubing size, which is one among many basic procedures for determining plateauproduction. This includes the size and the life span for the platform which consistsof CPF (Central processing facility)
- Gas lift, protection of the DHSV (downhole safety valve) against scale and otherissues related to well intervention
- Material quality to avoid corrosion and weakening or damage of the production pipe
These are one of the barrier elements in the primary barrier envelope and must thereforebe intact to produce the well safely. Well integrity is a central element for the constructionof the well, especially from the safety and economical aspect. An essential part of wellintegrity is designing the tubing and casing to fit the requirements for a well. When designing a well, tubulars will be selected based on the requirements and their exposure toloads throughout the lifecycle of the well.
All conditions and loads that occur during the operation of a well should be taken careof when designing the tubing. The tubing should have an acceptable margin for criticalload cases that may affect well conditions. It should withstand burst, collapse, and tensionstresses and be able to bear the weight of completion equipment. In addition, the tubingshould resist corrosive fluids coming from the well. The tubing should help to producethe fluids from the formation in a safe manner without causing unconscionable operationproblems.
This thesis looks detailed into tubing design and possible factors that may affect the tubing.This is achieved by designing two wells with different wellpaths and analyzing thedifference. The modelling consists of forces from pressures, temperatures and fluids, andan illustration of how the tubing is exposed for each load case modelled. As packer affectthe tubing in numerous ways, the resulting forces and packer envelope have been evaluated.The final analysis shows how tubing movement is caused by different load effectsand how these are calculated in different softwares.