TESTBENK: Stangen simulerer en borestreng. Bildet viser hvordan borestrengen går gjennom gummipakningene. (Bilde: Anders J. Steensen)
KONTROLL: - Fra disse skjermene kan borepersonellet følge noe av utviklingen brønnen og styre PCD parametrene, sier Harry Bolle. (Bilde: Anders J. Steensen)

Ingeniørbragden 2010:
Utviklet metode for sikrere boring

Siem WIS

  • Dannet under navnet Well Integrity Service i 2005
  • Administrerende direktør: Per Espen Edvardsen, som kom fra AGR
  • Direktør for forretningsutvikling: Jan Atle Andresen, som kom fra FMC Kongsberg Subsea
  • Sjef for engineering: Tom K Askeland, som også kom fra FMC
  • Ble senere en del av Siem Offshore under navnet Siem WIS
  • Har i dag 23 ansatte, med mål om å doble antallet ansatte så snart som mulig.
  • Produkter: Utstyr for trykkbalansert boring


STRAUME/SOTRA: De hadde et usedvanlig smalt borevindu under boring av brønn C-06 på Gullfaks C tidligere i år. Forskjellen mellom poretrykk og det såkalte oppsprekkingstrykket, fraksjoneringstrykket, var på kun pluss minus to bar. Kun en metode var aktuell å bruke for at det ikke skulle inntreffe ukontrollerte situasjoner under boringen, trykkbalansert boring (Managed Pressure Drilling, MPD).





Fungerte som forutsatt

For Siem WIS var dette en mulighet til å bevise at deres teknologi som var utviklet i samarbeid med Statoil kunne brukes. . Og prøven besto de med glans. Statoil var meget godt fornøyd med selve boringen. De skriver i sin rapport:

– Siem WIS har brakt et enklere system for å tette rundt borestreng som ble pilotert på Gullfaks C-06 har på mange områder kuppet teknologien rundt dette. De har brakt et enklere og sikrere system inn i industrien, både teknisk og for borepersonellet på boredekk.

– Den trykkbalanserte boringen hadde ikke noe med utblåsingen å gjøre. Boring gikk som planlagt og vårt utstyr fungerte som forutsatt, forteller senioringeniør Harry Bolle i Siem WIS.

– Statoil vurderte nøye hvorvidt de skulle bruke det foringsrøret de valgte å bruke, da det lå helt på grensen av hva som kunne tillates, forteller han.

KONTROLL: Fra disse skjermene kan borepersonellet følge noe av utviklingen i brønnen og styre PDC-paramterene. Anders J. Steensen

Styrer bunnhullstrykket

Utfordringen ved å bore i reservoarer som på Gullfaks er at reservoaret består av mange forkastninger og at det har vært produsert olje og gass fra reservoaret i mange år.

Produksjonsmetoden tidligere var basert på gass og vanninjeksjon for å opprettholde trykket i brønnene og presse oljen ut av reservoaret. Men dette har en ulempe. Det dannes soner i reservoaret hvor det er vanskelige trykkforhold og hvor tradisjonell boring kan medføre at borevæsken forsvinner ut i bergformasjonene.

Den eneste måten å løse dette på er å ha kontinuerlig styring av bunnhullstrykket, dvs., trykket der borehode arbeider.





Mange variabler

– Bunnhullstrykket påvirkes av mange faktorer. Det er vekten av boreslammet (mud), hastigheten nedover i formasjonen, rotasjonshastigheten, temperatur og elastiteten i mud, sier Bolle. Han forklarer at ved tradisjonell boring reguleres trykket på boreslammet ved at det tilsettes forskjellige materialer for å kunne regulere vekten.

– For Siem WIS var dette en mulighet til å bevise at deres teknologi som var utviklet i samarbeid med Statoil kunne brukes, forteller Bolle.

Selve regulerings algoritmen for den trykkstyrte boringen og regulering av bunnhulls trykk er utviklet av SINTEF.

På Gullfaks operasjonen hadde Siem WIs ansvar for sin PCD som sørget for tetting mellom borestreng og fôringsrør og arbeidet sammen med andre leverandører som hadde ansvar for styring og kontroll av konstant bunnhulls trykk.





STENGER RINGROMMET: Harry Bolle viser fram selve eneten som inneholder fire pakninger. Stativet bak inneholder de hydrauliske akkumulatorene som er koblet til de fire sonene i slusen. Anders J. Steensen

Helt lukket

Siem WIS PDC er et lukket system ved at Siem WIS har utviklet en sluse som tetter helt området mellom borestrengen og fôringsrøret (casingen), det såkalte ringrommet.

Det var for øvrig svakheter i casingen som medførte uhellet i forbindelse med arbeidet i brønn C-06.

I tillegg har de utviklet en enhet, en ventil som sikrer et lukket boreslamsystem når det skiftes rør i borestrengen.





Firedelt pakning

Det finnes systemer for trykkbalansert boring i dag, men der er selve lukke/slusemekanismene svært store og har kun en barriere. Siem WIS konstruksjon er annerledes. Selve slusen har fire gummipakninger som presser mot borestrengen og som virker som barrierer.

Det finnes systemer for trykkbalansert boring i dag, men der er selve lukke/slusemekanismene svært store og har kun en barriere. Siem WIS konstruksjon er annerledes. Selve slusen har fire gummipakninger som presser mot borestrengen og som virker som barrierer. TRYKK: - Trykket i hvert av de fire kamrene i slusen styres separat fra disse hydrauliske ventilene, forteller Harry Bolle. Anders J. Steensen

Mellom hver av gummipakningene reguleres trykket, slik at trykket gradvis blir lavere. Ved en eventuell skade vil ikke et fullt brønntrykk presse på den siste barrieren.

– Dette forhindrer at mud spruter over boredekk ved eventuelle brønnspark, forteller Bolle.





Kontinuerlig sirkulasjon

En annen fordel med det lukkete systemet er kontinuerlig sirkulasjon av boreslam(mud) når rør skal byttes. For å sikre at mudsløyfen er lukket, har Siem WIS utviklet en ventil som fører borelammet forbi borestrengen når rørene skal enten tas fra hverandre eller settes sammen. Denne enheten kalles for CircSub. Selve enheten er lav i forhold til konkurrerende systemer. Dette gjør det mulig å sette sammen tre og tre rørlengder når det er nødvending enten å skifte rør eller å forlenge borestrengen.

Dette gir økt sikkerhet, boreslammet kommer ikke ut på dekk eller i kontakt med boremannskapene. Slusen er konstruert slik at rørkoblingene kan passere uten at det skader pakningene.

– Med dette systemet i drift, holder boremannskapene alltid bunnhullstrykket innenfor borevinduet, sier senioringeniøren.





Også for flytere

MPD-systemet er i dag tilpasset faste installasjoner, men det utvikles også for flytende installasjoner.

– Det vil gi sikrere operasjoner under vedlikehold av eksisterende undervannsbrønner. Med vårt verktøy på plass er det mulig å gjennomføre tyngre brønnvedlikehold. sier Harry Bolle.





Les om de fem andre kandidatene til Ingeniørbragden her:

Økt utvinning viktigere enn nye funn

Ingeniørbragden 2010:<br/> AISsat-1: Tar tyvfiskere – sikrer skipsfart

Ingeniørbragden 2010:<br/> Kabelsjekk hindrer strømstans

Ingeniørbragden 2010:<br/> Finner diamanter blant gråstein