Med hjernen i brønnen

  • offshore

Trondheim: Moderne oljeboring foregår ikke i blinde. Bak et moderne borehode sitter instrumenter og sensorer som skaffer data til boreoperasjonen og til senere bruk. Det høres enkelt ut, men slik innsamling støter på store utfordringer.

Selv om det er mulig å samle inn store mengder data er problemet hvordan disse skal sendes til overflaten. Den mest effektive metoden for å gjøre measurement while drilling er å sende trykkpulser gjennom slamstrømmen på innsiden av borestrengen; mudpulse.

Problemet med denne metoden er den lave dataraten, som kan synke til under et bit per sekund når borehullene blir lange. Bare de sensordataene fra borehodet som trengs til selve boreoperasjonen, for eksempel slike som angår borekronens posisjon i forhold til oljeførende lag, blir sent opp gjennom mudpulsing.

De andre dataene som beskriver borehullet og geologiske parametere i større detalj, slik som bakgrunnsstråling, temperatur, trykk og tetthet blir lagret i en minnebrikke. De blir lest hver gang borehodet kommer til overflaten. Med slike metoder; logging while drilling, kan oljeselskapene unngå å logge brønnen ved å senke ned instrumenter etter at boringen er utført

Vanskelig område

- Det er svært viktig å hente opp gode data fra boreoperasjonene, sier forskningssjef i SINTEF Petroleumsforsknings avdeling for brønn- og produksjonsteknologi, Fridtjof Nyhavn.

Selv om seismikken er aldri så god gir den bare et omtrentlig bilde fordi tolkningen vanskeliggjøres av flere forhold. Lydhastigheten varierer mye på ulike dyp, noe som gir usikre dybdeestimater. Et annet forhold er geologiens kompleksitet, som i feltene utenfor Midt-Norge, med mange forkastninger. I slike tilfeller kan alternativet være å styre etter informasjon fra resistivitetssensorer under boring.

- Slike sensorer måler endringer i ledningsevne i formasjonen og gir dermed informasjon om hvilket lag borekronen befinner seg og hvor vi skal lede strengen for å komme frem til det olje- eller gassførende laget. Analyse av det borekakset som kommer opp gir også en god pekepinn. Slike målinger gjør også at vi kan justere inn de seismiske dataene slik at kartet stemmer med terrenget, forteller han.

Lav hastighet

I følge Nyhavn ser det ut som om mudpulsing er kommet for å bli. For å redusere datamengden så mye som mulig før de sendes opp som trykkpulser kan målingene behandles nede i brønnen i en digital signalprosessor. Alle potensielt lovende alternative metoder som er testet ut, slik som akustisk overføring i selve borestrengen og ulike former for radioteknologi, har til nå ikke gitt signifikant høyere datarate i praksis.

- Vi skulle svært gjerne hatt en kilobit i sekundet eller mer. Det ville gitt oss en rekke nye muligheter, slik som å overvåke borekronen bedre mens vi borer. Det ville vært enkelt å instrumentere en borekrone med for eksempel flerakse vibrasjonssensorer, men å overføre slike tilstandsdata i sann tid strander på datakapasitet. Derfor får andre og viktigere måledata prioritet og så får vi heller leve med usikkerheten om hvordan borekronen har det, sier Nyhavn

Overføring av data fra boreoperasjonen mens den pågår har bidratt kraftig til å øke kvaliteten og senke kostnadene på de rundt 20 000 brønnene som bores årlig verden rundt. Boreteknikken har utviklet seg mye raskere enn selve kompletteringen av brønnen som består i å klargjøre den for produksjon med casing, produksjonsrør, pakninger og liknende.