Steigerung der Effizienz und Ölproduktivität mit AICDs

Karianne Amundsen, Bereichsleiterin Skandinavien bei Tendeka (Foto: Tendeka)

Im Juni gab das unabhängige globale Komplettierungsunternehmen Tendeka bekannt, dass es den weltweit größten Auftrag zur Kontrolle von Sand und Zuflüssen für das Feld Troll auf dem norwegischen Festlandsockel (NCS) erhalten hat.

Im Rahmen des Vierjahresvertrags mit Equinor liefert und installiert das Unternehmen mit Hauptsitz in Aberdeen jährlich bis zu 100.000 Meter Sandfilter und FloSure Autonomous Inflow Control Devices (AICD) zur Fertigstellung der Sandschicht. Die Vereinbarung sieht außerdem fünf zusätzliche Verlängerungsperioden von zwei Jahren vor.

Die beiden Unternehmen arbeiten seit sieben Jahren mit Tendeka zusammen und liefern Bildschirme und ICD / AICDs für das Troll-Feld sowie andere Equinor-Lizenzen.

Seit Tendeka im Jahr 2013 erstmals FloSure-Technologie im Troll-Bereich einsetzte, wurde die vor Ort einstellbare Produktionsoptimierungstechnologie für den Einsatz in neuen und nachgerüsteten Anwendungen auf fünf Kontinenten erweitert, angefangen von geringfügigen Schwerölentwicklungen in Kanada bis hin zu neuen Feldentwicklungen in Asien und Tankdeckelerweiterungen in Kanada das reife Nordseebecken.

Der Offshore-Ingenieur sprach mit Karianne Amundsen, Scandinavia Area Manager bei Tendeka, um mehr zu erfahren.

Tendeka hat eine Geschichte mit Equinor und dem Trollfeld. Wie hat das Unternehmen den Betreiber unterstützt?
Es war eine große Freude und Erfahrung, mit Equinor auf diesem Gebiet zusammenzuarbeiten, das das Rückgrat der norwegischen Öl- und Gasförderung darstellt. Wir haben viel gelernt und freuen uns sehr darauf, die Zusammenarbeit bei der Optimierung der Produktion fortzusetzen.

Tendeka hat den weltweit größten Auftrag zur Kontrolle von Sand und Zuflüssen für das Troll-Feld auf dem norwegischen Festlandsockel erhalten
(Foto: - Harald Petterson, Equinor)

Als große Unterwasserentwicklung, die 1995 mit der Ölförderung begann, werden die multilateralen, horizontalen Bohrlöcher von Troll mit einer Gesamtlänge des Reservoirs von 3 bis 5 Kilometern in der dünnen Ölsäule gebohrt. [1] Der FloSure AICD ist mit Premium-Sandfiltern ausgestattet, um die Sand- und Zuflusskontrolle für den Dünnschichtölrand zu gewährleisten, der von einem großen Tankdeckel überdeckt wird. Ziel ist es, die Ölförderung mithilfe unserer FloSure-AICDs zu maximieren, um den Beitrag aller Reservoirabschnitte sicherzustellen und die Gasförderung zu begrenzen, indem der Gasdurchbruch und die Erstickungsgasförderung nach dem Gasdurchbruch verschoben werden. Gegenwärtig sind mehr als 50 Bohrlöcher mit AICDs ausgestattet, was einen signifikanten Anstieg der kumulativen Ölproduktion zeigt.

Inwiefern war die gemeinsame Weiterentwicklung der Technologie zwischen Tendeka und Equinor der Schlüssel zum weiteren Erfolg dieses Projekts?
Tendeka engagiert sich stark für die kontinuierliche technologische Entwicklung. In den letzten Jahren und vor der Auftragsvergabe hat Tendeka eng mit norwegischen Betreibern zusammengearbeitet, um den FloSure-AICD für die ratengesteuerte Produktion weiterzuentwickeln und zu qualifizieren und so die Gesamtleistung und die Gassteuerung zu verbessern.

Als Unternehmen sind wir seit Beginn unserer Arbeit an Troll erheblich gewachsen, und obwohl dies ein großes Projekt für das Unternehmen ist, haben wir bisher mehr als 35.000 FloSure AICD-Ventile in über 210 Bohrungen weltweit installiert. Dies zeigt eine signifikante Steigerung der kumulierten Ölproduktion und der Projektrentabilität für unsere Kunden.

Es ist eine unglaublich vielseitige Technologie. Es ist von entscheidender Bedeutung, zu wissen, wie die Technologie durch Quantifizierung des Werts und Optimierung des Designs richtig angewendet wird. Basierend auf umfangreichen Mehrphasentests haben wir unsere eigene Modellierungssoftware entwickelt, um die Leistung der AICDs in jeder Anwendung vorhersagen zu können. Hier ist unsere Expertise unübertroffen.

Es ist ein Beweis für die harte Arbeit des Teams, die Verpflichtung zur kontinuierlichen Verbesserung und eine bedeutende Investition in die Technologie zur Produktionsoptimierung, die wir für die nächsten vier Jahre mit dieser neuen Rahmenvereinbarung abgeschlossen haben.

Wie mussten sich sandbeschichtete Fertigstellungen in den letzten Jahren anpassen, um den Herausforderungen und Anforderungen intelligenter und längerer horizontaler multilateraler Bohrlöcher gerecht zu werden?
Traditionell bohrte und entwickelte die Öl- und Gasindustrie kurze vertikale Bohrlöcher, für die nur minimale und weniger komplexe Sandfertigungsanlagen erforderlich waren.

Viele heutige Brunnen sind lange horizontale Brunnen, die häufig Zuflusskontrollvorrichtungen benötigen, um den Zufluss zu steuern. In Zukunft wird es wichtig sein, verschiedene Arten der Sand- und Zuflusskontrolle in flexible Lösungen zu integrieren. Bei Troll zum Beispiel sind alle neuen Bohrlöcher Auffüllbohrlöcher, die zwischen Zweigen älterer oder verlassener Bohrlöcher gebohrt werden und Bereiche mit unterschiedlicher Ölsäulendicke schneiden. Hier müssen die Bohrlöcher sorgfältig gebohrt werden, um einen frühen Gasdurchbruch und eine Sandproduktion an der Oberfläche zu vermeiden.

Die Tiefe des Öl / Wasser-Kontakts in diesen längeren horizontalen multilateralen Bohrlöchern variiert ebenso wie die Reservoireigenschaften. Aus diesem Grund sind die Bohrlöcher mit einem integrierten Sand- und Zuflusskontrollmodul ausgestattet, das herkömmliche eigenständige Sandschirme ersetzt. Die integrierte Sand- und Zuflusssteuerung ist auch mit der intelligenten Zweigsteuerung über Intervallsteuerventile kompatibel, um den Durchfluss und den Einschaltdruck für die einzelnen Zweige zu überwachen.

Die AICD-Technologie ist von grundlegender Bedeutung für die Fortsetzung der Ölförderung bei gewinnbringenden Gewinnspannen. Aus diesem Grund wurden erhebliche mechanische Konstruktionsänderungen vorgenommen, um die Integration der Fertigstellung, die Robustheit und die Langlebigkeit in Schleifumgebungen zu verbessern

Das Verhindern eines frühen Gasdurchbruchs in Produktionsbohrungen kann die gesamte Ölrückgewinnung deutlich steigern und die Gas- und / oder Wasserproduktion verringern. Wie wird das erreicht?
Die AICDs bestehen aus nur drei Komponenten: Ventilkörper, Düse und Scheibe und sind klein genug, um in standardmäßige passive ICD-Gehäuse eingebaut zu werden. Wichtig ist, dass die Größe der Düse am Gerät basierend auf den Bohrergebnissen am Bohrgerät austauschbar ist.

AICD-Konstruktion (Bild: Tendeka)

Der AICD wird als Teil der unteren Fertigstellung mithilfe von Packern für die zonale Isolierung eingesetzt, um das Reservoir in Abteile zu unterteilen. Er kann in Sandkontrollsiebe für weiche Formationen integriert werden.

Das Gerät kann direkt in das Grundrohr eingeschraubt und das Ventil jederzeit montiert oder ausgetauscht werden. Jede Schirmverbindung kann bis zu vier mit der AICD kompatible Gewindeanschlüsse haben.

Die Vorratsflüssigkeiten treten durch den Sandfilter in die Vervollständigung ein und fließen in das Zulaufsteuergehäuse, in dem der AICD montiert ist. Die Flüssigkeiten wandern dann durch den AICD in den Produktionsstrom zur Oberfläche zusammen mit der Produktion von den übrigen Sieben.

Autonomer ICD-Flusspfad (Bild: Tendeka)

Wenn Gas oder Wasser gleichzeitig durch das AICD-Ventil strömt, erhöht sich die Geschwindigkeit von Wasser und Gas, wodurch sich der dynamische Druck verringert. Um die Durchflussrate von Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität zu begrenzen, wird durch diese Aktion die Scheibe in Richtung des Einlasses geschwenkt, um den Durchfluss zu drosseln.

Abgesehen von Troll wurden AICDs in mehr als 120 Bohrlöchern weltweit mit unterschiedlichen Lagerstätteneigenschaften und Produktionsproblemen eingesetzt. Wie ist es mit der konventionellen ICD-Technologie zu vergleichen?
FloSure-AICDs wurden erfolgreich in leichten, mittleren und schweren Ölquellen eingesetzt, um den Durchbruch von Wasser oder Gas zu überwinden und eine gleichmäßige Produktionslebensdauer sicherzustellen.

Beispielsweise wurde es auch erfolgreich als Pilotprojekt in Horizontalbohrungen auf den Feldern Jasmine und Ban Yen im Golf von Thailand durchgeführt, um den Gasdurchbruch zu verringern. Das AICD-Bohrloch fördert nun seit mehr als einem Jahr und weist ein deutlich niedrigeres Gas-Öl-Verhältnis als zuvor auf. [2]

In Kanada führte das Konzept zu einer Steigerung der Ölförderung um 150 bis 250%, während die Wasserförderung um 40 bis 50% sank. Dies führte zu einer verbesserten Kapitalrendite von mehr als 250% pro Bohrloch mit einem weitaus geringeren Risiko von Wasserproblemen im Vergleich zu den zuvor angewendeten Lösungen. [3]

Kürzlich wurden mehrere Bohrlöcher mit AICDs für einen großen Betreiber im Nahen Osten fertiggestellt. Durch die Fertigstellung der AICD konnte der Wasserverbrauch der Brunnen bei AICD-Brunnen auf unter 50% gesenkt werden, während er bei den analogen Brunnen bei 90% lag, wodurch die Wasserproduktion aus den Brüchen begrenzt wurde. Im Nahen Osten sind mehrere weitere neue AICD-Bohrlöcher in Planung.

Nach erfolgreicher Installation in Pilotbohrungen ist die Nachrüstung bestehender Fertigstellungen mit AICDs für einige Betreiber mittlerweile eine gängige Praxis.

Welche weiteren Vorteile kann dies für globale Betreiber bringen?
Tendeka hat bisher mehr als 35.000 FloSure AICD-Ventile in über 210 Bohrlöchern weltweit eingesetzt. Die Implementierung von AICDs hat die Fertigstellung und Produktion dieser Bohrlöcher nicht um Komplexität oder HSE-Risiken erhöht.

Als proaktiv-reaktives Gerät erwies sich die AICD-Fertigstellung im Vergleich zu den mit ICDs und anderen konventionellen Fertigstellungen ausgestatteten Bohrlöchern als die effizienteste Fertigstellung bei der Steuerung der Gas- und Wasserproduktion aus hochproduktiven Zonen oder Brüchen.

Die Anwendung bietet den Betreibern erhebliche langfristige Vorteile sowie eine Art Versicherungspolice gegen geologische und dynamische Unsicherheiten im Reservoir, um das Risiko und die Schwankungen der erwarteten Ölförderprofile zu verringern.

Dies zeigt deutlich, dass die Implementierung von AICDs die Ölproduktion erheblich steigern, die Lebensdauer der Bohrlöcher verlängern und letztendlich zu einer größeren Ölrückgewinnung in einer Vielzahl von Umgebungen und Anwendungen führen kann.

Verweise
1.M. Halvorsen, M. Madsen, M. Vikoren Mo, Equinor und I. Mohd Ismail und A. Green, Tendeka (2016) Verbesserte Ölgewinnung auf Troll durch Implementierung einer autonomen Zuflusskontrollvorrichtung. Eintägiges Seminar der SPE Bergen, Bergen Norwasy, 20. April 2016, SPE-180037-MS
2.M. Triandi, I. Chigbo, T. Khunmek, Mubadala Petroleum und I. Mohd Ismail, Tendeka (2018) Fallbeispiel: Einsatz autonomer Zuflusskontrollvorrichtungen zur Steigerung der Ölförderung in einem Ölrandreservoir im Golf von Thailand. ADIPEC, 12.-15. November 2018. SPE-193305-MS
3.M. Moradi, M. Konopczynski, I. Mohd Ismail und I. Oguke, Tendeka (2018) Produktionsoptimierung von Schwerölbohrungen mit autonomen Zuflussregelgeräten. SPE International Heavy Oil Conference & Exhibition, 10.-12. Dezember, Kuwait-Stadt, Kuwait. SPE-193718-MS