Vervollständigungen verbinden

Das SureCONNECT-System bietet einen modularen Ansatz, der Hydraulik, Elektronik und/oder Glasfaser in einem Systemdesign verbindet und so die Zuverlässigkeit und Konsistenz über alle Anwendungen hinweg weiter steigert. (Bild: Baker Hughes)

Vorgewarnt ist gewappnet, ein Sprichwort, das besonders bei Tiefseebohrungen zutrifft. Offshore-Bohrer verlassen sich zunehmend auf bestehende und neue Bohrlochdatentechnologien, um Entscheidungen in Echtzeit zu treffen und den Betrieb sicher zu halten.

Mehrfachabschlüsse in Offshore-Bohrlöchern ließen die Betreiber lange Zeit im Unklaren darüber, was in der Bezahlzone geschah. Die modulare Technologie, die Hydraulik, Elektrik und Glasfaser zwischen dem oberen und unteren Abschluss verbindet, liefert Reservoir-Leistungsdaten in Echtzeit.

Bei komplexen Offshore- und Unterwasserbohrungen sind häufig Komplettierungskonstruktionen mit mehreren Fahrten erforderlich, um sicherzustellen, dass die Komplettierungsbaugruppe die Tiefe erreicht, ohne das Reservoir zu beschädigen. Der Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, dass es bis vor Kurzem unmöglich war, Glasfaser-, Elektro- und Hydraulikleitungen zu verlegen, die bis zum unteren Abschluss, also dem Teil, der mit dem Reservoir in Kontakt steht, reichen.

Thomas Scott, globaler Produktliniendirektor für intelligente Produktionssysteme und Reservoirinformationen bei Baker Hughes, sagt, dass die Branche seit den 1970er Jahren mit unzureichenden Daten operiert, sodass die Betreiber nicht erkennen können, wie effizient sie eine Anlage entleeren.

Als Antwort auf dieses Problem hat Baker Hughes ein intelligentes Wet-Mate-System im Bohrloch entwickelt, das eine Echtzeit-Produktionsüberwachung und Steuerung des Komplettierungssystems im gesamten Bohrloch bei Komplettierungen mit mehreren Fahrten ermöglicht. Das SureCONNECT ermöglicht die Verbindung und Wiederverbindung der oberen Abschlusskomponenten mit dem unteren Abschluss. Das System nutzt einen modularen Ansatz, um die Hydraulik, die Elektrik, die herkömmliche Überwachungssysteme wie quarzbasierte Druck-Temperaturmessgeräte und Durchflussregelventile im Bohrloch antreibt, sowie Glasfasern in einem Systemdesign zu verbinden.

„Das SureCONNECT-System als Ganzes ist ein Tool, das es uns ermöglicht, bei der Fertigstellung mehrere Fahrten durchzuführen“, sagt Scott. „Mit diesem System können Betreiber Bohrlöcher auf eine Weise fertigstellen, die sie nie für möglich gehalten hätten.“

Das System stellt „Echtzeitdaten zur Verfügung, die wir verstehen und umsetzbar machen.“ Es geht nicht nur um die Bereitstellung von Daten, sondern was bedeutet das aus der Sicht eines Reservoirs? Was kann ich tun, um mehr Wert zu erzielen?“ Scott sagt, das System „ermöglicht die Überwachung und Kontrolle im unteren Bereich. Zum ersten Mal in der Branche haben wir jedem Bohrloch dieses Maß an Überwachung ermöglicht.“

Da die Installation dauerhaft ist, liefert sie Informationen über sich ändernde Reservoirbedingungen während der Lebensdauer des Bohrlochs. Mit dem SureCONNECT-System können auch Aufarbeitungsarbeiten durchgeführt werden, ohne dass die untere Fertigstellung wiederhergestellt werden muss, wie z. B. die Installation oder Rückholung einer elektrischen Tauchpumpe oder die Reparatur eines Sicherheitsventils, was die Bohrzeit, Sicherheitsrisiken und Ausrüstungskosten verringert.

Laut Scott soll das System den Betreibern im Kern dabei helfen, mehr Wert aus ihren Anlagen zu ziehen und gleichzeitig Effizienz und eine bessere Fernsteuerung des Betriebs zu ermöglichen. Dies geschieht durch Daten.

Unterbaugruppe des SureCONNECT-Systems mit Premier-Durchführungspacker, SureVIEW CoreBright-Faser und Druck-/Temperaturmessgeräten, die vor dem Einbau in das Bohrloch mit der unteren Fertigstellung während einer Installation westlich der Shetlandinseln aufgenommen wird. Dies war die weltweit erste Multi-Trip-Completion-Installation mit vollständiger Glasfaserfähigkeit. (Foto: Baker Hughes)

Die Glasfasertechnologie liefert Echtzeitdaten über das Reservoir durch verteilte Messungen entlang der Faserlänge. Scott sagt, dass die Faseroptik gleichzeitig verteilte akustische Sensoren (DAS) und verteilte Temperatursensoren (DTS) zusammen mit Punktdruck- und Reservoirdehnungsdaten erfassen kann. All diese Daten ermöglichen es zu erkennen, woher der Sand kommt und wo und welche Flüssigkeiten produziert oder injiziert werden. Es kann auch den Zustand der Ausrüstung überwachen, beispielsweise die Ventilschaltqualität für Sicherheitsventile und Zuflussregelventile, Strömungsanomalien wie Lecks und andere Probleme mit der Bohrlochintegrität erkennen, vertikale seismische Profilierungen durchführen, um die Eigenschaften des Reservoirs und Flüssigkeitsgrenzen im Zeitverlauf abzubilden, und eine Verdichtungsüberwachung ermöglichen durch eine Kombination aus akustischer und Dehnungsmessung.

„Wir haben diese Dinge in der Vergangenheit modelliert, und jetzt messen wir sie tatsächlich. Das Rätselraten entfällt“, sagt Scott. „Mit Glasfaser sind die Daten viel umfangreicher als mit Elektrizität. Glasfaser als Ganzes hat in den letzten Jahren begonnen, mehr Wert zu liefern.“

Und obwohl dieser Datenumfang seit langem erwünscht war, war dies jahrelang nicht möglich, teilweise aufgrund der Schwierigkeit, Glasfasern von der Breite eines menschlichen Haares im unteren Abschluss mit Glasfasern im oberen Abschluss eine Meile darunter zu verbinden Erde, sagt er.

Der Durchbruch sei mit SureCONNECT gelungen, sagt er. Er vergleicht die Wet-Mate-Verbindung mit dem Einstecken eines Stromkabels vom oberen Abschluss in eine Steckdose im unteren Abschluss. Das untere Verbindungssystem wird mit dem unteren Abschluss gelandet. Das obere Verbindungssystem, das mit dem oberen Abschluss betrieben wird, umfasst eine Reinigungssequenz, die Bohrlochrückstände entfernt. Dieses System erleichtert auch die Ausrichtung des Steckverbinders, wenn die Baugruppe mit ihrem unteren Gegenstück verbunden wird.

Das modulare System umfasst fünf Kanäle, die individuell angepasst werden können, je nachdem, wie der Fertigstellungsingenieur das Bohrloch fertigstellen möchte. Jeder Kanal unterstützt zwei Hydraulikleitungen, eine Elektroleitung oder eine Sechsfaserleitung. Die elektrischen Anschlüsse ermöglichen herkömmliche Überwachungsgeräte wie Druck- und Temperaturmessgeräte und elektrische Drosselventile im unteren Anschluss, während hydraulische Betätigungen dazu beitragen können, die Bildung von Ablagerungen oder Asphalten durch chemische Injektion zu verringern.

„Dies bietet zusätzliche Flexibilität, um Überwachungs- und Steuerungstools im unteren Abschluss zu platzieren, die zuvor nicht möglich waren. Es ermöglicht eine bessere Segmentierung und Kontrolle über die Fertigstellung“, sagt Scott.

Die über SureCONNECT verfügbaren Daten ermöglichen es den Betreibern, Entscheidungen aus der Ferne zu treffen, wodurch die Notwendigkeit, Experten ins Ausland zu transportieren, minimiert wird. Da das System mit anderen Bohrlochtechnologien kompatibel ist, die zur Absperrung von Zonen und zur Optimierung der Produktion eingesetzt werden, schafft es eine Standardisierung bei intelligenten Komplettierungsdesigns, so das Unternehmen.

Laut Baker Hughes werden die gesammelten Daten an der Oberfläche verarbeitet und in umsetzbare, datengesteuerte Lösungen umgewandelt. Eine dieser Maßnahmen könnte das Absperren wasser- und gasdominierender Zonen durch fernbetätigte Schiebehülsen sein, um die Produktion in Echtzeit zu optimieren.

Nach Angaben des Unternehmens ermöglicht SureCONNECT nicht nur die Verbindung von Elektro-, Hydraulik- und Glasfaserleitungen im Bohrloch bei Komplettierungen mit mehreren Fahrten, sondern ermöglicht auch die Erstellung von Strömungsprofilen sowie die Überwachung und Steuerung des gesamten Bohrlochs.

„Wir haben diese Dinge in der Vergangenheit modelliert, und jetzt messen wir sie tatsächlich. Das macht Schluss mit dem Rätselraten.“ – Thomas Scott, globaler Produktliniendirektor für intelligente Produktionssysteme und Reservoirinformationen bei Baker Hughes (Foto: Baker Hughes)

Anschluss am Clair Ridge
BP hat SureCONNECT in seinem betriebenen Offshore-Feld Clair Ridge westlich der Shetlandinseln eingesetzt. Dies war die weltweit erste Multi-Trip-Completion-Installation mit vollständiger Glasfaserfähigkeit. Während des Einsatzes wurden sechs optische Fasern zwischen dem oberen und unteren Abschluss verbunden. BP wird die gesammelten Daten parallel zu herkömmlichen Bohrlochüberwachungsdaten verwenden, um ein besseres Verständnis der Bruchleistung in Echtzeit zu ermöglichen.

Clair Ridge ist die zweite Entwicklungsphase des Clair-Feldes, das 1977 entdeckt wurde und mehr als 7 Milliarden Barrel Öl enthält. Clair Ridge verfügt über ein stark zerklüftetes Reservoir mit einigen Bereichen, die ziemlich viel produzieren, und anderen, die dies nicht tun. Clair Ridge, das Ende 2018 das erste Öl gefördert hat, strebt 640 Millionen Barrel förderbare Ölreserven an.

„Die Brunnen dort sind komplex. Sie sind sehr abweichend und haben verschlungene Wege“, sagt Scott. „Um dieses Reservoir effizient zu fördern, müssen sie wissen, was im Reservoir passiert.“

Er sagt, der Einsatz von SureCONNECT im Clair Ridge-Feld habe es ermöglicht, „fast sofort einen Wert zu erkennen“, indem es möglich sei, „zu erkennen, woher das Wasser kommt, und geeignete Maßnahmen zur Handhabung dieses Wassers zu ergreifen“. Sie fördern aus einem stark zerklüfteten Reservoir auf eine Weise, die ohne die SureCONNECT-Technologie nicht möglich gewesen wäre.“

Scott bezeichnet die Entwicklung von SureCONNECT als eine zwei Jahrzehnte dauernde Reise und sagt, BP und Shell seien wichtige Partner bei der Feinabstimmung des Systems gewesen.

„Wir haben im Laufe der Jahre verschiedene Aspekte davon implementiert“, sagt er.

Eine davon war eine reine Glasfaserversion, die 2012 auf dem Mars-A-Feld von Shell im Tiefseegolf von Mexiko installiert wurde. Der elektrische Anschluss wurde 2003 in Brasilien und der hydraulische Anschluss 1998 in Großbritannien eingesetzt.

Die vollständige Kommerzialisierung der modularen Version, die Glasfaser, Hydraulik und Elektrik aufnehmen und verbinden kann, erfolgte im Jahr 2019.

„Der entscheidende Punkt war, wie wir an einen Ort gelangen konnten, an dem wir dies zuverlässig tun konnten“, sagt Scott. „Es ist mehr als nur das Werkzeug selbst. Es ist der Prozess- und Projektmanagementprozess.“

„All diese Teile werden in SureCONNECT kombiniert, um es zu ermöglichen, mit weniger mehr zu erreichen“, sagt Scott. Dies passe zum Streben der Branche nach Effizienz in allen Bereichen, fügt er hinzu.

„Dies eröffnet ein völlig neues Maß an Effizienz, das uns an den Punkt bringt, an dem wir über autonome Steuerung sprechen können“, sagt er. „Sie können im Laufe der Lebensdauer des Bohrlochs mehr Vermögenswerte und Rentabilität freisetzen.“