Table Of Content

BOREOPERASJONER OG BORETEKNIKK Einar Framnes i» NI Kl forlaget I samarbeid med ■ Nasjonalbiblioteket PETROLEUM TRAINING INSTITUTE Depot biblioteket ® NKI-forlaget 1983 ISBN 82-562-1244-6 1. utgave 1. opplag 1983 Illustrasjoner: Bjørn Norheim Omslag: Øivind Torp Det må ikke kopieres fra denne bok utover det som er tillatt etter bestemmelsene i «Lov om opphavsrett til åndsverk», «Lov om rett til fotografi» og i «Avtale mellom staten og rettighetshavernes organisasjoner om kopiering av opphavsrettslig beskyttet verk i undervisningsvirksomhet». Brudd på disse bestemmelsene vil bli anmeldt. Utgiver: NKI-forlaget, Løxavn. 15 N-1351 Rud Tlf. (02) 13 57 90 Printed in Norway by: Nanset Trykk, Larvik Forord FRA FORLAGLT Boreoperasjoner og boreteknikk inngår i NKI-forlagets serie av læremidler innen bore- og produksjonstekniske fag. Hensikten med serien er å dekke behovet for norske lærebøker både på det grunnleggende og videregående nivå i henhold til eksisterende fagplaner. Hovedsiktemålet med boka er å dekke dette fagområdet for bordekksar- beidere. På enkelte områder går boka imidlertid utover dette nivå, og kan derfor også benyttes i undervisningen på de videregående borekurs. Forlaget 3 Innholdsfortegnelse 1 Boring av en typisk Nordsjøbrønn 9 1.1 Flytting og oppankring 9 1.2 Boring av 36” hull 11 1.3 Boring av 26” hull 17 1.4 Boring av 714” hull 29 1.5 Boring av 1214” hull 32 1.6 Boring av 814” hull 33 1.7 Testing 36 1.8 Plugging og kutting 38 2 Borehastighet 40 2.1 Bruddkriterier 40 2.2 Faktorer som påvirker borehastigheten 41 2.2.1 Vektpåborekronen 41 2.2.2 Hydraulisk faktor 42 2.2.3 Rotasjonshastighet 43 2.2.4 Generelle retningslinjer for valg av type borekrone 44 2.2.5 Reologi (strømningsegenskaper) 45 3 Boring av rette hull 47 3.1 Årsaker til avvik 48 3.1.1 Vektpåborekronen 48 3.1.2 Formasjonshelning («dip») 48 3.1.3 Diskordans 48 3.1.4 Hullproblemer på grunn av retningsforandringer 49 3.2 Hvordan oppnå vertikale og rette hull? 49 3.3 Økning av helningsvinkel («build up») 50 3.4 Opprettholdelse av hullbanen 51 3.5 Reduksjon av helningsvinkel 51 4 Kontrollert retningsboring 52 4.1 Måleinstrumenter 53 4.2 Orientering av redskap 59 4.3 Utstyr for retningsboring 60 4.3.1 Whipstock 60 4.3.2 Bøyd stuss - bunndrevet motor 60 4.3.3 Andre redskaper 61 4.3.4 Bunndrevne boremotorer («down hole motors») 62 5 Fiskeoperasjoner 64 5.1 Fiskeverktøy 64 5.2 Fisking etter borerør 66 5.3 Fisking etter vektrør 72 5 6 Foringsrør 74 6.1 Foringsrørets funksjoner 74 6.2 Typer av foringsrør 74 6.2.1 Ledeforing 74 6.2.2 Toppforing 76 6.2.3 Mellomforing 80 6.2.4 Produksjonsforing 81 6.2.5 Bunnforing 81 6.3 Design av foringsrør 81 6.4 Setting av foringsrør 82 6.4.1 Forberedelser i brønnen 82 6.4.2 Forberedelser på riggen 82 6.4.3 Væskesirkulasjon 82 6.5 Gjengetyper og koplinger 83 6.6 Transport, behandling og lagring 83 6.7 Klaver for foringsrør 84 6.8 Styring, sammenskruing og senking 87 6.9 Utstyr til foringsrør 87 6.9.1 Foringsrørsko («guide shoe») 87 6.9.2 Landekrage («float collar») 88 6.9.3 Utstyr for automatisk fylling av foringsrør 88 6.9.4 Sentrerere («sentralizers») 89 6.9.5 Sementkurv («sementbasket») 89 6.9.6 Skrapere («scratchers») 90 6.9.7 Låseklemmer 90 7 Sementering 92 7.1 Sementens oppgaver 92 7.2 Komposisjon og klassifisering av sement 92 7.3 Sementpastaens egenskaper 94 7.4 Tilsetningsstoffer 95 7.5 Sementeringsmetoder 97 7.5.1 Primærsementering 97 7.5.2 Flertrinnssementering 103 7.5.3 Trykksementering 104 7.5.4 Pluggsementering 105 7.5.5 Innerstrengsementering 107 7.5.6 Forsinket størkningssementering 107 7.5.7 Utvendig sementering 108 8 Trykkforhold i formasjonen 109 8.1 Hydrostatisk trykk i væske 109 8.2 Overlagringstrykk 109 8.3 Formasjonstrykk 109 8.4 Årsaker til unormalt trykk 110 8.5 Lavtrykkssoner 111 8.6 Trykkforhold i sirkulasjonssystemet 111 8.6.1 Trykktapsberegninger 112 8.6.2 Årsaker til trykktap 113 8.6.3 Reologisk klassifisering 114 8.7 Trykk-kontroll 115 6 9 Boreslam 119 9.1 Boreslammets funksjoner 119 9.1.1 Fjerne borekaks og støv 1190 9.1.2 Rense bunnen av hullet 121 9.1.3 Kontroll av formasjonstrykk 122 9.1.4 Smøring og kjøling av borekrone og borestreng 122 9.1.5 Holde borekaks og støv i suspensjon 122 9.1.6 Danne filterkake på hullveggen 123 9.1.7 Beskytte varestreng og foringsrør mot korrosjon 124 9.1.8 Gi oppdrift til og støtte borestreng og foringsrør 124 9.1.9 Lette utskillelsen av partikler på overflaten 124 9.1.10 Overføre hydrauliske hestekrefter til borekronen 124 9.1.11 Hindre at produktive soner skades 124 9.1.12 Overføre signaler til overflaten 124 9.1.13 Minimalisere hudproblemer 125 9.2 Klassifisering av boreslam 125 9.3 Testemetoder 127 9.3.1 Måling av tetthet 127 9.3.2 Måling av viskositet 128 9.4 Tilsettingsstoffer 129 9.4.1 Vektøkende tilsettingsstoffer 129 9.4.2 Tilsettingsstoffer for viskositetskontroll 129 9.4.3 Kontroll av filtrasjonstap 129 9.4.4 Tilsettingsstoffer for tapt sirkulasjon 129 10 Pneumatiske og hydrauliske systemer 130 10.1 Preumatiske systemer 130 10.2 Hydrauliske systemer 132 10.2.1 Generell hydraulikk 132 10.2.2 Grunnleggende hydrauliske «kretser» 133 11 Boreriggens elektriske system 139 12 Referanseliste 146 Appendiks 1. Borestrengdesign 147 7 1 Boring av en typisk Nordsjøbrønn 1.1 Flytting og oppankring For å få en oversikt over de forskjellige arbeidsoperasjonene som utføres under boring, skal vi ta for oss en typisk Nordsjøbrønn. Vi antar at arbeidet utføres av en delvis nedsenkbar borerigg. Fig. 1.1 Delvis nedsenkbar borerigg Plattformen har eget framdriftsmaskineri, men av sikkerhetsmessige grun ner skal den ha sleper ombord og assistanse av forsyningsbåt. Når plattformen er kommet fram til borestedet, legges ankrene ut i et bestemt mønster (det vanlige er 8 ankre med 45° mellomrom. Se forøvrig «Plattformtyper og boreutstyr» kap. 5.1.1). 9 Fig. 1.2 Vanlig mønster for utlegging av ankre Når ankre og hjelpeankre er lagt ut og ankerkjettingene er strammet, bestemmes endelig posisjon. Fig. 1.3 Kjellerdekk. GVA5000. 10