Drilling fluid: a stochastic ROP optimization approach for the Brazilian pre-salt carbonates

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Die Öl- und Gasindustrie hat sich im Bereich Exploration in Tiefwasser und in Salzformationen weit entwickelt. Vor einigen Jahren wurde gesagt, dass die Explorationsaktivitäten in den Salzformationen mit grossen Schwierigkeiten verbunden seien. Brasilien befindet sich in einer Region von Salzformationen, die sich häufig in Tiefwasser befinden, welches mit grossen technischen Herausforderungen gebunden ist. Wenn man an das Szenario für das Jahr 2030 betrachtet, so erwartet man den Anstieg der Ölnachfrage bis zu 34 Mbbd und den Anstieg der Ölproduktion Brasiliens bis zu 4 Mbbd, was ca. 11% der globalen Nachfrage ausmachen wird. In dieser Hinsicht beschäftigt sich diese Arbeit mit dem Thema der Salzformationen Brasiliens, wobei auf die Einzelheiten der Explorationsaktivitäten ein besonderer Wert gelegt wird. Als Fallstudie wurden die Bohrdaten aus den Bohrungen 1-BRSA-329D-RJS (Parati), 1-BRSA-369A-RJS (Tupi), 1-BRSA-491-SPS (Carioca) verwendet, die für die Optimierung von Bohrungen im Karbonatgestein gedacht sind. Die Analyse von Bohrlochmessungen von BDEP inklusiv Laufzeiten der akustischen Wellen, Gamma-Strahlung-Messungen und Messungen der Formationsschüttdichte hat ermöglicht, die Eigenschaften der Boden- und Felsmechanik zu bestimmen und den Porendruck für Salz-Karbonatschichten für jede spezifische Bohrung zu extrapolieren. In dieser Hinsicht sind verschiedene Ansatzmethoden und Analysetechniken, bezüglich des minimalen verwendbaren Spülungsgewichtes, die für die Prävention von möglichem Ausbruch des Öl-Gas-Gemisches oder Zusammenbrüche der Bohrungen nötig. Das Spülungsgewicht ist einer der wichtigsten Bohrparameter, der während des Bohrens geändert werden kann; somit ist ihre Optimierung direkt mit der ROP-Optimierung verbunden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Methoden, wie man die Prozessergebnisse steuern kann. Für eine vollständige Analyse wurde eine Monte-Carlo-Simulation durch die Generierung von stochastischen Werten durchgeführt, wobei auch andere Parameter, welche das ROP beeinflussen, berücksichtigt wurden, wie zum Beispiel die Größe des Bohrmeißels, maximales Gewicht auf dem Meißel, hydraulische Kraft usw. Die große Auswahl an Steigerungen von ROP konnte in brasilianischen Salz-Formationen erreic ht werden, indem man hauptsächlich leichtere Spülungen benutzt hatte. Nur bei einer Reduzierung von einem Zehntel am Spülungsgewicht konnte die Effektivitätssteigerung für ROP von 12%, 16% und 27% für jede Bohrung erreicht werden. Man hat auch festgestellt, dass die Bohrspülung mit dem minimalen Gewicht gegen den Widerstand der Bohrlochwand nicht anwendbar ist, weil es zur enormen Reduzierung von ROP führt(15.2 ppg, 23.0 ppg und 13.8 ppg gegen 18.8 ppg, 15.5 ppg und 13.7 ppg für jede Bohrung, Beziehungsweise). Deswegen muss der minimale akzeptierbare Wert für das Bohrspülungsgewicht den Porendruck plus 3% Sicherheitsspanne beinhalten. Das Bohrspülungsgewicht, das in Brasilianischen Salz-Carbonaten verwendet wurde, hat gezeigt, dass es grösser ist als notwendig, de swegen kann es besser designt werden, um das ROP zu optimieren.

Details

Titel in ÜbersetzungBohrspülungen: Stochastische Optimisation der Eindringrate in Salz-Carbonaten Brasiliens
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Horta Nogueira, Luiz A., Betreuer (extern), Externe Person
  • Thonhauser, Gerhard, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung30 März 2012
StatusVeröffentlicht - 2012