TY - THES

T1 - Einsatz von Linern mit Inflow Control Installationen bei horizontalen Bohrungen zur Optimierung der Erdöl und -gasproduktion

AU - Massenbauer, Christoph

N1 - gesperrt bis 15-12-2022

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - Das Erdölfeld Emlichheim wird seit den 1940er Jahren durch die Wintershall Holding GmbH betrieben. Aufgrund der komplexen geologischen Struktur sowie dem Einbringen von Wasser und Wasserdampf herrschen in der Lagerstätte unterschiedliche Wassersättigungen vor. Derzeit werden horizontale Sonden durch eine Förderung mittels Gestängetiefpumpen betrieben. Es wird versucht, den Wasserzufluß durch sogenannte rubber seals zu begrenzen. Allerdings verfügen derartige seals nicht über die Dichtheit von swell packers. Bei der Installation von swell packern besteht die Gefahr, dass diese nachträglich nicht mehr gezogen werden und somit an Veränderungen des Flussprofiles nicht angepasst werden können. Bei Auftreten eines Wasser- oder Gasdurchbruches in vertikalen Sonden ist es allgemein üblich, mittels Druckerhöhung am choke Ventil am Eruptionskreuz, engl. well head oder x-mas tree, den Druck zu drosseln und somit die Fördermenge zu reduzieren. Dies hat eine reduzierte Gesamtfördermenge zu Folge, erhöht jedoch prozentuell den Anteil des geförderten Erdöl- und gases. Dieses Prinzip lässt sich in horizontalen Sonden nicht anwenden, weshalb es erforderlich wurde, neue Wege zur Produktionsoptimierung von horizontalen Sonden zu finden. Einen ersten Schritt in diese Richtung stellte die Entwicklung von Durchflusskontrollkomponenten dar, welche sich beginnend von den passive inflow control devices, kurz PICDs, bis hin zur letzten Generation, den sog. autonomous inflow control devices, kurz AICVs, entwickelten. Für das geplante Technologieprojekt stellen AICVs in Kombination mit swell packers, eingebracht in eine bestehende Komplettierung, die vielversprechendste Lösung dar. Eine Implementierung wird in den frühen Projektphasen, im Zuge dessen auch diese Masterarbeit verfasst wurde, geprüft. Zusätzlich ist angedacht, ein fein gerastertes Modell des Erdölfeldes Emlichheim zu erstellen. Dieses Modell soll mit nach der Abteufung der Sonde gewonnenen logging Daten abgeglichen und somit ein verlässliches Erdölsättigungs- und Temperaturprofil erstellt werden. Die hierzu ausgewählte Produktionsbohrung bietet eine ideale Testumgebung, da aufgrund der vorhandenen Produktionsgeschichte Förderdaten zum Vergleich mit dem modifizierten Komplettierungsdesign vorliegen und sich zusätzlich innerhalb der Förderstrecke Sektionen mit unterschiedlich starkem Wasserzufluss befinden, welche selektiv abgeriegelt werden sollen. Im Vorfeld der durchzuführenden technischen Arbeiten gibt diese Abschlussarbeit eine Übersicht über die am Markt erhältlichen Durchflusskomponenten, sowie deren Anbieter und nennt praktische Anwendungsbeispiele. Im Zuge dieser Masterarbeit erfolgte auch eine Produkt- und Anbieteranalyse. Weiter enthält die vorliegende Arbeit eine Wirtschaftlichkeitsrechnung, welche für ein derartiges Technologieprojekt unabkömmlich ist, sowie eine Risiko- und Sensitivitätsanalyse. Es werden Empfehlungen für die Durchführung von Folgeprojekten, sowie Hinweise welche Veränderungen hinsichtlich der Komplettierung in diesem Fall ratsam oder notwendig ist, ausgesprochen. Das Resümee stellt noch einmal die Erkenntnisse hervor, welche im Zuge dieser Mastarbeit gewonnen werden konnten. Zusätzlich werden Fehler und Verbesserungsvorschläge aufgezeigt und schlussendlich potentielle Einsatzbeispiele, auch an anderen Produktionsstandorten, sowohl on- als auch off-shore, genannt

AB - Das Erdölfeld Emlichheim wird seit den 1940er Jahren durch die Wintershall Holding GmbH betrieben. Aufgrund der komplexen geologischen Struktur sowie dem Einbringen von Wasser und Wasserdampf herrschen in der Lagerstätte unterschiedliche Wassersättigungen vor. Derzeit werden horizontale Sonden durch eine Förderung mittels Gestängetiefpumpen betrieben. Es wird versucht, den Wasserzufluß durch sogenannte rubber seals zu begrenzen. Allerdings verfügen derartige seals nicht über die Dichtheit von swell packers. Bei der Installation von swell packern besteht die Gefahr, dass diese nachträglich nicht mehr gezogen werden und somit an Veränderungen des Flussprofiles nicht angepasst werden können. Bei Auftreten eines Wasser- oder Gasdurchbruches in vertikalen Sonden ist es allgemein üblich, mittels Druckerhöhung am choke Ventil am Eruptionskreuz, engl. well head oder x-mas tree, den Druck zu drosseln und somit die Fördermenge zu reduzieren. Dies hat eine reduzierte Gesamtfördermenge zu Folge, erhöht jedoch prozentuell den Anteil des geförderten Erdöl- und gases. Dieses Prinzip lässt sich in horizontalen Sonden nicht anwenden, weshalb es erforderlich wurde, neue Wege zur Produktionsoptimierung von horizontalen Sonden zu finden. Einen ersten Schritt in diese Richtung stellte die Entwicklung von Durchflusskontrollkomponenten dar, welche sich beginnend von den passive inflow control devices, kurz PICDs, bis hin zur letzten Generation, den sog. autonomous inflow control devices, kurz AICVs, entwickelten. Für das geplante Technologieprojekt stellen AICVs in Kombination mit swell packers, eingebracht in eine bestehende Komplettierung, die vielversprechendste Lösung dar. Eine Implementierung wird in den frühen Projektphasen, im Zuge dessen auch diese Masterarbeit verfasst wurde, geprüft. Zusätzlich ist angedacht, ein fein gerastertes Modell des Erdölfeldes Emlichheim zu erstellen. Dieses Modell soll mit nach der Abteufung der Sonde gewonnenen logging Daten abgeglichen und somit ein verlässliches Erdölsättigungs- und Temperaturprofil erstellt werden. Die hierzu ausgewählte Produktionsbohrung bietet eine ideale Testumgebung, da aufgrund der vorhandenen Produktionsgeschichte Förderdaten zum Vergleich mit dem modifizierten Komplettierungsdesign vorliegen und sich zusätzlich innerhalb der Förderstrecke Sektionen mit unterschiedlich starkem Wasserzufluss befinden, welche selektiv abgeriegelt werden sollen. Im Vorfeld der durchzuführenden technischen Arbeiten gibt diese Abschlussarbeit eine Übersicht über die am Markt erhältlichen Durchflusskomponenten, sowie deren Anbieter und nennt praktische Anwendungsbeispiele. Im Zuge dieser Masterarbeit erfolgte auch eine Produkt- und Anbieteranalyse. Weiter enthält die vorliegende Arbeit eine Wirtschaftlichkeitsrechnung, welche für ein derartiges Technologieprojekt unabkömmlich ist, sowie eine Risiko- und Sensitivitätsanalyse. Es werden Empfehlungen für die Durchführung von Folgeprojekten, sowie Hinweise welche Veränderungen hinsichtlich der Komplettierung in diesem Fall ratsam oder notwendig ist, ausgesprochen. Das Resümee stellt noch einmal die Erkenntnisse hervor, welche im Zuge dieser Mastarbeit gewonnen werden konnten. Zusätzlich werden Fehler und Verbesserungsvorschläge aufgezeigt und schlussendlich potentielle Einsatzbeispiele, auch an anderen Produktionsstandorten, sowohl on- als auch off-shore, genannt

KW - Inflow control

KW - oil and gas recovery

KW - water cut reduction

KW - risk and sensitivity analysis

KW - market alaysis

KW - economics

KW - Produktionsoptimierung

KW - Eröl

KW - Erdgas

KW - horizontale Bohrungen

KW - Verwässerung

KW - AICV

KW - AICD

KW - ICV

KW - Risikobeurteilung

KW - Wirtschaftlichkeitsrechnung

KW - Sensibilitätsanalyse

KW - Markt- und Anbietervergleich

KW - Einsatzbeispiele

M3 - Masterarbeit

ER -