Evaluation and comparison of drilling parameters and hardware used to improve cuttings transport and limit the thickness of cuttings accumulations in high angle and horizontal well bore sections

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Der Anstieg des weltweiten Energiebedarfs hat zu einer erheblichen Zunahme der Bohraktivitäten in geneigten und weitreichenden horizontalen Bohrungen im Besonderen geführt. Beim Abteufen dieser Bohrungen ist es relativ schwierig, den Bohrkleinaustrag in mehr als dreißig Grad gegen die Vertikale geneigten Bohrlochsabschnitten sicherzustellen. In geneigten Bohrungen sinkt das Bohrklein unter den Einfluss der Schwerkraft vertikal ab, während die Vertikalkomponente der Bohrspülungsströmungsgeschwindigkeit abfällt. "Cuttings" erreichen schon nach einer kurzen Wegstrecke die Bohrlochsunterseite. Zwischen Bohrlochswand und Bohrstrang, wo die Geschwindigkeit der Bohrspülung gegen null sinkt wird das sich ablagernde Bohrgut nicht mehr weiterbewegt und bildet ein sogenanntes "Cuttingsbett". Seit dieser Zusammenhang erkannt wurde, versucht man verschieden Einflussgrößen derartig zu verändern, dass dadurch der Cuttingstransport verbessert wird. Es wurden Pumpraten und damit die Ringraumströmungsgeschwindigkeiten erhöht, die Spülungseigenschaften verändert, die Drehzahl des Bohrstranges angehoben und / oder der Bohrfortschritt reduziert um die je Zeiteinheit anfallende Bohrgutmenge in beherrschbaren Grenzen zu halten. Höhere Fließgeschwindigkeiten der Bohrspülung erodieren abgelagerte oder sich ablagernde Cuttingsbette und stellen somit die wichtigste Einflussgröße zur Verbesserung des Bohrkleinaustrags in stark geneigten Bohrabschnitten dar. Die erforderlichen Fließgeschwindigkeiten sind aber, wie in dieser Arbeit aufgezeigt wird, wesentlich höher als sie für vertikale Bohrlochsabschnitte erforderlich wären. In vielen Fällen kommen diese Pumpraten wegen Limitationen der vorhandenen Spülpumpen oder wegen des Risikos von Bohrlochsauswaschungen nicht in Frage. Der zweite Teil dieser Diplomarbeit beschäftigt sich mit der technischen und wirtschaftlichen Bewertung von in geneigten Bohrlochsabschnitten eingesetzten speziellen Bohrstrangkomponenten wie HydroClean im Vergleich zu herkömmlichem Bohrgestänge. Die 12-1/4" und 8-1/2" Abschnitte dreier mit konventionellem Bohrgestänge abgeteuften Bohrungen ("well P", G, H), und die unter Verwendung von HydroClean gebohrten Bohrung "well C" wurden miteinander verglichen. Das Ergebnis meiner Diplomarbeit führte zum Schluss, dass mit guter Bohren-Praxis und HDP, die Bohrungszeit und -kosten in geneigten Bohrungen zwar reduziert werden können aber nicht für alle Bohrlöcher. Auf alternative mechanische Hilfsmittel zur Verbesserung des Bohrgutaustrags wurde in diesem Werk ebenfalls hingewiesen.

Details

Titel in ÜbersetzungAuswertung und Vergleich von Bohrparametern und Ausrüstung, die zur Verbesserung des Bohrkleintransportes und zur Begrenzung von Bohrkleinablagerungen in stark geneigten horizontalen Bohrlochabschnitten zur Anwendung kommen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung27 Juni 2008
StatusVeröffentlicht - 2008