NYE METODER: Resultater fra pågående P&A-Forskning

Transkript

1 Permanent plugging av brønner en HMS-utfordring? Oslo, NYE METODER: Resultater fra pågående P&A-Forskning Malin Torsæter, PhD Seniorforsker, SINTEF Petroleum AS

2 Bedre føre var enn etter snar Innretningsforskriften ( 48): Brønnbarrierer skal utformes slik at de ivaretar brønnintegritet for den lengste tiden brønnen forventes forlatt. EVIGHETS- PERSPEKTIV 2

3 Plugging nesten like omfattende som boring Fase 3 Fase 2 P&A Fase dager!

4 Hovedutfordringer Utfordringer: Tid- og riggkrevende - Rotasjonsbasert - Mange forsøk - Tunge løft - Utfelt barytt Trykk i ringrom (brønnkontroll) Utfordringer: Krever rørtrekking Tidkrevende Vanskelig tolkning - Lokasjon av sement og forsegling ~ 80% av tidsbruken Utfordringer: Tid- og riggkrevende - Rotasjonsbasert - Stålspon - Lang vasking - Korrosjon Forseglingsevne for nyskapte eller reparerte ringromsbarrierer? Utfordringer: Materialvalg (krymp, heft) Plassering Utfordringer: Endringer i reservoar og overburden over tid? Langtids-overvåkning? 4

5 Resultater fra pågående P&A-forskning med fokus på sikkerhet 5

6 Bedre planlegging Optimere læringseffekt og Database m. historiske data fra operatører. Software: "P&A-planner" minimere utslipp På tvers av felt Nasjonal skala Kvantifisere gevinst ved ny teknologi! 6 V. Oltedal et al. (2016), A Norwegian open-source P&A database with applications, accepted in SPE Economics & Management.

7 Bedre rørfjerning minimere rotasjon/overpull Realistisk utfelt mud Innovative metoder for å løsne/fjerne rør Eksplosiver Vibrasjon Temperatur Erosjon Testrigg Korrosjon Rør korroderer ved + Selv rustfritt stål fjernes på kort tid Nedkjøling ved gassekspansjon kan brukes til å sprekke opp omliggende materiale 7 A. Lavrov et al. (2016), AIMS Materials Science 3(3): J. Todorovic et al. (2016), Soc. of Petr. Eng., SPE MS

8 Pluggematerialer Langtidstesting Langtidstesting av sement og sement m/silica i autoklaver 1, 3, 6, 12 mnd 100 C, 500 bar Referanse CT-scan Råolje 12 mnd Saltvann 12 mnd H 2 S + saltvann 12 mnd H 2 S har påvirket hele prøven Konklusjoner: o Liten effekt av råolje o Moderat effekt av saltvann o Sterk negativ effekt av H 2 S o Silica-sement mer robust 8 T. Vrålstad et al. (2016), Soc. Petr. Eng. SPE MS

9 Sement og CO 2 Silica ikke alltid positivt Langtidstesting avbrutt etter 1 uke Vanlig Portland sement Tynn karbonert stripe, positiv effekt på porøsitet Helt karbonert etter 1 uke Dagens brønnkonstruksjon/plugging kan påvirke morgendagens CO 2 -lagringsmuligheter Grunnen er høy porøsitet rundt silica-korn Sement m/silica Karbonert sement SiO 2 ureagert 50 µm 9

10 Prøver fra en CO 2 -brønn K.Gawel et al., Study of materials retrieved from a Ketzin CO 2 monitoring well, Energy Procedia (2017) [coming] CO 2 -injeksjon fra Sement fra brønnplugg satt i 2013, utboret i 2015 Mikroskopistudie av brønnrør Referanse 521 m Inne i tubing Utenpå tubing Inne i casing Utenpå casing tubing casing 522 m 523 m Porer Kontaminering Sement 10 Kvaliteten på brønnsement dårligere enn i lab. Sterk korrosjon i CO 2 -brønner selv med Cr-stål.

11 Naturens egen løsning Porer/sprekker Stålrør Intakt skifer Planlegge for å bruke skifer som barriere? Hvordan kan vi best legge til rette for dette? Sylindrisk skiferprøve kryper mot rør i lab God permeabilitet trykk Skifer fra felt barriere! "Field proven" til å Dårlig vare lenge! Outcrop-skifer barriere! 11 E. Fjær et al. (2016), How creeping shale may form a sealing barrier around a well, Am. Rock Mech. Assoc., ARMA

12 Lekkasjerisiko Bry oss med små defekter? Viktig input til risiko-basert P&A Målt perm. ~100 md Defekt-permeabilitet k d = 858 md Selv små defekter har betydning! Målt perm. ~1000 md Defekt-permeabilitet k d = 6,760 md 12 Kjøller et al., Int. J. of Greenhouse Gas Contr. 45 (2016)

13 Oppsummering Vi har allerede verdens strengeste regelverk for plugging. Endringer i reservoar/ overburden? Bruker mange skattekroner på dette. Lovende metoder utvikles for å slippe å kutte/dra rør. Men vi må finne ut om det er trygt å la dem være! Materialvalg er viktig Sement degraderer under tøffe forhold, vanskelig å velge additiver. Selv små defekter langs brønner kan gi lekkasjepotensial. Kan diktere fremtidig bruk av reservoarer til f.eks. CO 2 -lagring. Skifer har potensiale til å bli god & trygg naturlig barriere. 13

14 Takk for oppmerksomheten! Kontakt: Malin Torsæter, SINTEF Petroleum Research 14