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1 International Geothermal Center Hochschule Bochum Lehrveranstaltung Bohrtechnik Kap. 7 Richtbohrtechnik Prof. Rolf Bracke Dipl.-Ing. Volker Wittig WS.

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1 1 International Geothermal Center Hochschule Bochum Lehrveranstaltung Bohrtechnik Kap. 7 Richtbohrtechnik Prof. Rolf Bracke Dipl.-Ing. Volker Wittig WS 2012/13

2 Übersicht 2 1.Aufgaben einer Bohrabteilung 2.Überblick über den Bohrprozess 3.Bohrwerkzeuge 4.Bohrstrang / Hakenlast 5. Antrieb (Kelly / Topdrive/ PDM/ Turbine) 6. Verrohrungskonzept 7. Kontrolle des Bohrlochverlaufs / Richtbohren 8. Spülungssystem, -typen und Verlustbekämpfung 9. Preventer und Kickbekämpfung 10.Technische Messungen 11. Zementation 12.Auswahl des Bohrturmes/ Anforderungen an den Bohrplatz 13. Aufbau eines Zeit- Teufendiagramms 14.Neue Technologien

3 3 Richtungskorrekturen: Ursachen Abweichung von der Vertikalität z.B. durch:  Steiles Schichteinfallen  Wechsel der Gesteinshärte  Zu hoher Meißelandruck (Biegung des Bohrstranges – Pendeleffekt)

4 4 Richtungskorrekturen: Ursachen Verwerfen des unteren Teils der Bohrung nach erfolglosen Fangarbeiten „Hindernisse“ im Landegebiet (Bauwerke, Schutzgebiete,...) planmäßige Richtungsänderungen der Bohrung: Nutzung einer vorhandenen Bohrung für weitere Bohrziele Entwicklung einer Lagerstätte von einer Bohrplattform aus

5 Geometrie einer abgelenkten Bohrung 5 Bohrlochgeometrie abgelenkter Bohrungen Inklination:Winkel zwischen Vertikalen und der Tangente des Bohr- lochs für beliebige Punkte der Bohrung Azimuth:Winkel zwischen der Nordrichtung und der in die horizontale Ebene projizierten Spur der Bohrung TVD:True vertical depth, vertikale Teufe zwischen Geländeober- fläche und dem Zielpunkt der Bohrung Horizontale Abweichung: horizontale Entfernung zwischen Ansatzunkt und Ziel- punkt der Bohrung Dog-leg:Winkeländerung (Inklination und/oder Azimuth) zwischen zwei Bohrpunkten; dog-leg severity = dog-leg über ein definiertes Teufenintervall Kick-off point:Punkt, in dem die Bohrung als gerichtete Bohrung aus der Vertikalen abweicht

6 Geometrie einer abgelenkten Bohrung 6 Gerichtete Bohrung: a. dreidimensionale Ansicht, b. Vertikalschnitt, c. Horizontalschnitt. (Rabia, H. 1985; p153)

7 Bohrlochtypen 7 Vertikale Bohrung: keine gewollte Abweichung der Bohrung aus der Vertikalen Gerichtete Bohrung Typ 1: Ablenkung in geringer vertikaler Teufe, gerichtetes Bohren mit konstantem Winkel bis Bohrziel Gerichtete Bohrung Typ 2: “S”-Typ, Ablenkung in geringer vertikaler Teufe, gerichtetes Bohren mit konstantem Winkel, erneutes Ablenken z.T. bis Vertikale Gerichtete Bohrung Typ 3: wie Typ 1, Ablenkung jedoch in größerer Tiefe Typen von gerichteten Bohrungen. (Rabia, H. 1985; p154)

8 Überwachung des Bohrlochverlaufs 8  MWD- Zur Kontrolle des Bohrfortschritts und Bohrpfades  zur Einleitung von ggf. erforderlichen Korrekturen  zur Vermeidung von Kollisionen mit anderen Bohrungen  zur Positionierung von Ablenk-Tools  zur Bestimmung der exakten Position des Bohrlochtiefsten  zur Berechnung der Dog-leg severity

9 9 Ablenkmethoden 1 Ablenkmethoden Richtkeile (whipstock)  aus Mangan- oder Chromnickelstahl  älteste Ablenktechnik  verlässlich, jedoch zeitaufwendig Vorgehensweise:  Richtkeil setzen  mit kleinem Meißel Ablenkungsbohrung ansetzen  Nach- und Weiterbohren mit vorgesehenem Meißel Problem: Einhalten der max. zul. Rohrkrümmung

10 Ablenkmethoden 2 10 Ablenkmethoden Düsenmeißel (“jetten”)  Ablenken mittels gerichtetem Düsen- strahl  abhängig von der Härte des Gebirges: ideal für weiche Formationen ungeeignet für nicht/schwach kon- solidiertes Gebirge Problem: Einhalten der max. zul. Rohrkrümmung

11 Überwachung des Bohrlochverlaufs 11 Magnetic Single / Multi Shot Gerät  Bohrlochneigung  Magnetisch Nord  (im unverrohrten Bohrloch) Schamtischer Aufbau einer Single-Shot und Multi-Shot Apparatur. (Rabia, H. 1985; p154)

12 12 Ablenkmethoden 3 Richtbohren durch Bohr- motore mit Knickstück und Bohrmotor Bent sub. (Rabia, H. 1985; p158)

13 Ablenkmethoden 3 13 Meißeldirektantriebe  modernste Technik  sehr genaues Ausrichten  hohe Maßhaltigkeit  keine zusätzl. Roundtrips  keine Probleme mit Bohrkleinsedimentation  Neigungswinkel: 0,5 – 2,5°  Neigungsübergang im Bohrloch steuerbar  Kombination mit MWD-Tool (measuring while drilling)

14 Top 10 Extended Reach Rank Horizontal Displace ment (feet) Measured Depth (feet) TVD (feet)OperatorWellArea 135,19637,0015,371BPM-16ZUK Land 234,72836,6935,436TotalCN-1Argentina 333,18134,9675,266BPM-11YUK Land 429,32431,3555,889BPM-14UK Land 527,25030,4399,501WoodsideGWA-18Australia 626,84028,5014,914TotalCS-1Argentina 726,72529,5117,188RWE-DEADieksand 5Germany 826,45030,3019,793Phillips24-3 A-14China 926,33828,5925,265BPM-5UK Land 1026,16027,9865,301TotalAS-3Argentina 14

15 15 Exxon-Mobil has completed an extended-reach well offshore southern California, which it claims is the world’s longest extended-reach well drilled from an existing offshore fixed platform drilling rig. The well drilled from the Heritage platform extends more than 9.7 kilometres horizontally and more than 2,134 metres below sea level.

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