„UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“

Präsentation zum Thema: "„UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“"—  Präsentation transkript:

1 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Alternative Komplettierungs- und Reparaturtechnologien für Gasspeicherkavernen Andreas Brecht

2 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 10 Gliederung A) Ausgangssituation B) Konventionelle Reparaturmöglichkeiten C) Alternatives Reparaturkonzept Besondere Herausforderungen - Absperrung Kavernenhals - Dichtheit der Installation - Nachweis der Dichtheit D) Vergleich der Reparaturmöglichkeiten

3 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 20 Ausgangssituation Fertig gesolte Kavernenbohrung und mit Sole gefüllt Ankerrohrtour überdeckt Top Hole und Cap Rock Produktionsrohrtour im solfähigen Salz inkl. ausreichender Hangendschwebe Kavernenhals unterschnitten und frei befahrbar

4 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 20 Ausgangssituation Fertig gesolte Kavernenbohrung und mit Sole gefüllt Ankerrohrtour überdeckt Top Hole und Cap Rock Produktionsrohrtour im solfähigen Salz inkl. ausreichender Hangendschwebe Kavernenhals unterschnitten und frei befahrbar - BBergG, ABBergV, BVOT (bspw. Niedersachsen) - ISO-/EN-/DIN-Normen (bspw. DIN EN 1918), Richtlinien etc.

5 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 20 Ausgangssituation Fertig gesolte Kavernenbohrung und mit Sole gefüllt Ankerrohrtour überdeckt Top Hole und Cap Rock Produktionsrohrtour im solfähigen Salz inkl. ausreichender Hangendschwebe Kavernenhals unterschnitten und frei befahrbar - BBergG, ABBergV, BVOT (bspw. Niedersachsen) - ISO-/EN-/DIN-Normen (bspw. DIN EN 1918), Richtlinien etc.

6 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 20 Ausgangssituation Fertig gesolte Kavernenbohrung und mit Sole gefüllt Ankerrohrtour überdeckt Top Hole und Cap Rock Produktionsrohrtour im solfähigen Salz inkl. ausreichender Hangendschwebe Kavernenhals unterschnitten und frei befahrbar - BBergG, ABBergV, BVOT (bspw. Niedersachsen) - ISO-/EN-/DIN-Normen (bspw. DIN EN 1918), Richtlinien etc.

7 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 20 Ausgangssituation Fertig gesolte Kavernenbohrung und mit Sole gefüllt Ankerrohrtour überdeckt Top Hole und Cap Rock Produktionsrohrtour im solfähigen Salz inkl. ausreichender Hangendschwebe Kavernenhals unterschnitten und frei befahrbar Keine/schlechte Zementanbindung am Schuh der Produktionsrohrtour - BBergG, ABBergV, BVOT (bspw. Niedersachsen) - ISO-/EN-/DIN-Normen (bspw. DIN EN 1918), Richtlinien etc.

8 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 20 Ausgangssituation Fertig gesolte Kavernenbohrung und mit Sole gefüllt Ankerrohrtour überdeckt Top Hole und Cap Rock Produktionsrohrtour im solfähigen Salz inkl. ausreichender Hangendschwebe Kavernenhals unterschnitten und frei befahrbar Keine/schlechte Zementanbindung am Schuh der Produktionsrohrtour Brechdruck wird reduziert um Höhe der schadhaften Zementation - BBergG, ABBergV, BVOT (bspw. Niedersachsen) - ISO-/EN-/DIN-Normen (bspw. DIN EN 1918), Richtlinien etc. pmax/SF = TVDTop Salz * ØDENTop Hole + (TVDRS - TVDTop Salz) * ØDENSalz TVDRS_ist TVDRS_kalk Reparatur der Kavernenbohrung zur Wiederherstellung TVDRS_kalk

9 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 30 Gliederung A) Ausgangssituation B) Konventionelle Reparaturmöglichkeiten C) Alternatives Reparaturkonzept Besondere Herausforderungen - Absperrung Kavernenhals - Dichtheit der Installation - Nachweis der Dichtheit D) Vergleich der Reparaturmöglichkeiten

10 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 40 Konventionelle Reparaturmöglichkeiten Verfüllung und Neubohrung

11 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 50 Konventionelle Reparaturmöglichkeiten Verfüllung und Neubohrung Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1

12 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 60 Konventionelle Reparaturmöglichkeiten Verfüllung und Neubohrung Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1 Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #2

13 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 70 Konventionelle Reparaturmöglichkeiten Verfüllung und Neubohrung Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1 Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #2 Vollliquidierung und Re-Installation der Produktionsrohrtour

14 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 80 Konventionelle Reparaturmöglichkeiten Verfüllung und Neubohrung Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1 Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #2 Vollliquidierung und Re-Installation der Produktionsrohrtour Einbau einer inneren Rohrtour a) komplett b) Liner mit Tie-back

15 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 90 Konventionelle Reparaturmöglichkeiten Verfüllung und Neubohrung Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1 Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #2 Vollliquidierung und Re-Installation der Produktionsrohrtour Einbau einer inneren Rohrtour Alternatives Konzept (Teilliqidierung und Einbau einer inneren Rohrtour {Sonstiges (z. B. Ringraum-Nachverdichtung, -zementation etc.)} a) komplett b) Liner mit Tie-back

16 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 10 Gliederung A) Ausgangssituation B) Konventionelle Reparaturmöglichkeiten C) Alternatives Reparaturkonzept Besondere Herausforderungen - Absperrung Kavernenhals - Dichtheit der Installation - Nachweis der Dichtheit D) Vergleich der Reparaturmöglichkeiten

17 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 11 Alternatives Reparaturkonzept Ausgangszustand: solegefüllte Kavernenbohrung, drucklos Grobablauf Teilfräsen der vorhandenen Produktionsrohrtour Beseitigen des alten Zementsteins (Unterschneiden) Absperrung Kavernenhals (Zementbrücke) Einbau einer zementierten Liner-Rohrtour (alte Rohrschuhteufe) Herstellen Zugang zu Kaverne (Aufbohren) und Halskonditionierung zur Beseitigung von Zement (Unterschneiden) Einbau der Tie-back-Rohrtour Dichtheitsteste TVDRS_kalk

18 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 11 Alternatives Reparaturkonzept Ausgangszustand: solegefüllte Kavernenbohrung, drucklos Grobablauf und besondere Herausforderungen (u. a.) Teilfräsen der vorhandenen Produktionsrohrtour Fräsen über offener Kaverne Beseitigen des alten Zementsteins (Unterschneiden) Bohren über offener Kaverne Absperrung Kavernenhals (Zementbrücke) Absperrung großer Durchmesser bei Restriktion der Rohre Einbau einer zementierten Liner-Rohrtour (alte Rohrschuhteufe) Durchmesser so groß wie möglich, so klein wie nötig Herstellen Zugang zu Kaverne (Aufbohren) und Kaverne unter Druck Halskonditionierung zur Beseitigung von Zement (Unterschneiden) Werkzeugstabilisierung Einbau der Tie-back-Rohrtour Dichtheit der sensiblen Verbindung Liner zu Tie-back Dichtheitsteste Nachweis der Dichtheit der Verbindung Liner zu Tie-back ■ TVDRS_kalk continue

19 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 12 Alternatives Reparaturkonzept Absperrung großer Durchmesser bei Restriktion der Rohre Ausgangssituation: a) Bohrung unterschnitten, vor Einbau des Liners Ausgangssituation: b) zukünftig (nach Einbau der Liner-Rohrtour) Ziele: Einbringen eines mechanischen Widerlagers im Kavernenhals Absperrung der Bohrung durch eine Zementbrücke Herausforderung: DKavernenhals > 1,5 * Dcasing-Drift (z. B. >20“ aus 13 3/8“ CSG) Einsatz des UGS Spider Plug

20 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 13 Alternatives Reparaturkonzept Absperrung großer Durchmesser bei Restriktion der Rohre Ausgangssituation: a) Bohrung unterschnitten, vor Einbau des Liners Ausgangssituation: b) zukünftig (nach Einbau der Liner-Rohrtour) Ziele: Einbringen eines mechanischen Widerlagers im Kavernenhals Absperrung der Bohrung durch eine Zementbrücke Herausforderung: DKavernenhals > 1,5 * Dcasing-Drift (z. B. >20“ aus 13 3/8“ CSG) Einsatz des UGS Spider Plug Ablauf (anhand Ausgangssituation a) Einbau Spider Plug & Setzen Einbringen Kiesbrücke Setzen Zementbrücke & WOC Equipment + Service ca € Operation Success 80% Project Success 100% ca. 15 – 20 m

21 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 14 Alternatives Reparaturkonzept Ausgangszustand: solegefüllte Kavernenbohrung, drucklos Grobablauf und besondere Herausforderungen (u. a.) Teilfräsen der vorhandenen Produktionsrohrtour Fräsen über offener Kaverne Beseitigen des alten Zementsteins (Unterschneiden) Bohren über offener Kaverne Absperrung Kavernenhals (Zementbrücke) Absperrung großer Durchmesser bei Restriktion der Rohre Einbau einer zementierten Liner-Rohrtour (alte Rohrschuhteufe) Durchmesser so groß wie möglich, so klein wie nötig Herstellen Zugang zu Kaverne (Aufbohren) und Kaverne unter Druck Halskonditionierung zur Beseitigung von Zement (Unterschneiden) Werkzeugstabilisierung Einbau der Tie-back-Rohrtour Dichtheit der sensiblen Verbindung Liner zu Tie-back Dichtheitsteste Nachweis der Dichtheit der Verbindung Liner zu Tie-back ■ TVDRS_kalk continue

22 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 17 Alternatives Reparaturkonzept Dichtheit der sensiblen Verbindung Liner zu Tie-back + Nachweis Ausgangssituation: Liner-Rohrtour eingebaut und zementiert Ziele: Abdichtung der Verbindung Liner zu Tie-back Nachweis der Dichtheit Ablauf konventioneller Dichtheitstest am Rohrschuh Dichtheitstest am Liner-Kopf-Packer („von oben“) Einbau Tie-back-Rohrtour Einbau/Setzen Produktionspacker Einzirkulieren Ringraumschutzflüssigkeit Einbau (verschweißt) Produktionsrohrtour mit Ratch-Latch In-Spannung-Ziehen der Tie-back-Rohrtour Ziehen des Stopfens Dichtheitstest am Produktionspacker („von unten“) Aktivieren spannbarer Dichtpackungen Dichtheitstest der Packungen (bohrungsseitig)

23 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 17 Alternatives Reparaturkonzept Dichtheit der sensiblen Verbindung Liner zu Tie-back + Nachweis Ausgangssituation: Liner-Rohrtour eingebaut und zementiert Ziele: Abdichtung der Verbindung Liner zu Tie-back Nachweis der Dichtheit Ablauf konventioneller Dichtheitstest am Rohrschuh Dichtheitstest am Liner-Kopf-Packer („von oben“) Einbau Tie-back-Rohrtour Einbau/Setzen Produktionspacker Einzirkulieren Ringraumschutzflüssigkeit Einbau (verschweißt) Produktionsrohrtour mit Ratch-Latch In-Spannung-Ziehen der Tie-back-Rohrtour Ziehen des Stopfens Dichtheitstest am Produktionspacker („von unten“) Aktivieren spannbarer Dichtpackungen Dichtheitstest der Packungen (bohrungsseitig)

24 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 17 Alternatives Reparaturkonzept Dichtheit der sensiblen Verbindung Liner zu Tie-back + Nachweis Ausgangssituation: Liner-Rohrtour eingebaut und zementiert Ziele: Abdichtung der Verbindung Liner zu Tie-back Nachweis der Dichtheit Ablauf konventioneller Dichtheitstest am Rohrschuh Dichtheitstest am Liner-Kopf-Packer („von oben“) Einbau Tie-back-Rohrtour Einbau/Setzen Produktionspacker Einzirkulieren Ringraumschutzflüssigkeit Einbau (verschweißt) Produktionsrohrtour mit Ratch-Latch In-Spannung-Ziehen der Tie-back-Rohrtour Ziehen des Stopfens Dichtheitstest am Produktionspacker („von unten“) Aktivieren spannbarer Dichtpackungen Dichtheitstest der Packungen (bohrungsseitig)

25 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 17 Alternatives Reparaturkonzept Dichtheit der sensiblen Verbindung Liner zu Tie-back + Nachweis Ausgangssituation: Liner-Rohrtour eingebaut und zementiert Ziele: Abdichtung der Verbindung Liner zu Tie-back Nachweis der Dichtheit Ablauf konventioneller Dichtheitstest am Rohrschuh Dichtheitstest am Liner-Kopf-Packer („von oben“) Einbau Tie-back-Rohrtour Einbau/Setzen Produktionspacker Einzirkulieren Ringraumschutzflüssigkeit Einbau (verschweißt) Produktionsrohrtour mit Ratch-Latch In-Spannung-Ziehen der Tie-back-Rohrtour Ziehen des Stopfens Dichtheitstest am Produktionspacker („von unten“) Aktivieren spannbarer Dichtpackungen Dichtheitstest der Packungen (bohrungsseitig) Redundante Sicherheit der Verbindung Liner zu Tie-back inklusive nachgewiesener Dichtheit

26 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 17 Alternatives Reparaturkonzept Dichtheit der sensiblen Verbindung Liner zu Tie-back + Nachweis Ausgangssituation: Liner-Rohrtour eingebaut und zementiert Ziele: Abdichtung der Verbindung Liner zu Tie-back Nachweis der Dichtheit Ablauf konventioneller Dichtheitstest am Rohrschuh Dichtheitstest am Liner-Kopf-Packer („von oben“) Einbau Tie-back-Rohrtour Einbau/Setzen Produktionspacker Einzirkulieren Ringraumschutzflüssigkeit Einbau (verschweißt) Produktionsrohrtour mit Ratch-Latch In-Spannung-Ziehen der Tie-back-Rohrtour Ziehen des Stopfens Dichtheitstest am Produktionspacker („von unten“) Aktivieren spannbarer Dichtpackungen Dichtheitstest der Packungen (bohrungsseitig) Redundante Sicherheit der Verbindung Liner zu Tie-back inklusive nachgewiesener Dichtheit Dichtheitsnachweis am Rohrschuh kein Umsteigen von Gas im Bereich der alten Rohrtour möglich

27 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 18 Alternatives Reparaturkonzept Ausgangszustand: solegefüllte Kavernenbohrung, drucklos Grobablauf und besondere Herausforderungen (u. a.) Teilfräsen der vorhandenen Produktionsrohrtour Fräsen über offener Kaverne Beseitigen des alten Zementsteins (Unterschneiden) Bohren über offener Kaverne Absperrung Kavernenhals (Zementbrücke) Absperrung großer Durchmesser bei Restriktion der Rohre Einbau einer zementierten Liner-Rohrtour (alte Rohrschuhteufe) Durchmesser so groß wie möglich, so klein wie nötig Herstellen Zugang zu Kaverne (Aufbohren) und Kaverne unter Druck Halskonditionierung zur Beseitigung von Zement (Unterschneiden) Werkzeugstabilisierung Einbau der Tie-back-Rohrtour Dichtheit der sensiblen Verbindung Liner zu Tie-back Dichtheitsteste Nachweis der Dichtheit der Verbindung Liner zu Tie-back ■ TVDRS_kalk continue

28 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 19 Gliederung A) Ausgangssituation B) Konventionelle Reparaturmöglichkeiten C) Alternatives Reparaturkonzept Besondere Herausforderungen - Absperrung Kavernenhals - Dichtheit der Installation - Nachweis der Dichtheit D) Vergleich der Reparaturmöglichkeiten

29 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 20 Vergleich der Reparaturmöglichkeiten Beispiel Kavernenbohrung in Deutschland TVDRS_kalk = 500 m TVDRS_ist = 430 m (max. Kavernendruck reduziert um ca. 20%) Durchmesser Produktionsrohrtour 11 3/4“ Durchmesser Kavernenhals > 16“ (Grenze IBP ca. 18“) Länge Kavernenhals ca. 30 m Verfüllung und Neubohrung UT Realisierungszeit ca. 4 Monate / Kosten ca. 6,0 Mio € Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1 (Sidetrack aus ART heraus) UT Realisierungszeit ca. 4 Monate / Kosten ca. 5,0 – 6,0 Mio € Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #2 (Sidetrack aus Fenster) UT Realisierungszeit ca. 3 Monate / Kosten ca. 4,0 Mio € Vollliquidierung und Re-Installation der Produktionsrohrtour UT Realisierungszeit ca. 4 Monate / Kosten ca. 4,0 – 5,0 Mio € Einbau einer inneren Rohrtour a) komplett b) Liner mit Tie-back Alternatives Konzept (Teilliqidierung und Einbau einer inneren Rohrtour) TVDRS_ist TVDRS_kalk

30 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 21 Vergleich der Reparaturmöglichkeiten Beispiel Kavernenbohrung in Deutschland TVDRS_kalk = 500 m TVDRS_ist = 430 m (max. Kavernendruck reduziert um ca. 20%) Durchmesser Produktionsrohrtour 11 3/4“ Durchmesser Kavernenhals > 16“ (Grenze IBP ca. 18“) Länge Kavernenhals ca. 30 m Verfüllung und Neubohrung UT Realisierungszeit ca. 4 Monate / Kosten ca. 6,0 Mio € Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1 (Sidetrack aus ART heraus) UT Realisierungszeit ca. 4 Monate / Kosten ca. 5,0 – 6,0 Mio € Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #2 (Sidetrack aus Fenster) UT Realisierungszeit ca. 3 Monate / Kosten ca. 4,0 Mio € Vollliquidierung und Re-Installation der Produktionsrohrtour UT Realisierungszeit ca. 4 Monate / Kosten ca. 4,0 – 5,0 Mio € Einbau einer inneren Rohrtour a) komplett b) Liner mit Tie-back - Alternatives Konzept (Teilliqidierung und Einbau einer inneren Rohrtour) UT Realisierungszeit ca. 2 Monate / Kosten ca. 3,0 Mio € TVDRS_ist TVDRS_kalk

31 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Alternative Komplettierungs- und Reparaturtechnologien für Gasspeicherkavernen Andreas Brecht

32 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 15 Alternatives Reparaturkonzept Liner-Rohre: Durchmesser so klein wie möglich, so groß wie nötig Ausgangssituation: Bohrung unterschnitten, Kavernenhals abgesperrt Ziele: Einbau der Liner-Rohrtour gute Zementation der Liner-Rohrtour Optimierung des benötigten Equipment (Workover-Anlage) Einsatz spezieller Software (Wellplan/Landmark der Fa. Halliburton) einzelne Berechnungsetappen für mehrere Varianten Wahl der Rohrdimensionen (u. a. Berücksichtigung Lebenszeit) bestmögliche Zentrierung der Rohre Torque/Drag-Kalkulation und ggf. Optimierung der Zentrierkörbe Simulation der Zementation für optimales Zementierregime

33 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 15 Alternatives Reparaturkonzept Liner-Rohre: Durchmesser so klein wie möglich, so groß wie nötig Ausgangssituation: Bohrung unterschnitten, Kavernenhals abgesperrt Ziele: Einbau der Liner-Rohrtour gute Zementation der Liner-Rohrtour Optimierung des benötigten Equipment (Workover-Anlage) Einsatz spezieller Software (Wellplan/Landmark der Fa. Halliburton) einzelne Berechnungsetappen für mehrere Varianten Wahl der Rohrdimensionen (u. a. Berücksichtigung Lebenszeit) bestmögliche Zentrierung der Rohre Torque/Drag-Kalkulation und ggf. Optimierung der Zentrierkörbe Simulation der Zementation für optimales Zementierregime Auswahl des Equipments und entsprechender Services T-20 (Fa. UGS) Diesel-mechanisch Hakenlast 200 t Top Drive Antrieb 475 PS Hebewerk 1000 PS ... und Optimierung Franks 200 (Fa. UGS) Diesel-mechanisch Hakenlast 62 t Drehtisch Antrieb 136 PS Hebewerk 275 PS … Kostenreduzierung

34 „UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“
Folie 16 Alternatives Reparaturkonzept Ausgangszustand: solegefüllte Kavernenbohrung, drucklos Grobablauf und besondere Herausforderungen (u. a.) Teilfräsen der vorhandenen Produktionsrohrtour Fräsen über offener Kaverne Beseitigen des alten Zementsteins (Unterschneiden) Bohren über offener Kaverne Absperrung Kavernenhals (Zementbrücke) Absperrung großer Durchmesser bei Restriktion der Rohre Einbau einer zementierten Liner-Rohrtour (alte Rohrschuhteufe) Durchmesser so groß wie möglich, so klein wie nötig Herstellen Zugang zu Kaverne (Aufbohren) und Kaverne unter Druck Halskonditionierung zur Beseitigung von Zement (Unterschneiden) Werkzeugstabilisierung Einbau der Tie-back-Rohrtour Dichtheit der sensiblen Verbindung Liner zu Tie-back Dichtheitsteste Nachweis der Dichtheit der Verbindung Liner zu Tie-back ■ TVDRS_kalk continue