Brøndgeometri
Igennem en lang årrække er der blevet udviklet en række teknologier, der gør det muligt at orientere en brøndboring i næsten hvilken som helst retning. Udviklingen er foregået løbende fra let devierede brønde til brønde med ultralange horisontal-rækkevidder på over 10 kilometers dybde. Disse brøndes horisontale dimension overstiger langt den vertikale dybde reservoir til havbund.


Foto: Maersk Oil


Billedet herover viser tre jack-up borerigge [Borerigge] igang med at bore fra et kompleks af brøndhoved- og produktionsplatforme. Riggenes Canteliver-dæk er skudt ud over platformene, og selve brøndene bores ned igennem platformene.

De brønde der bores fra platformene på dette foto, er med al sandsynlighed planlagt som horisontale produktionsbrønde. En platform med omgivende infrastruktur er en meget dyr installation. Derfor er det en fordel, hvis brøndene der skal producere til platformen, kan producere fra så udbredt et område som muligt.

Grafik: Erik Nygaard, GEUS


Herover er vist en principskitse for en horisontal brønd. Fjernest på figuren skimtes brøndens "byggesektion", hvor borevinklen gradvist ændres hen imod vandret. Det er vigtigt at overgangen mellem vertikal og horisontal boring er så jævn som mulig. Et meget ujævnt og "bukket" forløb er svært at passere med den roterende borestreng og kan begrænse brøndens horisontale rækkevidde. I den yderste konsekvens kan en bukning i borehullet trætte det roterende borerør, så det til sidst knækker over og efterlader den yderste del af borestrengen i hullet.

Grafik: Mads S. Eegholm, Maersk Oil


I ovenstående grafiske repræsentation ses Tyra feltet mod nord med sine to platformscentre - Tyra Øst og Tyra Vest - gengivet som to røde bolde, dér hvor brøndene samles. Længere nede til højre ses Tyra Sydøst platformen. Den overflade der er vist på billedet, er toppen af Danien-kalken. Brøndene fra de tre platformscentre er boret ned mod toppen af strukturen eller den øvre del af flanken, og herfra orienteres de vandret og placeres i kalken så tæt på toppen som muligt. På denne måde produceres gassen mest effektivt.

Når så mange brønde er boret så tæt, stilles der store krav til operatørens viden om placeringen af de brønde, der ér boret og dem, der aktuelt bores - det vil være katastrofalt at gennembore en producerende brønd. Derfor måles positionen af borehovedet for hver 30 meter der bores, så man har en nøjagtig kortlægning over, hvor brøndene befinder sig.

Men hvordan foregår styringen i praksis? Hvordan kan det lade sig gøre at bøje op imod 15 kilometer roterende jernrør med en diameter på cirka 20 centimeter fra vertikal til horisontal orientering?

Der findes i princippet tre måder hvorpå man kan styre en brønd. Den ældste teknik involverer et rør med en meget svag bukning over en turbine, der er placeret lige over borekronen. Når man vil bore ligeud, roteres hele strengen indbefattet bukningen. Vil man bore i en bestemt retning, orienteres hele borestrengen, så det bukkede rør styrer borekronen ind i denne retning. Når det er gjort, pumpes der mudder igennem borestrengen, hvilket får turbinen til at rotere borekronen, mens selve borestrengen holdes stationær. Derved arbejder borekronen sig dybere i hullet, mens selve borestrengen kommer glidende bagefter.

Grafik: Erik Nygaard, GEUS


De to andre mere moderne teknikker, der primært anvendes i dag, involverer et instrument lige bag borekronen, der bærer en ikke-roterende muffe, se figuren ovenfor. Denne muffe fastholdes imod borehullets væg, mens et hydraulisk system enten skubber eller peger borekronen i den retning, man ønsker at bore. Selve borestrengen roterer hele tiden.
Med hensyn til rørets bøjning er svaret faktisk ret enkelt: Mens et jernrør på én meters længde og en diameter på 20 centimeter forekommer ubøjeligt, er det en helt anden sag når røret er et par kilometer langt. Den gennemsnitlige bøjning af et borerør overstiger sjældent mere end 4 grader over 30 meter, og som regel er den noget mindre.

Foto: Maersk Oil


Foto: Maersk Oil


Billederne herover viser de to typer af borekroner, der primært anvendes. Borekronen til venstre er en såkaldt kegleborekrone. De tre kegler roterer mod borehullets bund, og keglernes tænder slår således borespåner løs fra bunden. Der er en konstant strøm af boremudder igennem borekronen. Mudderet renser borekronen, og mudderstrømmen transporterer borespånerne til overfladen.

Borekronen til højre er af PDC typen. PDC er en forkortelse af Polycrystaline Diamond Cutters. Navnet refererer til borekronens tænder, hvis flader er lavet af syntetiske diamanter. I modsætning til kegleborekronen har PDC borekronen ingen roterende dele og har dermed mindre risiko for at falde fra hinanden, mens der bores. Derfor kan man bruge en PDC-borekronen i væsentlig længere tid.