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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER

Coiled Tubing BohrverfahrenInnovationspotenziale für die Tiefbohrtechnik

Rolf Bracke

GZB - Internationales Geothermiezentrum, Bochum

5. Tiefengeothermie-Forum

Darmstadt

15. September 2010

Coiled Tubing CT

„Coil“ ist die Trommel

„Tubing“ ist das Rohr

Kontinuierl. aufgespult Ø > 2 m

Rohr Ø ¾ - 4“ (19 – 100 mm)

Wandstärke ca. 2 – 6 mm (¼“)

> 9.000 m Länge hergestellt

σ ca. 380 – 840 N/mm²

Tubing rotiert nicht

Geschichte + Entwicklung

1944 Projekt „PLUTO“ Brennstoffe von UK nach EU sehr lange, kontinuierliche Pipelines (>10 m)

1962: CA Oil Company hat erste komplette CT Einheit, um Sandblockaden in Quellen / Rohren auszuspülen (80-100 m)

Danach zunehmender Standard in Öl- und Gasindustrie

75% des bisherigen

CT Einsatzes

Sanierung von „life wells“

Instandsetzungen

Service Bohrungen

Wenig Grass Root Drilling

75% des bisherigen

CT Einsatzes

Instandsetzungen

Service Bohrungen

75% des bisherigen

CT Einsatzes

Instandsetzungen

Service Bohrungen

75% des bisherigen

CT Einsatzes

Instandsetzungen

Service Bohrungen

CT-Komponenten

Kontinuierliches Rohr

(CT Strang + Spule)

Umlenkbogen (Guide Arch)

Einrichtung zum Drücken

+ Ziehen (Injector Head)

Dynamische Dichtung

zwischen CT Rohr / Bohrloch /

Casing (stripper / packoff device)

Blow Out Preventer (4 fach)

INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTERCT reduziert Bohrkosten + Platzbedarf + Einwirkungen auf die Umwelt

1 ha1/3 ha

Kein Verschrauben – Schneller (2-3x) - Zirkulation non-stop

Sicherer (kein Personal am Bohrloch) - Geradere Löcher

Arbeiten in „life wells“ - Weniger Personal - Geringere Kosten

Größtes Problem mit CT

Plastische Verformung

des CT Rohrs

-> Fatigue Life

-> Elektronische

Kontrolle

-> ca. 100 trips pro

CT Rohr

Gasbohrungen in E. Colorado, USA

First Highly

Efficient

Hybrid / CT-

Grass RootsDrillingBohrtiefe:ca. 1500 m

(Gas Technology Institute,CO, USA)

Einsparungen:

25-35% pro Quelle

900 m Niobrara Gas Bohrung in 19 Std. gebohrt (incl. Einrichtung + Ausbau)

ROP Bereich ca. 1 – 2,5 m/min

Entwicklung 2005-2008:

2008 ~ 1500 CT-Rigs / 3296 konventionelle Rigs

Standard Pipe vs. CTKosten für Bohrung + Ausbau (in USA)

CT: ca. 1/3

(15-50%) günstiger

2-3 x schneller

Marktentwicklung

Pipe vs. CT- Drilling(USA und weltweit)

Potentielle Märkte:

Shallow development wells

– ca. 20,000/year

Reservoir data monitoring holes

– ca. 100/year

Shallow re-entry wells

ca. 3,000/ year

Deep exploration holes

ca. 100/ year (> 3000 m)

Erste CT-Bohrung

in Geothermie

Silver Peak, Nevada / USA (2010)

Sierra Geothermal Power

7000ft. / 2130m

Coiled Tubing Slim Hole

Grass Roots

Erste CT-Bohrung

in Geothermie

Silver Peak, Nevada / USA (2010)

Sierra Geothermal Power

7000ft. / 2130m

Coiled Tubing Slim Hole

Grass Roots

Bauconsult & Sachverständigen Büro

Dr.- Ing. Ulrich Güttler

Injektor

„Goose

-Neck“

Tubing

Trommel

Kontroll-

standEnergie

versorg

Coiled

Tubing

Infrastruktur

WP-Bohrtechnik

CT-Bohrtechnik

Reservoirtec

1000 m

5000 m

1,5“ Bohr Ø

mit 1“ Ø CT

Mögliche Ziele:

Mikrobohrung

Infrastruktur

WP-Bohrtechnik

CT-Bohrtechnik

Reservoirtec

Entwicklung von

Bohrantrieben

Infrastruktur

WP-Bohrtechnik

CT-Bohrtechnik

Reservoirtec

Entwicklung von

Bohrantrieben

Infrastruktur

WP-Bohrtechnik

CT-Bohrtechnik

Reservoirtec

Fazit Entwicklung von

h-T/p-Bohrlochsensorik

Multi-Side-Track-System

Entwicklung von Coiled Tubing basierten

re-entry hydraulischen

Stimulationstechnologien

Entwicklung von

Bohrlochsensorik / Sonden

Entwicklung von

Bohrantrieben

Infrastruktur

WP-Bohrtechnik

CT-Bohrtechnik

Reservoirtec

(Jung & Sperber 2008)

Jung & Sperber 2008)

Entwicklung von

Bohrlochsensorik / Sonden

Entwicklung von

Bohrantrieben

Infrastruktur

WP-Bohrtechnik

CT-Bohrtechnik

Reservoirtec

(Jung & Sperber 2008)

• Schließung einer sehr teuren Lücke:

• Ein notwendiges Werkzeug zur

– Risk Assessment

– Risk Minimierung

(Stichwort „CBM“ im SKB in Kanada)

Geplante CT Microhole Anlage am GeothermieZentrum Bochum

zur Exploration

Namur CU-Sprockhöveler Schichten

Bernhardt-Horizont (ca. 120m)

konglomeratischer Sengsbänksgen Sandstein Bernhard-Sandstein (=Kaisberg Konglomerat)Grenzsandstein

FuE-Projekt CT/MUST

Entwicklung eines

Coiled-Tubing basierten

Multi-Side-Track EGS

• Schließung einer sehr teuren Lücke:

• Ein notwendiges Werkzeug zur

– Risk Assessment

– Risk Minimierung

(Stichwort „CBM“ im SKB in Kanada)

(Grafik Jung & Sperber; verändert)

FuE-Projekt CT/MUST

Entwicklung eines

Coiled-Tubing basierten

Multi-Side-Track EGS

beteiligte GZB-Hochschulen:

• Hochschule Bochum

• RWTH Aachen

• University of Auckland

Stadtwerke Bochum GmbH

Deutsches Bergbaumuseum

DMT GmbH & Co KG

Fraunhofer UMSICHT

Wuppertal Institut für Klima, Umwelt Energie

Delta-H GmbH

AiF / FHE xtra 2010

GeoFuelCells

Anwendung

Multi-Sidetrack-System

Kooperation:

Uni Auckland / NZL

HS Bochum

FH Gelsenkirchen

Baker Hughes Inteq

ECOS Energie

Propuls

Entwicklung von

Bohrlochsensorik

Entwicklung von

Bohrantrieben

tiltmeter

seismometer

CT-basierte hydraulische

Stimulationstechnologie

Mikroseismische

Überwachungstechnik

Entwicklung von

geophysikalischen Messsonden

Entwicklung von

Bohrantrieben

Infrastruktur

WP-Bohrtechnik

CT-Bohrtechnik

Reservoirtec

CT – „Grass-Roots

Drilling“

CT – re-entry Öl-/

Gasfeld Bohrungen

Sequestrierung

Coal-Bed Methan

Exploration

Infrastruktur

WP-Bohrtechnik

CT-Bohrtechnik

Reservoirtec

GZB - CT – Bohranlage bis > 3000 m

Investitionskosten

CT Einheit mit Trailor, Injector, Antrieb, Spule,

Guide Arch, Kran, BOP, Stripper, Truck, Pumpen etc.

CT Rohr, 1½ - 2” + Kabel etc.

BHA mit Motor, Steuereinheit, LWD Kapazität, Bit, etc.

GESAMT

~1.650.000

~ 450.000

~ 1.400.000

~ 3,5 Mill. Euro

Interesse an Kooperation ?

Vielen Dank & Glückauf!

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