© Untergrundspeicher- und Geotechnologie-Systeme GmbH 24.09.2013 UGS – sicherer Betrieb und...

© Untergrundspeicher- und Geotechnologie-Systeme GmbH 24.09.2013

„UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“

Alternative Komplettierungs- und

Reparaturtechnologien für Gasspeicherkavernen

Andreas Brecht


Gliederung

A) Ausgangssituation

B) Konventionelle Reparaturmöglichkeiten

C) Alternatives Reparaturkonzept

Besondere Herausforderungen

- Absperrung Kavernenhals

- Dichtheit der Installation

- Nachweis der Dichtheit

D) Vergleich der Reparaturmöglichkeiten

„UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien“ Folie 10


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



Ausgangssituation



- BBergG, ABBergV, BVOT (bspw. Niedersachsen)

- ISO-/EN-/DIN-Normen (bspw. DIN EN 1918), Richtlinien etc.



Ausgangssituation







Ausgangssituation







Ausgangssituation


Hangendschwebe- Kavernenhals unterschnitten und frei befahrbar - Keine/schlechte Zementanbindung am Schuh der Produktionsrohrtour





Ausgangssituation


Hangendschwebe- Kavernenhals unterschnitten und frei befahrbar - Keine/schlechte Zementanbindung am Schuh der Produktionsrohrtour- Brechdruck wird reduziert um Höhe der schadhaften Zementation



pmax/SF = TVDTop Salz * ØDENTop Hole + (TVDRS - TVDTop Salz) * ØDENSalz

TVDRS_kalk

TVDRS_ist


Reparatur der Kavernenbohrung zur Wiederherstellung TVDRS_kalk


Gliederung











Konventionelle Reparaturmöglichkeiten


(1) Verfüllung und Neubohrung

Folie 40





(2) Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1

Folie 50







Folie 60







(4) Vollliquidierung und Re-Installation der Produktionsrohrtour

Folie 70








(5) Einbau einer inneren Rohrtour a) komplett b) Liner mit Tie-back

Folie 80








(5) Einbau einer inneren Rohrtour

(6) Alternatives Konzept (Teilliqidierung und Einbau einer inneren Rohrtour

(7) {Sonstiges (z. B. Ringraum-Nachverdichtung, -zementation etc.)}

a) komplett b) Liner mit Tie-back

Folie 90


Gliederung











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

Folie 11

TVDRS_kalk




- Ausgangszustand: solegefüllte Kavernenbohrung, drucklos- Grobablauf und besondere Herausforderungen (u. a.)


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

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continue

Folie 11

TVDRS_kalk




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

Folie 12




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. 35.000 €- Operation Success 80%- Project Success 100%

ca. 15 – 20 m

Folie 13










Kaverne unter Druck





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continue

Folie 14

TVDRS_kalk




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

o Einbau/Setzen Produktionspackero Einzirkulieren Ringraumschutzflüssigkeito Einbau (verschweißt) Produktionsrohrtour mit Ratch-Latcho In-Spannung-Ziehen der Tie-back-Rohrtouro Ziehen des Stopfens

• Dichtheitstest am Produktionspacker („von unten“)• Aktivieren spannbarer Dichtpackungen • Dichtheitstest der Packungen (bohrungsseitig)

Folie 17









Folie 17









Folie 17









Redundante Sicherheit der Verbindung Liner zu Tie-back

inklusive nachgewiesener Dichtheit

Folie 17









Redundante Sicherheit der Verbindung Liner zu Tie-back

inklusive nachgewiesener Dichtheit

Dichtheitsnachweis am Rohrschuh

kein Umsteigen von Gas im Bereich der alten Rohrtour möglich

Folie 17










Kaverne unter Druck





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continue

Folie 18

TVDRS_kalk


Gliederung











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


UT Realisierungszeit ca. 4 Monate / Kosten ca. 6,0 Mio €

(2) Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1 (Sidetrack aus ART heraus)

UT Realisierungszeit ca. 4 Monate / Kosten ca. 5,0 – 6,0 Mio €

(3) Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #2 (Sidetrack aus Fenster)





(6) Alternatives Konzept (Teilliqidierung und Einbau einer inneren Rohrtour)

TVDRS_ist

TVDRS_kalk

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



(2) Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #1 (Sidetrack aus ART heraus)


(3) Teilverfüllung und Sidetrack-Bohrung #2 (Sidetrack aus Fenster)





-

(6) Alternatives Konzept (Teilliqidierung und Einbau einer inneren Rohrtour)


TVDRS_ist

TVDRS_kalk

Folie 21



Alternative Komplettierungs- und

Reparaturtechnologien für Gasspeicherkavernen

Andreas Brecht




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

Folie 15




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

Folie 15










Kaverne unter Druck





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Folie 16

TVDRS_kalk

Date post:	05-Apr-2015
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