1

Suvremeni tehnološki pristup pri izgradnji i opremanju proizvodnih bušotina na plinskom polju IKA

S. Jovović, Ž. Bolarić, G. Lešković, D. Zadravec

PRELIMINARY COMMUNICATION

Ključne riječi: vodoravna bušotina,koso-usmjerena bušotina,pješčani zasip, jednozonsko i dvozonsko proizvodno opremanje

Key words: horizontal well, slanted well, gravel pack, single and dual completion

Sažetak: Cilj ovog rada je prikazati suvremeni tehnološki pristup pri projektiranju izgradnje i opremanja proizvodnih bušotina jadranskih plinskih polja, proizašlog iz tehnoloških kriterija kojima su danas uvjetovani rudarski radovi na moru. Tehnološki pristup koji se očitovao u tipu konstrukcije i opremanja bušotina, načinu izvođenja radova i primjeni suvremene opreme, omogućio je smanjenje broja bušotina i platformi, a ujedno i privođenje proizvodnji svih relevantnih ležišta, što je nakon 20 godina od prvih razradnih planova, projekt ponovno učinilo aktualnim. Za primjer u ovom radu bit će prikazane tehnologije bušenja i opremanja na polju IKA, kao najzahtjevnijeg s obzirom na veliki broj proizvodnih ciljeva, kao i njihovu različitost u uvjetima strukturnog zalijeganja. U godini 2004 / 2005., izgrađene su i opremljene bušotine na platformama IKA A i IKA B, plinskog polja IKA:

- IKA A : 2 vodoravne i 1 koso-usmjerena bušotina; - IKA B : 2 koso usmjerene bušotine.

S tehnološkog stanovišta, bilo je potrebno izgraditi vodoravne bušotine i koso usmjerene bušotine (do 63 °), uz primjenu tzv. otvorenog opremanja kanala bušotine za karbonate i primjenu pješčanih zasipa u kosom djelu kanala istih bušotina s ciljem opremanja 17 nekonsolidiranih turbiditnih pješčanih ležišta. Zahtjev za postavljanje pješčanih zasipa je bio selektivno opremanje svakog ležišta, kako bi se tijekom proizvodnog vijeka, svako zavodnjeno ležište moglo izolirati. Zahvaljujući uspješno primijenjenim tehnologijama bušenja i opremanja na projektima Sjevernog Jadrana, u odnosu na razradne scenarije iz 80-tih i ranih 90-tih, smanjen je broj proizvodnih platformi i bušotina, a broj ležišta koja su puštena u proizvodnju se bitno povećao.

2

1.UVOD 1.1 Opće karakteristike polja IKA Plinsko polje IKA smješteno je u podmorju Jadrana u južnom dijelu Ugovornog područja Sjeverni Jadran, oko 60 km jugozapadno od Pule, oko 30 km jugoistočno od polja Ivana, i u neposrednoj blizini plinskih polja IDA, IRINA i ANNAMARIA. Dubina mora iznosi oko 55-60 m. Položaj polja prikazan je na slici 1. Polje je otkriveno 1978.g. bušotinom J-18/1, od kada je do sredine 80-tih izrađeno 17 istražnih i dvije ocjenske bušotine u zoni današnjeg polja. Bušotine su potvrdile plinska zasićenja u klastičnim sedimentima kvartara i u karbonatnim naslagama mezozoika. Otkrivena ležišta se nalaze na dubinama od 950 do 1465 m TVDssl, a hidrodinamskim ispitivanjima provedenim na 10 bušotina u zonama plinskog zasićenja, utvrđeno je da ležišta spadaju u ležišta suhog plina koji u sastavu sadrži metan (>99 %) uz primjese CO2 i N2, a karbonatno ležište i H2S čiji udio varira s dubinom (<27 ppm). Također je utvrđeno da se i pri malim depresijama na sloj, pokreće pijesak iz formacije i ulazi u bušotinu. Polje IKA je prema strukturnim i hidrodinamskim osobinama podijeljeno u tri strukturna uzvišenja: A, B i C (slika 1). Pješčana ležišta su izgrađena od slabo konsolidiranih pješčenjaka, siltoznih pješčenjaka i siltita djelomično proslojenih glinama i glinovitim laporima. Srednje efektivne debljine pješčanih ležišta se kreću od 1-3 m, srednje vrijednosti šupljikavosti od 25-32%, a propusnosti od 20-150 mD. Karbonatna ležišta predstavljena su različitim tipovima vapnenaca, dolomitiziranim vapnencima i dolomitima koji su karakterizirani primarnom i sekundarnom šupljikavošću. Srednja efektivna debljina za karbonatno ležište je 17,4 m, srednja šupljikavost 10%, dok se vrijednost propusnosti kreće od 16 do 165 mD u ovisnosti o strukturnom položaju bušotine.

1 1 1 3 . 8

3 . 0 4 3 1

5 . 4 2 1 1

9 8 2

9 8 2

1 0 0 6

6 0 0 1

1 0 1 3 1 0

2 2 1

0 5 6

6 5 0 1 5 1 1

1 1 5

6

1 1 5

6 5 . 9 6 1 1

5 . 5 0 2 1

1 2 0 5 . 5

2

1 2 1

7 5

5 . 7 1 2 1

1 2 4 1 1 6 9

. 5 8 3

3 . 8 4 2 1

1 1 0 6 . 3 1 1 4 9 . 3

1 1 9 5 . 3 1

2 2 6

. 3

1 0 7 5 . 8 1

0 9 9

. 3

1 1 0

6 .

3 1 1 2 9 . 8

J-18/6 J-

18/6a IKA-A

5000 1000 0 1000 2000 3000 4000 METRES

537200

0 537400

0 537600

0 537800

0 538000

0 538200

0 538400

0 538600

0 538800

0 539000

0 539200

0 539400

0 490400

0

490600

0

490800

0

491000

0

491200

0

491400

0

491600

0

491800

0

492000

0

492200

0

J-18/4 J-18/13

J-18/8 J-18/7

J-18/3

J-18/10 J-18/6 J-18/6a

IKA-A

J-18/1

J-15/7 J-18/5

J-18/2 IKA-B

J-17/2

J-18/12

9 5 7 . 3

1 4 6 5

1 1 1

7 . 8 1 1 2

2 . 8

-

Ika-1 Ika-2

J-18/11

-1106,3 -957, 3 -1149,3 -1226,3 -1195,3

PLQ-

A7 PLQ-

A1 PLQ-

B2 PLQ-

D1 PLQ-

C1

POOL

B

Carbonat

e reservoir

(A+B)

PLQ-

A1 PLQ-

A3 PLQ-

A5 PLQ-

B PLQ-

B1 PLQ-

B2 PLQ-

B4

PLQ-

A1 PLQ-

A3 PLQ-

A4 PLQ-

A5 PLQ-

A6 PLQ-

A7 PLQ-

A9 PLQ-

A12 PLQ-

B1 PLQ-

B3 PLQ-

C1 PLQ-

D1 -1465,0

-1075,8 -1099,3 -1106,3 -1113,8 -1117,8 -1122,8 -1129,8 -1340,3

-982, 0 -1006,0 -1013,0 -1022,0 -1056,0 -1124,5 -1152,3 -1156,0 -1169,5 -1205,5 -1217,5 -1248,3

POOL

A FAULT

LEGEN

D: ABANDONED WELL

(GAS ) ABANDONED WELL

(WATER) PLATFORM

LOCATION

POOL

C

Carbonat

e

reservoir

Field contacts:

Pula

A

B

IVANA

IRINA

ANDREINA

IDA

IKA

4 9 60 000

4 9 35 000

4 9 10 000

4 8 85 000

5 365 000

5 390 000

5 415 000

ANNA -

M ARIA

0 50 km

Fig. 1 Ida Field - Location Map

Slika 1. Strukturna karta ležišta u plinskom zasićenju na polju IKA

3

1.2 Razvoj razradnog plana Na temelju podataka 2D seizmike, bušotinskih podataka i podataka HD ispitivanja, izrađena je prva Razradna Studija1 kojom su procijenjene utvrđene geološke rezerve za ukupno 21 ležišta (pješčenjaci+karbonati), dok je razradni plan predviđao puštanje u proizvodnju samo karbonatnog ležišta. Procijenjeno je da bi niska propusnost pješčanih ležišta limitirala efikasnost pješčanih zasipa. Nadalje, njihova mala debljina, nemogućnost raskrivanja u vrhu strukture, nepoznato lateralno rasprostiranje, kao i nemogućnost vertikalne zonacije ležišta, onemogućavali su pouzdanu procjenu pridobivih rezervi. Problemi vezani uz crpljenje karbonatnog ležišta su se odnosili na nepovoljan oblik ležišta zahtijevajući velik broj bušotina za efikasno dreniranje, te rizik crpljenja uz postojanje podinskog i bočnog vodenog bazena. Tijekom 1997.g. snimljena je 3D seizmika na cijelom Ugovornom području. Na temelju interpretacije 3D seizmike, integrirane sa svim postojećim bušotinskim podacima, napravljena je revizija potencijala ugljikovodika. Studija izvodljivosti za plinska polja ANNAMARIA, IKA I IDA2 razradila je osnovna tehnološka rješenja u izgradnji bušotina i njihovom opremanju s obzirom na veliki broj potencijalnih proizvodnih ciljeva i njihove karakteristike. Razradnom studijom3, je na temelju dinamičkog modela definirano 17 pješčanih ležišta i 1 karbonatno ležište za proizvodnju, kao i konačni razradni plan: 5 bušotina (3 koso usmjerene i 2 vodoravne) s 2 proizvodne platforme. Nakon razmatranja mnogih razradnih scenarija, izgradnja 2 vodoravne bušotine je pokazala prednost u postizanju većeg krajnjeg iscrpka (15% više u odnosu na koso-usmjerene bušotine), te u manjem riziku od prodora vode iz podinskog i bočnog vodenog bazena. Detaljni izvedbeni projekti4 rađeni tijekom 2002/2003 rješavali su problematiku izgradnje vodoravnih bušotina i koso usmjerenih bušotina (i do 63 °), uz primjenu tzv. otvorenog opremanja kanala bušotine za karbonate i primjenu pješčanih zasipa u kosom dijelu kanala istih bušotina (siltozni pješčani slojevi). Zahtjev za postavljanje pješčanih zasipa je bio selektivno opremanje svakog ležišta, kako bi se tijekom proizvodnog vijeka, svako zavodnjeno ležište moglo izolirati. Daljnji zahtjev je bio postavljanje pješčanog zasipa metodom frakturiranja, kako bi se ujedno omogućila stimulacija siltoznih pješčenjaka. Opremanje bušotina je planirano jednostrukom i dvostrukom opremom. Koncentracije H2S- a zahtijevale su korištenje alata za bušenje i opreme za opremanje kvalitete otporne na djelovanje H2S- a (zaštitne cijevi, uzlazne cijevi, podzemna proizvodna oprema, bušotinske glave i erupcijski uređaji ) te sredstava za otkrivanje, čišćenje isplake i zaštitnih sredstava za rad u H2S uvjetima. Razrada polja IKA započela je u rujnu 2004.g. u sklopu razrade ostalih jadranskih polja u ugovornim područjima Sjeverni Jadran i Aiza-Laura.

2. IZGRADNJA BUŠOTINA 2.1 Projektni zadatak za izgradnju bušotina

Broj proizvodnih ciljeva, uvjeti njihovog zalijeganja, kao i predviđena shema opremanja, uvjetovali su tipologiju putanja (trajektorija) bušotina u fazi projektiranja, odnosno njihov smjer (azimut), otklon od osi (inklinaciju). S obzirom na navedeno, najzahtjevniju konstrukciju imala je bušotinu IKA A-1 DIR, čiji je osnovni cilj bio raskrivanje brojnih

4

proizvodnih pješčanih ležišta, ali istovremeno i raskrivanje karbonatnog ležišta u svrhu potvrde kontakta plin/voda, te vertikalne zonacije ležišta na temelju koje je omogućeno optimalno pozicioniranje vodoravnih kanala bušotina IKA A-2 HOR i IKA A-3HOR u zonama najboljih petrofizikalnih karakteristika. Obzirom na strukturni pomak između pješčanih i karbonatnog ležišta, povećanje otklona od osi ide do vrijednosti 63°, zatim zadržava taj kut prolazeći kroz ležišta u pješčenjacima, a na kraju se smanjuje na 23° čime postiže modificirani ''S'' oblik . Kod vodoravnih bušotina na platformi IKA A, povećanje otklona od osi je konstantno sve do vodoravnog dijela kojim bušotina prolazi kroz primarno ležište, dok svojim kosim dijelom 55° prolazi kroz ležišta plina u pješčenjacima . Bušotina IKA B – 1 DIR dostiže kut od 53° prolazeći kroz ležišta u pješčenjacima također predviđenim za opremanje, te ga smanjuje na 48° ulazeći u vapnenačko ležište. Bušotina IKA B – 2 DIR, čiji je zadatak bio samo raskrivanje karbonata, ima konstantno povećanje inklinacije do 34°, zadržava tu vrijednost i ulazi u ležište.Trodimenzionalni prikaz putanja (trajektorija) bušotina na obje platforme polja IKA prikazan je slikom 2. U tabeli 1 prikazane su projektirani elementi usmjerenja bušotina.

Platforme IKA A i IKA B

IKA B

IKA A

Slika 2. Trodimenzionalni prikaz putanja bušotina na platformama IKA A i IKA B

5

Tablica 1. Projektirani elementi usmjerenja bušotina

2.2 Primjenjena tehnologija izgradnje bušotina S prethodno postavljenih radnih platformi IKA A (jacket - konstrukcija na 4 noge usađene i temeljene u morsko dno) i IKA B (monopod), kroz ugrađene konduktor cijevi promjera 508 mm (20''), slijedom izrade bušotina po istim fazama, izgrađene su proizvodne bušotine. Na platformama su ugrađene i po jedna rezervna konduktor cijev istog promjera. Sve konduktor cijevi ugrađene su do dubine 130 m mjereno od vrtaćeg stola samopodizne bušaće platforme, a penetracija u morsko dno im je 50 m. Time je osigurana stabilnost pribušotinske zone u neposrednoj blizini morskog dna, kao i stabilnost proizvodne i bušaće platforme. Karakterističnim načinom izrade nekoliko proizvodnih bušotina s jedne stabilne platforme po istim fazama (Batch drilling mode), postignute su znatne financijske i vremenske uštede u izvođenju radova. Važno je napomenuti da su bušotine izgrađene samopodiznom bušaćom platformom Noble Carl Norberg (jack-up tipa Marathon La Torneau 82C), koju je kompanija Crosco nafni servisi d.o.o. za potrebe izvođenja radova iznajmila od američke kompanije Noble drilling ltd. Platforma ima konzolnu podkonstrukciju (cantilever) s mogućnošću uzdužnog izvlačenja do 12 m od zrcala platforme, poprečnog do 3 m od centralne linije, a obzirom na dubinu mora oprerativne karakteristike od 10 do 76 m. 2.2.1 Dubina ugradnje kolone zaštitnih cijevi i cementacija Uvodna kolona zaštitnih cijevi vanjskog promjera 339,7 mm (13 3/8”): Dlijetom promjera 406,4 mm (16”) bušilo se za uvodnu kolonu zaštitnih cijevi. Kolona je ugrađena do dubine od cca 300 m (TVD). Njome se ostvaruje prekrivanje nekonsolidiranih površinskih formacija (do frakturnog gradijenta: 1,48 bar/10 m), te omogućuje nesmetan i siguran nastavak bušenja alatom promjera 311mm (12 ¼”). Tehnička kolona zaštitnih cijevi vanjskog promjera 244,5 mm (9 5/8”): Dlijetom promjera 311 mm (12 ¼”) bušilo se za tehničku kolonu. Predviđena dubina ugradnje iznosila je 800-820 m (TVD), te se njome omogućuje prekrivanje nekonsolidiranih površinskih formacija do najplićeg ležišta (odnosno frakturnog gradijenta:

Koso usmjerena

Vodoravna

Vodoravna

Koso usmjerena

Koso usmjerena

MD VD Otklon od okomice Bušotine Platforme A i B

Tip bušotine Maks.otklon

(m) IKA A1 DIR 63 o 2500 1533 1785

projektirano (m)

IKA A2 HOR 90 o 2445,7

(m)

IKA A3 HOR 90 o 2442,1 1466

53 o 2067

1462,5 1664

1654

1483,7 1250

IKA B2 DIR 35 o 1685 1468,7 715

IKA B1 DIR

L = 320

4

15

Duljina otvorenog kanala (m MD)

60 m (izoliran cementnim čepom)

L = 310

6

1,62 bar/10 m), što u nastavku bušenja slijedi nesmetano i pouzdano raskrivanje ležišta, te omogućuje izradu bušotine do konačne dubine (bušenje promjera 215,9 mm/8 ½”). Proizvodna kolona zaštitnih cijevi vanjskog promjera 177,8 mm (7”): Bušenje za ugradnju proizvodne kolone zaštitnih cijevi izvodi se PDC dlijetom promjera 215,9 mm (8 ½”) do konačne projektirane okomite dubine, odnosno 70 m MD ispod zadnjeg proizvodnog pješčanog intervala. Kod bušotina platforme IKA A, peta kolone se ugrađuje iznad ležišta karbonata, te se dalje nastavlja bušiti vodoravno dlijetom promjera 155,6 mm (6 1/8”). Kod bušotina platforme IKA B, peta se ugrađuje u krovinu karbonata, te se promjerom 155,6 mm nastavlja bušenje karbonatnog ležišta do dubine koja odgovara 30 % od ukupne debljine ležišta u plinskom zasićenju. Cementacija uvodne kolone z.c.vanjskog promjera 339,7 mm ( 13 3/8”) izvedena je kroz bušaće šipke (inner string), podizanjem stupca cementne kaše do ušća bušotine. Zbog raspucanih ugljenih formacija u području oko pete konduktorske kolone cijevi na svim bušotinama, došlo je do određenog gubitka cementne kaše tijekom cementacije, te je bilo potrebno napuniti prstenasti prostor između konduktorske i uvodne kolone dodatnom količinom cementne kaše.

Cementacija tehničke i proizvodne kolone z.c. vanjskog promjera 244,5 mm (9 5/8”) i 177,8 mm (7”) rađena je “Perkinsonovom metodom “ s prethodnim i nahodnim čepom, podizanjem stupca cementne kaše do proračunom određene visine u prethodnoj koloni. Za cementaciju proizvodne kolone specifična gustoća cementne kaše je 1700 kg/m3 , te uz dodatak aditiva Microsilica (stabilnost cementne kaše, kontrola migracije plina).

Ugradnja linera 127mm (5“)

U svrhu izoliranja slabo konsolidiranih pokrovnih glina Santerno formacije iznad karbonatnog ležišta, na vodoravnim bušotinama IKA A-2 HOR i IKA A-3 HOR ugrađen je liner promjera 5” (hidrauličko-mehanički sustav vješalice sa pakerom). Uz rizik nekontroliranog gubitka isplake, jedan od razloga ugradnje liner-a, bio je neočekivani ulazak u visoko raspucalu tanku zonu u plinskom zasićenju na bušotini IKA A-3 HOR koja ne pripada ležištu karbonata i koja je mogla predstavljati problem u budućoj proizvodnji. S obzirom na veliki proizvodni potencijal obje bušotine, prioritet je bio omogućavanje sigurne proizvodnje tijekom cijelog proizvodnog vijeka (> 400 000 m3/d).

2.2.2 Isplaka

Osnovni tip isplake koji se koristio pri izradi bušotina je bentonitna suspenzije u slatkoj vodi. Ona prema svojim fizikalnim i kemijskim karakteristikama zadovoljava pretpostavljene uvjete ne-oštećenja proizvodnog sloja i uvjete usmjerenog bušenja. U vodoravnom kanalu bušotine (promjera 155,6 mm / 6 1/8”) koristila se isplaka tipa “ Drill in fluid “, koja spada u novu generaciju tipa isplake na bazi vode, za bušenje vodoravnih bušotina. Radi se o tipu isplake s određenim trenutnim reološkim svojstvima, koja ima svojstvo dobrog čišćenja bušotine, a u momentu prestanka cirkulacije svojim jakim trenutnim gelovima sprječava taloženje nabušenih čestica. U tabeli 2 prikazai su tipovi isplake korišteni u pojedinim fazama bušenja. Svi isplačni aditivi su apsolutno ekološki prihvatljivi za morski okoliš, odnosno svi tipovi isplaka, u svezi toga, prethodno laboratorijski ispitani. Gubici isplake tijekom bušenja 6 1/8'' faze kroz vapnence s izraženim sekundarnim porozitetom, koji su pri protoku isplake od 900 l/min dostizali i do 30 m3/h, onemogućili su postizanje projektirane duljine vodoravnog dijela kanala bušotine od 300 m. Na bušotini IKA A – 3 HOR ostvarena je duljina vodoravnog kanala od 86 m, a na bušotini IKA A – 2

7

HOR 139 m. Gubici tijekom bušenja bili su sanirani utiskivanjem LCM čepila pripravljenih na bazi CaCo3 komercijalnog imena Baracarb. Utiskivanje LCM čepila kroz niz sofisticiranih LWD alatki uzrokuje začepljenje istih, pa je stoga u sastav alata ugrađena cirkulacijska spojnica PBL. Ova vrlo korisna alatka svojim aktiviranjem sa površine omogućuje peterostruko utiskivanje LCM čepila u slojeve velike propusnosti i to neposredno prije, a ne kroz LWD alatke te ih na taj način štiti od začepljenja. Ponovnom deaktivacijom sa površine uspostavlja se protok isplake kroz bušaće alatke i omogućuje nesmetan nastavak bušenja bez vađenja alatki na površinu. Faze izrade bušotina Tip isplake/radni fluid Gustoća

(kg/m3)

Bušenje promjera 16" Isplaka na bazi slatke vode 1100

Bušenje promjera 12 1/4" Isplaka na bazi slatke vode:lignosulfonatna 1150

Bušenje promjera 8 1/2" Isplaka na bazi slatke vode:polimerna 1250

Bušenje promjera 6 1/8" - IKA A "Drill in fluid" 1060

Bušenje promjera 6 1/8"- IKA B Isplaka na bazi slatke vode: polimerna s podmazivačem

1090

Radni fluid za opremanje Otopina soli / brine

Paker fluid Otopina soli / brine 1250 - 1200

1250 - 1200

Tabela 2. Prikaz tipova isplake i radnog fluida u fazama izrade bušotina

2.2.3 Sastav alata za bušenje i EK mjerenje

Alat za izradu koso usmjerenih i vodoravnih bušotina sastoji se od: dlijeta, dubinskog motora (Power Pack), podešavajućeg kosog prijelaza, telemetrijskog uređaja (MWD/LWD), stabilizatora i kombinacije nemagnetskih teških, teških-bušaćih i bušaćih cijevi. Kao tip dlijeta u određenim fazama bušenja, kombiniraju se žrvanjska-motorna dlijeta (za build up sekciju bušenja) i tip dlijeta PDC (za tangencijalnu sekciju bušenja). Snimanjem prirodnog magnetizma, telemetrijski uređaj (MWD) omogućuje određivanje trenutnog položaja senzora u alatu, te pulzirajućim tlakom isplake prijenos informacija o položaju alata na površinu. Tijekom izrade kanala bušotine korištena je alatka Power Pulse (Schlumberger) za veće promjere, a u fazi 6 1/8“ korištene su alatke Slim Pulse i Impulse. Alatka Impulse u svojem sastavu osim senzora za položaj ima i elektrokarotažne sonde Gamma Ray i Resistivity. Primjenom ovih tipova MWD alatki omogućeno je ispunenje zahtjeva za preciznim ostvarenjem zadanih zahtjevnih putanja, a obzirom na minimalna dozvoljena odstupanja od projektom zadanih koordinata za ulazak u strukturu ležišta i njihov broj. Korišetenjem LWD alatki s dvije kombinacije EK sondi: ARC Vision (gamma, resistivity) i ADN Vision (density-neutron) omogućeno je prenošenje informacija o petrofizikalnim karakteristikama kolektora u stvarnom vremenu, te na taj način pravovremeno praćenje zadanog kanala bušotine. U svrhu detaljne vertikalne zonacije ležišta s obzirom na tanke proslojke silta i gline, na minimalno jednoj bušotini u svakom strukturnom uzvišenju izvedena su EK mjerenja na kablu sa sondama visoke rezolucije (CMR), dok su LWD mjerenja izvedena na susjednim bušotinama, poslužila u korelativne svrhe. Time je omogućena znatna ušteda u trajanju EK mjerenja, te je smanjen rizik od zaglave alata. Na odabranim tzv. ključnim bušotinama, uz CMR, izvedena su MDT mjerenja u svrhu određivanja gradijenata plina i vode, te tako posrednog određivanja međusobno zasebnih hidrodinamskih cjelina na temelju različitih dubina njihovih kontakata plin/voda. Mjerenja su izvedena pomoću TLC alatki na bušaćim cijevima zbog velikih otklona od osi bušotina.

8

Koristeći sofisticirane alatke za bušenje 8 ½'' faze na platformi IKA B, Power Drive X5 sa pozicioniranim Gamma Ray senzorom 2 m iznad dlijeta omogućena je detekcija karakterističnog odaziva Gamma Ray krivulje neposredno iznad ležišta u vapnencima. Ovaj karkterističan odaziv prisutan je na svim bušotinama polja IKA uz određene varijacije u dubini u odnosu krovinu karbonata (od 6 m - 20 m), upućuje na približavanje krovini karbonata. Korištenjem Power Drive X5 sustava, vrlo precizno određena je konačna dubina ugradnje 7'' proizvodne kolone na bušotinama platforme IKA B, omogućivši tako potpuno prekrivanje nekonsolidiranih pokrovnih stijena. Time se izbjegla ugradnja liner-a čime se omogućila znatna ušteda u vremenu izvođenja operacija. Tijekom odabira alata za bušenje 8 ½'' faze na platformi IKA B razmatrana je i mogućnost uporabe RAB (Resistivitiy at the bit) alatke koja je dizajnirana tako da trenutno detektira promjenu formacije različite otpornosti. Uvjet detekcije je ulazak u formaciju povećane ili smanjene otpornosti što bi u slučaju prolaska kroz gline otpornosti 2 Ohm metra te ulaska u vapnence sa preko 100 ohma bilo u potpunosti primjenjivo. Uslijed opasnosti od brzog ulaska u zonu viskoraspucalog kolektora i mogućeg gubitka isplake i prisutnosti H2S – a, izabran je Power Drive X5. Glavna karakteristika ovog sustava je konstantna rotacija s mogućnošću automatske promjene ili održavanja inklinacije. Omogućeno je neometano bušenje u rotirajućem modu, konstantno snimanje formacije bez potrebe za ponavljanjem pojedinih sekcija u 'back reamingu'. Putanja, odnosno kanal bušotine u tangencijalnom dijelu ima gotovo matematički pravilan oblik te je time minimalizirana mogućnost diferencijalne zaglave uslijed nakupljanja nabušenih čestica u kanalu bušotine, a isto tako i tijekom ugradnje kolone zaštitnih cijevi. Mogućnost postavljanja senzora za mjerenje i snimanje tijekom bušenja omogućuje efikasno kormilarenje i trenutno usmjeravanje lica alata u željenom smjeru.

3. REZULTATI BUŠENJA I PROCJENE FORMACIJE

Na temelju preliminarnih analiza EK dijagrama, dubina krovina i podina raskrivenih ležišta na bušotinama, te korelacije između novih i istražnih bušotina, neposredno nakon faze bušenja revidirane su sheme opremanja (slika 3a i 3b) zadane projektom po slijedećim kriterijima:

1. Povoljna strukturna dubina ležišta na bušotini 2. Zadovoljavajući petrofizikalni parametri 3. Preliminarna procjena utvrđenih geoloških rezervi 4. Definiranje kontakata plin/voda , bilo da je on utvrđen EK dijagramom ili da je

procjenjen metodom određivanja gradijenata plina i vode (MDT) 5. Definiranje glinovitih i siltoznih proslojaka koji bi mogli biti barijera protoku

fluida u vertikalnom smjeru (CMR), te nivo slobodne vode u ležištu 6. Procjena kvalitete pokrova i podine u svrhu definiranja tipa pješčanog zasipa

(konvencionalno ili frakturiranjem) Na temelju gornjih kriterija, za buduću proizvodnju je predviđeno 16 pješčanih ležišta u zoni obje platforme, sa ukupno 77 m u plinskom zasićenju i s procijenjenim parametrima šupljikavosti u rasponu od 27-32% i srednjim početnim zasićenjem vodom od 35-60%. Osobit doprinos je ostvaren bušotinom IKA A-3 HOR koja je svojim velikim otklonom od okomice (L=1654 m) omogućila povoljno raskrivanje jugo-istočne strukture ležišta PLQ-A7 koja prijašnjim studijama nikad nije bila predviđena za crpljenje zbog prevelike udaljenosti vrha strukture od osi platforme. Dodatno ležište predviđeno za proizvodnju, PLQ-A6f raskriveno u zoni platforme B također nije bilo predviđeno projektom, već je njegovo crpljenje predviđeno na temelju pozitivnih rezultata ispitivanja, što je prikazano tabelom 3 u poglavlju 5. Naime, ovo ležište pripada u grupu tzv. tankih siltoznih ležišta (‘thin layers’), prisutnih i na nekim drugim jadranskim poljima, u kojima se zasićenje

9

plinom može utvrditi samo sondama visoke rezolucije i zahtjeva poseban pristup za točnu procjenu petrofizikalnih parametara. S obzirom da je tijekom ispitivanja u protoku dobiva samo plinska faza, raskrivanje ovakvih ležišta i praćenje njihovih proizvodnih karakteristika je od velike važnosti za buduću procjenu proizvodnog potencijala ležišta sličnih petrofizikalnih karakteristika, uglavnom neuočljiva starim EK mjerenjima. Procijenjeni parametri šupljikavosti u karbonatima se kreću u rasponu od 3-25%, a srednje početno zasićenje vodom od 17-68% što ukazuje na heterogena svojstva kolektora. Produbljivanjem bušotine IKA A-1 DIR ispod kontakta plin/voda je, osim potvrđivanja dubine kontakta (-1465 m) potvrđena pretpostavljena interna vertikalna zonacija tj. postojanje osam zona različitih petrofizikalnih svojstava, te odlične karakteristike prve zone od prosječno 10 m u kojoj su izbušeni vodoravni kanali bušotina IKA A-2 HOR i IKA A-3 HOR. Obzirom na relativno nisku propusnost i visoki udio silta u pješčenjacima polja IKA, prilikom odabira vrste pješčanog zasipa prednost je imala metoda frakturiranja sloja koja, istodobno s postavljenjem pješčanog zasipa, omogućava premošćenje radijusa oštećenja i povezivanje proslojaka u plinskom zasićenju. Pri tom, ograničenja su bila blizina slobodne vode i nedovoljna debljina i čvrstoća pokrovnih i podinskih naslaga. Na slici 3a i 3b je prikazana revidirana shema opremanja za obje platforme kojom je predviđeno za proizvodnju ukupno 17 ležišta na oba strukturna uzvišenja. Ležišta koja zajedno proizvode kroz jedan niz uzlaznih cijevi su opremljena selektivno, tako da postoji mogućnost njihovog isključivanja iz proizvodnje kako se budu zavodnjavala. Obzirom na omogućeno raskrivanje ležišta na povoljnim strukturnim položajima i kvalitetna EK mjerenja sondama visoke rezolucije, pouzdanost procjene utvrđenih geoloških rezervi, kao i dinamike proizvodnje je bitno poboljšana u odnosu na istražnu fazu.

PLQ – A1

IKA A-1 DIR IKA A-2 HOR

TUBING2.3/8"

TUBING2.3/8"

TUBING2.3/8"

TUBING2.7/8"

IKA A-3 HOR

TUBING2.3/8"

PLQ – A3,A3aHRWP

PLQ – A4,A4a

PLQ – A5,A5a FP

PLQ – A5h HRWP

PLQ – A6 HRWP

PLQ – A6a HRWP

PLQ – A7,A7a

PLQ – A8 HRWP

PLQ – A12 HRWP

PLQ – B1

COMMINGLING

SELECTIVE 2 Zon.

Mini

Beta

PLQ – B3

PLQ – C1

PLQ – D1

CARBONATES

FP

FP

FP

FP

FP

3

Zone

Mini

Beta

Syst.

2

Zone

Mini

Beta

Syst.

3

Zone

Mini

Beta

Syst.

HRWP

SELECTIVE

FP

HORIZONTAL OPEN HOLE HORIZONTAL OPEN HOLE

Slika 3a. Shema proizvodnog opremanja bušotina platforme IKA A

10

CARBONATESOPEN HOLE

PLQ – A1

IKA B-2 DIR

TUBING2.3/8"

TUBING2.3/8"

IKA B-1 DIR

TUBING2.3/8"

PLQ – A6f

PLQ – A7

PLQ – B2

PLQ – C1

PLQ – D1

CARBONATES

FP

FPSELECT.

OPEN HOLE

Slika 3b. Shema proizvodnog opremanja bušotina platforme IKA B

4. PROIZVODNO OPREMANJE BUŠOTINA Bušotine su opremljene s jednostrukim odnosno s dvostrukim proizvodnim nizovima nominalnog promjera uzlaznih cijevi 62,33 mm (2.3/8“), s izuzetkom bušotine IKA A-1 DIR koja je opremljena uzlaznim nizom nominalnog promjera 73,03 mm (2.7/8“). Budući da se u budućnosti u proizvedenom fluidu iz ležišta karbonata uz CO2, slojne vode bogate kloridima očekuje i određena količina H2S-a proizvodnja će se odvijati u uvjetima tzv. „kombinirane korozije“. Sukladno očekivanim uvjetima, u bušotinu su ugrađene uzlazne cijevi kvalitete materijala L-80-1, s integralnom plinotijesnom spojnicom tipa ADMS. Materijal je odabran temeljem metode parcijalnih tlakova kiselih plinova. Sva dubinska proizvodna oprema izrađena je od materijala tipa L-80, AISI 41XX (L-80 ekvivalent), AISI 316 ili 9Cr-1Mo, dok su brtveći elementi izrađeni od nitrila, vitona ili teflona. Bušotinska glava s erupcijskim uređajima također je odabrana za te uvjete i po API specifikaciji spada u tzv. „API Material Class DD - Sour service“ standard. Erupcijski uređaji instalirani na polju IKA su jednostrukog odnosno dvostrukog tipa i za nazivni tlak 350 bar-a (5000 PSI). Kao radni fluid tijekom proizvodnog opremanja bušotina korištena je otežana voda na bazi CaCl2 u početku gustoće 1250 kg/m3, da bi se u kasnijoj fazi projekta gustoća reducirala na 1200 kg/m3 radi smanjenja gubitaka tijekom radova. Revidirana shema opremanja bušotina u odnosu na projektom planiranu, zahtijevala je izuzetnu prilagodljivost svih strana uključenih u projekt budući da su izmjene, posebice kod platforme IKA-A bile znatne. Konačna shema opremanja bušotina na polju IKA za obje platforme s pripadajućim odabranim tehnikama izvođenja pješčanih zasipa prikazane su na slikama 3a i 3b.

4.1 Primijenjena tehnologija proizvodnog opremanja bušotina

Primijenjena tehnologija proizvodnog opremanja bušotina na polju IKA može se podijeliti na slijedeće elemente - faze:

Ugradnja repnog proizvodnog niza radi izolacije otvorenog kanala bušotine u ležištu karbonata;

Priprema bušotine za proizvodno opremanje;

Perforiranje proizvodnih slojeva u uvjetima nadtlaka otežane vode;

Čišćenje perforacija metodom „Back Surging“;

11

Instalacija pješčanih zasipa;

Ugradnja proizvodnog niza uzlaznih cijevi;

Čišćenje – proizvodno ispitivanje bušotine.

4.1.1 Ugradnja repnog proizvodnog niza radi izolacije otvorenog kanala bušotine u ležištu karbonata

Smisao ugradnje „repnog proizvodnog niza bio je u izolaciji otvorenog kanala bušotine u ležištu karbonata kako bi se izbjegli veliki gubici radnog fluida tijekom proizvodnog opremanja gornjih pješčanih ležišta i završnog kompletiranja bušotine. Repni proizvodni niz sastoji se od 'Gravel Pack paker-a' neposredno ispod kojega su instalirana klizna vrata s funkcijom zatvaranja rukavca prema gore. Na klizna vrata nadovezuje se niz uzlaznih cijevi promjera 60,33 mm, u nastavku prijelaz sa čepom koji se prilikom osvajanja bušotine izbija tlakom. Niz završava s perforiranim nizom uzlaznih cijevi 88,9 mm i vodilicom (Half mule shoe). Na čep je položeno cca 0,5 m CaCO3 u granulama radi dodatnog osiguranja hermetičnosti niza. Niz je u bušotinu ugrađen na bušaćim cijevima 88,9 mm, obješen preko hidrauličke alatke za aktiviranje pakera na čijem je kraju alatka za zatvaranje kliznih vrata. Tijekom ugradnje, cirkulacija kroz niz osigurana je kroz otvorena klizna vrata neposredno ispod pakera. Nakon aktivacije pakera i oslobađanja alatke za ugradnju od tijela pakera, izvlačenjem alatke za zatvaranje, povlači se rukavac kliznih vrata u zatvoreni položaj čime se ostvaruje izolacija ležišta „karbonati“. Na bušotinama IKA A-2 HOR i IKA A-3 HOR ugrađen je perforirani niz uzlaznih cijevi 88,9 mm unutar otvorenog kanala. Opremanje bušotine IKA B-1 DIR razlikuje po tome što je repni niz ugrađen neposredno iznad pete kolone zaštitnih cijevi 177,8 mm te niz uzlaznih cijevi 88,9 mm nije perforiran.

4.4.2. Priprema bušotine za proizvodno opremanje Besprijekorna čistoća radne okoline i radnih fluida osnovni je preduvjet efikasne instalacije pješčanih zasipa. Prisutnost onečišćenja u površinskom sistemu, radnom nizu ili u bušotini u vidu ostataka krutih čestica nakon bušenja, polimera, masti za spojnice ili hrđe, rezultirati će značajnim smanjenjem propusnosti pješčanih zasipa odnosno proizvodnosti bušotina. Vrijednost čistoće radnog fluida od 20 NTU smatra se minimalnom i bila je uvjet kod opremanja bušotina na polju IKA. U tu su svrhu površinski vodovi, bazeni te kompletan isplačni sistem pažljivo očišćeni i ispirani. Program čišćenja bušotine odnosno pripreme za ugradnju pješčanih zasipa na polju IKA sastojao se od cikličkog utiskivanja kupki poštivajući slijedeću proceduru:

Ugradnja koničnog glodača (taper milla) i strugača (scrapera) na radnom nizu bušaćih cijevi do dna bušotine,

Cirkuliranje, kondicioniranje isplačnog sistema radi pripreme za zamjenu radnih fluida;

utiskivanje u slijedu slijedećih kupki (pillova) kroz radni niz u bušotini, pri maksimalnom protoku:

o kupka na bazi morske vode za kompletnu zamjenu (Push pill); o kupka na bazi kaustične sode za uklanjanje ostataka isplake i masti sa

stjenke kolone zaštitnih cijevi; o kiselinska kupka za uklanjanje h rđe sa stjenke kolone zaštitnih cijevi; o kupka za neutralizaciju ostataka solne kiseline;

Zamjena morske vode s prethodno filtriranom otežanom vodom na bazi CaCl2, te kontinuiranom filtracijom povratnog fluida u cirkulaciji do postizanja minimalne vrijednosti čistoće od 20 NTU.

12

Otežana voda kontinuirano filtrirana je kroz serijski povezane jedinice za filtraciju s ulošcima i jedinice za filtraciju s dijatomejskom zemljom.

4.4.3. Raskrivanje proizvodnih slojeva u uvjetima nadtlaka otežane vode Jedno od najznačajnijih pitanja tijekom faze projektiranja radova bilo je raskrivati slojeve puškom na električnoj žici (Wire line conveyed casing gun) u uvjetima nadtlaka otežane vode ili koristiti metodu TCP (Tubing conveyed perforating) u uvjetima depresije na ležište. Poučeni iskustvom ENI-Agipa koji je kod ležišta sličnog tipa odustao od raskrivanja ležišta metodom TCP zbog opasnost od zatrpavanja puške slojnim pijeskom i potencijalne zaglave, odlučeno je koristiti se puškom na električnoj žici. Raskrivanje proizvodnih slojeva izvedeno je puškom nazivnog promjera 114,3 mm (4.1/2“), gustoće punjenja 36 punjenja/m (12 spf) te faze 135/45º. Tip punjenja bio je RDX Big Hole dizajniranog za pješčane zasipe. Sukladno API RP 43 Certification Data Sheet, srednja dubina penetracije tog punjenja iznosi 149.9 mm (5,9“) dok srednji promjer perforacija iznosi 21,1 mm ( 0,83“ ). Perforiranje proizvodnih slojeva izvedeno je u uvjetima nadtlaka otežane vode na bazi CaCl2.

4.4.4. Čišćenje perforacija metodom „Back Surging“ Čiste perforacije jedan su od ključnih elemenata za uspješno postavljanje pješčanog zasipa, poglavito kada se radi o tehnici „High Rate Water Pack“. Pod „čistim perforacijama“ podrazumijeva se da su iz perforacijskih tunela uklonjeni ostaci eksplozije metka koji prate perforacijski mlaz pri perforiranju, te što efikasnije uklonjena „kompaktna zona perforacija“ kao posljedica zbijanja stijene u neposrednom okolišu perforacije. Efikasnim čišćenjem perforacija ne samo da se značajno smanjuje „skin efekt uslijed kompaktne zone perforacija“, već se i značajno poboljšava injektivnost bušotine kao glavni preduvjet dobrog pakiranja perforacija prilikom izvođenja pješčanog zasipa. Čišćenje perforacija na polju IKA provedeno je metodom „Back Surging“ pri depresijama na sloj od 20 bar-a (cca 300 psi). Ukoliko ne bi bilo pojave pijeska na površini, bušotine su puštane u rad preko baklje u vremenskom trajanju do 1 sat pri čemu je mjeren tlak na dnu bušotine te su mjerene količine proizvedenog fluida na testnom separatoru na površini. Tim podacima, kao i kratkim mjerenjem porasta tlaka, omogućeno je dobivanje informacija o proizvodnim karakteristikama formacije prije postavljanja pješčanog zasipa. Pri pojavi i vrlo malih količina pijeska bušotine bi odmah bile zatvarane cirkulacionim ventilom na dnu te bi bila reversno isprana eventualno zaostala količina pijeska u testnom nizu. Po završetku „Back Surging“ –a bušotine su ponovno ugušene otežanom vodom. U slučaju gubitaka otežane vode većih od 0,5 m3/h, u područje perforacija su postavljani LCM čepila radi sprječavanja daljnjih gubitaka.

4.4.5. Instalacija pješčanih zasipa

Na polju IKA korištene su dvije tehnike postavljanja pješčanih zasipa. Tehnika prethodnog frakturiranja sloja „Frack Pack“ i tehnika postavljanja pješčanog zasipa pomoću radnog fluida (completion fluida) pri relativno visokim protocima (High Rate Water Pack). Odabir tehnike izvođenja pješčanih zasipa temeljio se na slijedećem:

primijeniti tehniku „Frack Pack“ gdje god je to moguće budući da se ostvarenom visokopropusnom širokom frakturom premošćuju eventualna oštećenja pribušotinske zone te tako povezuju propusni dijelovi unutar ciljanog ležišta čime se osim kontrole pijeska ujedno ostvaruje i stimulacija ležišta. Limitirajući faktori za

13

primjenu tehnike „Frack Pack“ su blizina slobodne vode, odnosno nedovoljna čvrstoća pokrovnih i podinskih naslaga;

tehniku „High Rate Water Pack“ primijeniti na ostalim ležištima uz prethodno čišćenje perforacija metodom „Back Surging“.

„Frack Pack“ operacije izvođene su korištenjem sintetiziranog podupirača komercijalnog imena „Econoprop“ granulacije 0,59 – 0,3 mm (30-50 US Mash) pri koncentracijama do 8 ppa. Kao fluid nositelj podupirača korištena je 2,5%-na neionska viskozno elastična površinsko aktivna tvar (VES – Visco Elastic Surfactant) u 3%-oj otpini KCl-a gustoće 1030 kg/m3. VES je vrlo uspješno korišten po prvi put na projektu Marica. Visoku efikasnost tog fluida u smislu izbjegavanja skin efekta kao posljedice zaostajanja čestica gela nakon frakturiranja i čepljenja pornog prostora pokazala su i testiranja bušotina u smislu visokih proizvodnosti bušotina. Neposredno prije izvođenja „Frack Pack“-a u sloj je kao prethodnica utisnuto organsko otapalo u količinama do 25%-nog očekivanoga volumena fluida nositelja kao „breaker“ fluida radi lakšeg osvajanja i čišćenja bušotina. „High Rate Water Pack“ operacije izvođene su korištenjem standardnog pijeska granulacije 0,4191 – 0,2489 mm (40-60 US Mash) pri koncentracijama 0.5 ppa u otežanoj vodi na bazi CaCl2 gustoće 1200 kg/m3. Spomenuta granulacija podupirača-pijeska odabrana je temeljem petrografske studije provedene na dvjema jezgrama na istražnoj bušotini IDA-2, pri čemu je korišten opće prihvaćen kriterij Saucier-a; D50pijesak = 6 x D50pij.

slojni. Za kontrolu podupirača-pijeska korišteni su „prepakirani“ filtri zazora među žicama 0,2032 mm (0,008“ ) granulacije prepakiranog pijeska 0,4191 – 0,2489 mm (40-60 US Mash). Prije izvođenja pješčanih zasipa, u koliko je nakon „Back Surginga“ ili neposredno nakon perforiranja postavljan LCM čepila, radi uklanjanja istog i ponovnog uspostavljanja injektivnosti izvršena je kemijska obrada sloja s 10% HCOOH u količinama od 500 l/(m perforacija). Po završetku ugradnje pješčanih zasipa u koliko bi gubici prelazili 0,5 m3/h u područje filtra polagana su LCM čepila. Tipični sastav opreme pješčanog zasipa prikazan je na slici 4 uključivao je paker pješčanog zasipa, cirkulacionu spojnicu s kliznim vratima, sigurnosnu odreznu spojnicu, filtre pješčanog zasipa, brtveni sklop i taložni paker. Vrlo je značajno spomenuti da je na Projektu Sjeverni Jadran (projekt Marica) po prvi puta u Hrvatskoj korištena tehnologija višezonalnog postavljanja pješčanih zasipa od jednom (single trip multi zonal tool system) komercijalnog imena Mini Beta System. Cijeli sistem sastoji se od onoliko setova istih komponenta opreme pješčanog zasipa koliko se slojeva oprema od jednom te se u jednom nizu ugrađuje u bušotinu. Tijekom izvođenja pješčanih zasipa svaka je pojedina zona kompletno izolirana jedna od druge. Kod ovog se sistema koriste iste standardne pozicije alata koje su inkorporirane u konvencionalni sistem, utiskivanje (squeeze), cirkulacija (circulating) i reversna cirkulacija (reversna cirkulacija). Glavne odlike ovog sistema su slijedeće:

značajno smanjuje vrijeme trajanja operacija i odnosne troškove u odnosu na konvencionalno opremanje „sloj po sloj;

omogućuje kompletnu zonalnu izolaciju;

daje punu kontrolu gubitaka fluida u formaciju;

omogućuje postavljanje i ispiranje LCM čepila;

koristi se jedan radni niz spojen do površine; Kriteriji koji se koriste za odabir ovog sistema su slijedeći:

minimalna udaljenost između perforacija dvaju ležišta mora biti veća od 8,5 m (28 ft);

14

brtveni sistem ispod pakera pješčanog zasipa (gravel pack extension) za svaku zonu je identičan;

udaljenosti između perforacija dvaju slojeva ne trebaju biti iste već se nadopunjuju kombinacijama filtara i punih cijevi;

kombinacija filtara i punih cijev najdublje zone mora biti iste duljine ili najviše 0,6 m (2 ft) duža od najviše zone

gradijent tlaka svake zone mora biti približno isti budući da se prethodno vrši perforiranje svih zona.

Na polju IKA Mini Beta sistem je korišten na bušotinama IKA A-2 HOR i IKA A-1 DIR. Na bušotini IKA A-2 HOR trozonalni sistem korišten je za opremanje ležišta PLQ-D1, PLQ-C1 i PLQ-B3 tehnikom „Frack Pack“, te dvozonalni sistem za opremanje ležišta PLQ-B3 i PLQ-A7,A7a tehnikom „Frack Pack“. Na bušotini IKA A-1 DIR trozonalni sistem uspješno je korišten za opremanje ležišta PLQ-A6, PLQ-A6a i PLQ-A5h tehnikom „HRWP“ te dvozonalni sistem za opremanje ležišta PLQ-A8 i PLQ-12 tehnikom „HRWP“. Tijekom izvođenja trozonalne Mini Beta – e na ležištima PLQ- A5,A5a, PLQ- A4,A4a i PLQ- A3,A3a došlo je do zaglave radnog niza nakon čega je uslijedila instrumentacija alata i opreme pješčanog zasipa. Tijekom instrumentacije uspjelo se sačuvati prethodno „Frack Packom“ opremljeno ležište PLQ- A5,A5a. Po završetku instrumentacije zbog nastale izakolonske komunikacije između ležišta PLQ- A4,A4a i PLQ- A3,A3a ista su zajedno opremljena tehnikom „HRWP“. Kako bi što efikasnije eliminirali gubitke radnog fluida po završetku izvođenja „Frack Packa“, kod opremanja ležišta PLQ-A1 na bušotini IKA A-1 DIR i ležišta PLQ-A6f na bušotini IKA B-1 DIR, također po prvi puta u Hrvatskoj upotrebljena je i „Double Pin Sub“ tehnika opremanja, odnosno tehnika mehaničke izolacije tretiranog ležišta. „Double Pin Sub“ prijelaz je koji omogućuje da unutarnji selektivni proizvodni niz s otvorenim kliznim vratima bude ugrađen u bušotinu zajedno s ostatkom opreme pješčanog zasipa. Tijekom izvođenja isti niz ima ulogu ispirne cijevi, a po završetku izvođenja zasipa izvlačenjem radnog alata iz bušotine, alatka za zatvaranje kliznih vrata (zatvaranje izvlačenjem rukavca prema gore) koja se nalazi na kraju radnog alata zatvara klizna vrata i u potpunosti izolira ležište. Ovom tehnikom moguće je opremiti ležišta metodom „ležište po ležište“ te zadnje ležište prema ušću bušotine isključivo ako se radi o jednostrukoj konfiguraciji kao što je to bio slučaj bušotine IKA A-1 DIR.

4.4.6. Ugradnja proizvodnog niza uzlaznih cijevi Proizvodni niz uzlaznih cijevi ugrađivan je u uvjetima prethodne sanacije bilo kakvih gubitaka bušotine. Na polju IKA, bušotine IKA A-2 HOR i IKA A-3 HOR opremljene su dvostrukom proizvodnom opremom nominalnog promjera 62,0 (2.3/8“) koje karakteriziraju dva ugrađena dvostruka proizvodna hidraulička pakera između kojih se nalaze klizna vrata na oba niza. Smisao ovakve konfiguracije očituje se u potrebi korištenja kratkog niza kao dodatnog za proizvodnju iz ležišta karbonata a po iscrpku plina iz pješčanih ležišta. Preusmjeravanje proizvodnje postiže se ugradnjom čepa u neprolaznu spojnicu za odlaganje ispod donjeg dvostrukog proizvodnog pakera na kratkom nizu i otvaranjem kliznih vrata na oba niza između dva pakera. Primjer ovog tipa opremanja može se vidjeti na slici 4. Na svim uzlaznim nizovima polja IKA, na dubinama od cca 500 m ugrađeni su prijelazi za odlaganje s protočnim spojnicama te na dubinama od cca 180 m s površine upravljani dubinski sigurnosni ventili s protočnim spojnicama. Proizvodno opremanje bušotine IKA B-1 DIR u odnosu na prethodni tip razlikuje se po tome što je ugrađen jedan dvostruki proizvodni paker. Bušotina IKA A-1 DIR jednostruko je opremljena uzlaznim nizom nominalnog promjera 73,03 mm (2.7/8“) te je uzlazni niz čvrstom vezom priključen na paker pješčanog zasipa. Bušotina IKA B-2 DIR jednustruko je opremljena uzlaznim nizom nominalnog promjera 62,33 mm (2.3/8“) te je uzlazni niz čvrstom vezom priključen na hidraulički vadivi paker. Ova bušotina jedina je namijenjena isključivo za proizvodnju iz ležišta karbonata.

15

4.4.7. Čišćenje – proizvodno ispitivanje bušotine

Po završetku ugradnje proizvodnog niza, instalacije erupcijskog uređaja i aktivacije proizvodnih pakera, pomoću savitljivog je tubinga izvršeno kemijsko pranje uzlaznog niza od eventualnih ostataka hrđe na stjenkama i masti u području spojnica (na bušotinama s dvostrukom proizvodnom opremom kemijsko pranje duljeg uzlaznog niza). Bušotine su zatim puštane u proizvodnju redoslijedom: pješčani slojevi na kratkom nizu, pješčani slojevi na duljem nizu, te ležište „karbonati“ na duljem nizu. U slučajevima kada su zbog gubitaka u područja filtra postavljani LCM čepila prethodno je izvršen kemijski tretman filtra s 10% HCOOH. Ispitivanja su vršena selektivno mjerenjem tlaka i temperature na ušću bušotine te proizvedenih količina fluida pomoću mjernog separatora. Slika 4. Shematski prikaz proizvodnog opremanja bušotine IKA A-3 HOR

20.

PLQ-A7

IKA A–3 HOR

10

11

12

6

97

8

13

9

3

2

1

WELL COMPLETION SCHEMATIC IKA A-3 HOR

1.

2.

3.

4.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

5.

6.

I.D.

(mm)

O.D.

(mm)PRODUCTION EQUIPMENTNo.

Casing 177,8 mm ( 7" )

Dual production packer ( 2.3/8" x 2.3/8" )

Landing nipple 2.3/8", "XN" profile

Wire line reentry guide 2.3/8"

Tubing hanger 2.3/8" x 2.3/8"

Landing nipple 2.3/8", "X" profile

TRSSSV 2.3/8" w/ "X" profile (cca 180 m)

GP Packer

Shear out safety joint

GP Screens ( 4" )

Pump out plug sub

SSD 2.3/8"

Locator seal assembly

Mill out extension

15.

Flow sub w/ Sliding Sleeve

Flow coupling

16.

Swivel joint

17.

23

3

3

4

33

33

55

4

Snap - Latch seal assembly

Production packer18.

19.

Mule shoe guide 88,9 mm ( 3.½" )21.

9

9

6

22

Telescopic swivel sub22.

Perforated tubing 88,9 mm ( 3.½" )

15

14

10

17

19 OPEN HOLE - CARBONATESOH - SHALE

16

23

21

Liner Hanger 127,0 mm ( 5" )23.

Liner 127,0 mm ( 5" )24.

24

«Reamer Shoe» 127,0 mm ( 5" )25.

25

5. HIDRODINAMSKO ISPITIVANJE BUŠOTINA

16

Hidrodinamsko ispitivanje bušotina se može podijeliti u dva dijela:

Ispitivanje za vrijeme ‘back surging’ operacije

Ispitivanje za vrijeme faze čišćenja Kao što je već spomenuto, svrha ‘back surginga’ je uklanjanje kompaktne zone u tunelu perforacija nastale nakon napucavanja, ostvarivanjem kratkog protoka fluida iz formacije na sapnicu 6,3mm (¼”) uz ostvarivanje minimalne depresije na sloj kako ne bi došlo do pokretanja pijeska iz formacije. Ukoliko nema pojava pijeska u protoku, relativno kratki porast tlaka (oko 15’) je u slučaju pješčanih ležišta dovoljno dugog trajanja da bi se postigla stabilizacija prve derivacije u log-log dijagramu. U tom slučaju, podaci interpretacije iz ‘back surginga’ su od velike važnosti jer daju informaciju o hidrodinamskim svojstvima kolektora (moćnost sloja-kh), te vrijednosti skin faktora prije postavljenja pješčanog zasipa. S obzirom da je mjerni instrument odložen blizu perforacija, dinamički tlak na dnu bušotine i vrijednost ekstrapoliranog tlaka su pouzdani podaci. S obzirom da se ova vrsta testa izvodi samo prije konvencionalnog postavljanja pješčanog zasipa (HRWP), a u slučaju mini-beta operacije na više ležišta istovremeno, izvedena su samo tri HD ispitivanja za vrijeme ‘back surginga’. Ispitivanje za vrijeme faze čišćenja nakon završenog opremanja, odnosno postavljanja pješčanog zasipa, se provodi obično s dva dinamička uvjeta i porastom tlaka. S obzirom na velike gubitke radnog fluida u formaciju za vrijeme postavljanja pješčanog zasipa, osnovni cilj je ispitivanja je premoštenje vodene blokade nastale u pribušotinskoj zoni i postizanje stabiliziranih proizvodnih uvjeta. U tu svrhu mjerni instrument je postavljen samo na ušću jer su u toj ranoj fazi, osim kod iznimno propusnih ležišta, interpretacije opterećene dvofaznim protokom u pribušotinskoj zoni, te redovito slabijim parametrima efektivne propusnosti za plin, kao i visokim vrijednostima skin faktora. Jedina HD ispitivanja s mjernim instrumentom na dubini ležišta provedena su u bušotinama IKA A-2 HOR I IKA B-2 DIR svrhu potvrde početnog ležišnog tlaka u karbonatima, kao i hidrodinamskih svojstava kolektora. Uvjeti ostvareni na sapnicu 9,5 mm (3/8”) i rezultati interpretacija porasta tlaka su dani tabelom 3.

WELL TEST LAYER

Qg

kSm3/d

QW

Sm3/d

BHFP (bar) WHFP

(bar) SBHP (bar)

kgas×h (mD×

m)

kgas

(mD) Skin

pski

n

(bar)

IKA-A3 čišćenje A7 & A7a 77 11,5 - 68,9 102,0* 397 158,8 88,7

43,88

IKA-A3 čišćenje KARBONATI 142 0 - 112 131,3* 12250 350,0 626,4

18,24

IKA-A2 čišćenje A7 & A7a 93,9 14,4 - 70 105,7* 343,1 55,34 36,9 28,5

IKA-A2 čišćenje B1, B3, C1, D1 81,3 4,8 - 55,5 NO INTERPRETATION

IKA-A2 čišćenje KARBONATI 154,6 0 141,4 98,6 145,9 10913 389,8 124,3

2,3

IKA-A1 Back

surging A8, A12

63,8 28,8 110,4 75,2 114,8 351 34,0 3,46 1,2

IKA-A1 čišćenje A12,A8,A6a,A

6,A5h, A5a, A1

106,6 11,5 - 73,4 NO INTERPRETATION

IKA-A1 Back

surging A5h, A6, A6a

70

57,7

57,7

73,8 108,3 695 48,0 11,1 2,64

IKA-B2 čišćenje

KARBONATI 165 0 144,6 129 148 10333 385 115 3,2

IKA-B2 Back

surging

A6F – ‘THIN LAYERS’*

33

11,5

47,7

40,3 110,2 30,6 3,8 1,6 18,8

*uvjet na sapnicu 7,9 mm (5/16”)

17

Vrijednosti propusnosti za pješčana ležišta su u rasponu očekivanih vrijednosti od 34-159 mD. Vrijedost propusnosti za karbonate je, međutim veća od očekivane (oko 350-390mD) što se tumači izrazito aktivnim frakturnim sistemom u najplićim dijelovima strukture na lokacijama novih vodoravnim bušotinama, što je svakako ukazuje na dobru proizvodnost ovih bušotina. Unatoč visokim vrijednostima skin faktora na vodoravnim bušotinama, uzrokovana postavljanjem velikog broja čepila za saniranje gubitaka, kiselinska obrada nije provedena s obzirom na opasnost otapanja zaglinje,nih proslojaka koji mogu predstavljati djelomičnu vertikalnu barijeru u komunikaciji fluida kroz ležište, te tako smanjiti rizik od prodora vode iz podinskog vodenog bazena. Na temelju iskustva na bušotinama polja IVANA i MARICA, već u prvih nekoliko mjeseci proizvodnje indeks proizvodnosti bušotine sa bitno popravlja s količinom proizvedenog radnog fluida. U takvim uvjetima jednofaznog protoka i potpuno stabiliziranih proizvodnih uvjeta provode se HD ispitivanja na žici metodom protok-za-protokom.

6. ZAKLJUČAK Temeljem navedenog može se zaključiti slijedeće:

1. Tehnološki pristup koji se očitovao u tipu konstrukcije i opremanja bušotina, načinu izvođenja radova i primjeni suvremene opreme, omogućio je privođenje proizvodnji svih relevantnih ležišta.

2. Izgradnju bušotina na polju IKA karakterizira:

a. primjena najsuvremenijih alatki za usmjereno bušenje (dubinski motori, MWD) i visoko rezolutnu elektrokarotažu tijekom bušenja (LWD);

b. primjena višestruke cirkulacione spojnice u vodoravnom bušenju kroz ležišta karbonata u svrhu postavljanja LCM čepila;

c. primjena sistema za potpuno upravljanje izrade kanala bušotine (rotary steerable system) po zadanoj putanji, usmjerenim bušenjem i elektrokarotažnim mjerenjem tijekom bušenja (Power Drive X5), s preciznom točnošću zaustavljanja za točku ugradnje kolone zaštitnih cijevi (geostopping) u krovini karbonata;

d. primjena tipova isplake na bazi slatke vode i ekološko prihvatljivih sastojaka, koje prema svojim fizikalnim i kemijskim karakteristikama zadovoljavaju pretpostavljene uvjete ne oštećenja proizvodnog sloja i uvjete usmjerenog bušenja (koso usmjerene bušotine i vodoravne bušotine u karbonatima).

3. Proizvodno opremanje bušotina na polju IKA karakterizira: a. opremanje bušotina s jednostrukim odnosno s dvostrukim proizvodnim

nizovima nominalnog promjera uzlaznih cijevi 62,33 mm (2.3/8“) osim kod bušotine IKA A-1 DIR koja je opremljena uzlaznim nizom nominalnog promjera 73,03 mm (2.7/8“);

b. sukladno očekivanim uvjetima „kombinirane korozije“ u bušotine su ugrađene proizvodna kolona zaštitnih i uzlaznih cijevi, sva dubinska proizvodna oprema i bušotinske glave s erupcijskim uređajima, adekvatne kvalitete materijala;

c. ugradnja „repnog“ proizvodnog niza radi izolacije otvorenog kanala bušotine u ležištu karbonata kako bi se izbjegli veliki gubici radnog fluida tijekom proizvodnog opremanja gornjih pješčanih ležišta i završnog kompletiranja bušotine.

d. postavljanje pješčanih zasipa korištenjem tehnike prethodnog frakturiranja sloja (Frack Pack ) uz upotrebu viskozno elastične površinsko aktivne tvari kao fluida nositelja podupirača, gdje je god to bilo moguće, čime je ujedno ostvarena stimulacija ležišta. Ostali pješčani slojevi opremani su pješčanim

18

zasipima tehnikom postavljanja pomoću radnog fluida (completion fluida) pri relativno visokim protocima (High Rate Water Pack).

e. tehnologiju postavljanja pješčanih zasipa karakterizira i višezonalno opremanja po dva ili tri intervala od jednom (Mini Beta System) čime su ostvarene znatne uštede u ukupnom vremenu trajanja operacija;

f. upotreba „Double Pin Sub“ tehnike opremanja, odnosno tehnike mehaničke izolacije ležišta opremljenih pješčanim zasipima.

4. S obzirom na broj ležišta koja su puštena u proizvodnju, njihove petrofizikalne

karakteristike, preliminarne procjene utvrđenih geoloških rezervi, kao i na dobre rezultate iz HD ispitivanja, očekivana dinamika proizvodnje će biti ostvarena. Tako bi krajnji iscrpak na polju IKA u odnosu na 1991. bio povećan za više od 50%, privodeći proizvodnji i 16 pješčanih ležišta uz prethodno planirano ležište karbonata. Izgradnjom vodoravnih bušotina u karbonatnom ležištu, broj bušotina je smanjen s 6 na 5, a smanjivanjem njihovog broja i velikim ostvarenim odmacima, te tako efikasnim dreniranjem ležišta, omogućeno je i smanjivanje broja proizvodnih platformi s 3 na 2, što je omogućilo velike uštede u kapitalnim ulaganjima.

Autori: Sanja Jovović, dipl.ing. naftnog rudarstva INAgip Željko Bolarić, dipl.ing. naftnog rudarstva INA-Naftaplin, Služba rudarskog projektiranja i nadzora bušotina, mr. sc. Goran Lešković, dipl.ing. naftnog rudarstva INA-Naftaplin, Služba za proizvodni inženjering, Damir Zadravec, dipl.ing, rudarstva INA-Naftaplin, Služba rudarskog projektiranja i nadzora bušotina,

Ključne riječi: vodoravna bušotina,koso-usmjerena bušotina,pješčani zasip, jednostruko i dvostruko proizvodno opremanje bušotina

7. POJMOVI I KRATICE Batch drilling mode – Ciklus izvođenja bušotina po istim fazama , Back Reaming – Obrada kanala bušotine prema gore, K.O.P – Kick Off Point / Točka usmjeravanja bušotina , B.U.R – Build Up Rate / Podizanja kuta otklona bušotine na 30 m , TVD – Total Vertical Depth / Ukupna okomita dubina bušotine , MD – Measured Depth / Mjerena dubina bušotine, VD – Vertical depth / Okomita dubina , C.P. – Conductor pipe / Konduktor kolona, Z.C. – Zaštitne cijevi / kolona, Expandable Liner – „ekspandirajuća“ kolona uzlaznih cijevi. Tbg – Tubing / Uzlazne cijevi , ICGP – Inside Casing Gravel Pack / Pješčani zasip u zacijevljenom kanalu bušotine , OHGP – Open Hole Gravel Pack / Pješčani zasip u otvorenom kanalu bušotine,

19

Back Surging – Metoda čišćenja perforacija depresijom na ležište, HRWP – High Rate Water Pack / Metoda postavljanja pješčanog zasipa u zacijevljenom kanalu bušotine uz brine kao fluid nosioc pijeska , FracPack - / Metoda postavljanja pješčanog zasipa u zacijevljenom kanalu bušotine, uz viskozni fluid kao nosioc pijeska, Mini Beta System – metoda višezonalnog postavljanja pješčanog zasipa kompanije Baker Oil Tools, Double Pin Sub – Prijelaz za međusobno spajanje unutarnjeg proizvodnog niza i filtra za pješčani zasip; NTU – Neopholometric turbidity unit (1 ppm = 0,3 NTU) / jedinica za mjerenje čistoće radnih fluida, MWD – Measuring While Drilling / Mjerenje elemenata usmjeravanja u bušenju , LWD – Logging While Drilling / Mjerenje karotaže u bušenju, PBL – Komercijalna kratica za alatku s mogućnošću višestrukog protiskivanja čepila za rješavanje gubitaka isplake, LCM – Lost Circulation Materials / Čepila za rješavanje gubitaka isplake, Power Pack – Tip motora za usmjereno bušenje kompanije Sxhlumberger, Power Pulse , Slim Pulse, Impulse – Tipovi alatki za LWD operacije kompanije Schlumberger, Power Drive X5 – Alatka kompanije Schlumberger za potpuno upravljanje (rotary steerable system) zadane putanje, prilikom izrade kanal bušotine, ARC Vision – Alatka kompanije Schlumberger za mjerenje otpornosti (resistivity) formacije tjekom bušenja, ADN Vision – Alatka kompanije Schlumberger za mjerenje gustoće formacije (neutron density) tjekom bušenja, RAB – Resistivity at bit / Alatka kompanije Schlumberge za mjerenje otpornosti formacije odmah iznad dlijeta, TLC – Tough Logging Condition / Alatka kompanije Schlumberger za mjerenje karotaže na kablu s pomoću bušaćih cijevi, MDT – Modular Dynamic Tester / Sonda komapanije Schlumberger za uzimanje uzoraka fluida iz formacije pod tlakom, te ispitivanje fomacije, Gamma Ray – Sonda za mjerenje prirodne radioaktivnosti formacije, Resistivity – Sonda za mjerenje otpornosti formacije, CMR – Combined Magnetic Resonance / Sonda komapanije Schlumberger za određivanje nivoa slobodnih fluida u formaciji, PDC – Polycrystalline Diamond Compact /Tip dlijeta , Drill In Fluid – Tip isplake na bazi vode / nova generacija isplake za koso usmjerene i horizontalne bušotine, Jacket – Tip radne / proizvodne platforme s 4 noge, Jack up – Tip samopodizne bušaće platforme , Cantilever – Konzolna podkonstrukcija samopodizne bušaće platforme ,

Enlarged Summary: The main aim of this paper was to present a modern technological approach to well design and completion applied on Adriatic off-shore gas fields, developed as a result of approved technological criteria that today serve as a precondition for carrying out off-shore operations. Such approach had to meet the strictest environmental protection criteria for offshore operations, and at the same time enable efficient development of gas reserves from unconsolidated sands and, in the case of the field Ika, also naturally fractured limestones.

20

The technological approach evident from the well profiles and completion designs and manner of execution of oil field operations made it possible to reduce the number of wells and platforms, and at the same time resulted in bringing on stream all target reservoirs, which made the project more attractive and set the new standards for gas production gas from the North Adriatic fields. Drilling and completion technology already applied and approved in the field Ivana, which has been in production more than five years have been improved and applied with success in the field Marica and Ida during drilling and completion campaign in 2004. For the purpose of this paper, recently accomplished project IKA will be presented as the most demanding project regarding number of production targets and their diversity in geological setting conditions. Activities on Ika gas field carried out during 2004 and 2005 comprised of drilling and completion of 5 development wells from the production platforms IKA A and IKA B as follows:

- IKA A : 2 horizontal and 1 slanted well - IKA B : 2 slanted well.

The main task of the project was to develop limestone reservoir of Mesozoic age (as primary target) and eighteen (18) unconsolidated turbiditic sandstone reservoirs of Pleistocene age (as secondary target). It has to be pointed out that development scenarios from the 80-ties and 90-ties did not foresee development of sandstone reservoirs, not only due to high risks related to depletion of relatively thin reservoirs in the presence of supposed strong water basin, but also partially due to complicated sand control technology as well as difficulties in reaching all the reservoirs from the same platform with regards to the their structural offset. Therefore, from the technological point of view, it was requested to construct horizontal and slanted wells (up to 63 °) being completed in open hole in the carbonate reservoirs and, in the same time, with inside casing gravel packs in the upper part for completion of the sandstone reservoirs. Request for gravel pack setting was selectiveness, which would enable isolation of any reservoir in commingling production at any time in the production life if excessive water quantity occurs. Further request was for setting gravel pack with method of formation fracturing (Frack-Pack), whenever possible in order to stimulate siltous sandstone reservoirs while setting gravel pack. Wells are completed in single and double completion. With successful application of described drilling and completion technologies in the off-shore Adriatic projects, and comparing with previous development scenarios, number of production platforms and wells has been significantly decreased, while

21

number of developed reservoirs has increased. This trend, started with Ivana field continues also on the other fields within Northern Adriatic Contract Area. For example, expected gas recovery for the field Ika has increased for 56% regarding 1991, having developed 19 reservoirs instead of only one carbonate reservoir. Construction of horizontal wells, well number was decreased from 6 to 5, which together with highly deviated wells enabled better efficiency of gas drainage area. As a consequence, number of production platforms has been also reduced from 3 to 2, which altogether resulted in significant decrease of capital expenditure.