die faszinierende welt der bohrtechnik - Baker Hughes

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Was stellt Baker Hughes INTEQ her? – 5 Coiled Tubing Garnitur (CoilTrak) im Rotary-Betrieb mit Strangrotation und kommt auf diese Weise überall hin, VertiTrak bohrt dagegen ganz ohne Strangrotation und immer nur vertikal abwärts. Aber DAS kann es wirklich perfekt! In Argentinien zum Beispiel liegen die Gesteinsformationen so schräg einfallend über der Lagerstätte, dass alle konventionellen Bohrgarnituren seitlich abgelenkt wurden und nur durch erhebliche zeit- und geldintensive Korrekturanstrengungen wieder auf Zielkurs gebracht werden konnten. Nur Verti- Trak gelingt es, ohne Korrekturen direkt ins Zielgebiet hineinzubohren. Dem zufriedenen Kunden sparen wir dadurch in jedem Bohrloch gleich mehrere Wochen teure Bohrzeit. „Coiled Tubing“ bedeutet zu Deutsch „gewickeltes Rohr“. Was das genau ist, wird gleich enträtselt werden. Aber immer der Reihe nach. „Am Anfang war …“ die Sache mit dem Richtbohren. Zur Erinnerung: Man benutzt einen Bohrmeißel und einen geknickten Bohrmotor und kann dann über das Bohrgestänge wie mit einem Steuerrad während des Bohrens in jede gewünschte Richtung lenken. Das ist im Prinzip wie Autofahren, nur dass der Richtbohrer natürlich über Tage sitzen bleiben muss, während das Loch immer tiefer wird. Dann baut man den Bohrstrang ein und es kann losgehen. Oder ? Nun, aus der Sicht des Bohrpersonals sieht die Sache möglicherweise etwas anders aus. Einfahren ins Bohrloch heißt zunächst einmal endlos erscheinendes Aneinanderschrauben von Bohrgestänge. Ein „Zug“ (siehe Kapitel Einleitung) ist meistens 30 m lang. Bei 4 km Bohrtiefe müssen also nacheinander 130 Gewindeverbindungen zusammengeschraubt und im Bohrloch abgesenkt werden, bis der Meißel endlich auf der Sohle angekommen ist und mit dem Bohren begonnen werden kann. Das bedeutet bei jedem Zug Schutzkappen entfernen, Gewinde schmieren, aufschrauben und festziehen. Mit so einem Einbau sind drei Leute ununterbrochen einen halben Tag lang beschäftigt. Und wenn dann endlich gebohrt wird, ist unter Umständen schon nach einem Tag der Meißel stumpf und alles muss wieder aus- und eingebaut werden. „Oh … was das immer kostet!“, ruft der Bohrunternehmer verzweifelt. „Kann man denn nicht irgendwie die ganzen 4 km in einem Stück herausholen? So wie ein Gartenschlauch, der auf eine Trommel aufgewickelt wird?“ Diese Idee ist für einige Bohreinsätze gar nicht einmal so abwegig. Tatsächlich entstanden auf diesem Weg die ersten Coiled Tubing- Anlagen, deren Bohrstrang statt aus einzelnen Drillpipes tatsächlich aus langen auf großen Rollen auf- gewickelten Stahlschläuchen bestand. Weil flexibleres Rohr auch dünner und damit schwächer als ein „normaler“ Strang ist, können darunter allerdings nur kleinere Bohrmo-toren gefahren werden. Die damit gebohrten Löcher sind entsprechend klein und haben maximal einen Durchmesser von 4 1 /8 '', das sind grob 10 cm. Hängen wir nun unser Bohrgerät an diesen „stählernen Gartenschlauch“ und rollen ihn ab, dann sind wir im Nu auf der Bohrlochsohle, ohne Gewinde verschrauben zu müssen. Die 4 km sind von einem einzigen Mann in weniger als fünf Stunden Wickelzeit geschafft! Alle sind damit zufrieden – bis auf einen: Unser Richtbohrer schaut etwas betrübt aus. Es gibt nämlich keine Bohrstange zum Steuern mehr! Selbst wenn man die gesamte Trommel mit dem abgewickelten Rohr oben am Bohrloch drehen könnte, wäre der flexible Stahlschlauch zu 0 5 10 15 42 43 20
Was stellt Baker Hughes INTEQ her? kapitel 3.2 – 5 Messgeräte Wohin bohren wir? – OnTrak elastisch, um eine Lenkbewegung zum Ausrichten des Knickes auf dem Motor nach unten weiterleiten zu können. Wie also den Motor zum Kurvenbohren in die gewünschte Richtung drehen? Unsere Ingenieure erfanden eine elegante Lösung, den hydraulischen Orienter. Der Coiled Tubing-Schlauch hat ja eine feste Länge ohne Gewinde. In so einen Schlauch kann man ohne Probleme ein elektrisches Kabel hineinstecken, mit dem unter Tage via Elektromotor eine kleine Ölpumpe betrieben wird. Das Hydrauliköl aus dieser Pumpe bewegt einen Kolben links oder rechts herum, an dessen Ende sich wiederum der Untertagemotor befindet. Der Richtbohrer am Bohrturm braucht also nur eine Art Joystick nach links oder rechts zu bewegen, und schon dreht sich der geknickte Bohrmotor tief unten im Loch in jede gewünschte Richtung. Das Coiled Tubing-Rohr enthält also ein Stromkabel, das die Bohrgarnitur (wir nennen sie CoilTrak) direkt mit der Kontrollstation über Tage verbindet. Diese Kabelverbindung bietet neben der Stromversorgung des Orienters natürlich auch eine elegante Möglichkeit zur „Online“-Übertragung aller möglichen Messdaten aus dem Bohrloch nach über Tage. Die CoilTrak-Bohrgarnitur ist deshalb mit diversen Sensoren bestückt, die zum Beispiel den Verlauf der Bohrung, die Beschaffenheit des Gesteins und die Stärke der untertägigen Vibrationen messen (wie das im Einzelnen funktioniert, finden Sie im Kapitel Was wissen wir über das erbohrte Gestein? ). Diese Daten werden über das Kabel in Echtzeit nach über Tage geschickt. Das heißt, jede Abweichung vom Bohrkurs und jede Störung des Bohrbetriebs kann sofort vom Richtbohrer erkannt und korrigiert werden. Ein besonders interessantes Einsatzgebiet für unsere CoilTrak-Bohrgarnitur sind die vielen alten Bohrungen, deren Förderung im Laufe der Zeit bis an den Rand der Wirtschaftlichkeit zurückgegangen ist. Anstatt diese Bohrungen zu schließen, kann man versuchen, die Produktion wieder anzukurbeln. Eine Möglichkeit, die häufig zur Anwendung kommt, ist das „Reentry“- Bohren („Wiedereinfahren“). Dabei werden aus dem bestehenden Bohrloch heraus ein oder mehrere seitliche Arme in bisher unbeachtete Bereiche der Lagerstätte gebohrt. Solche Reentry-Bohrungen sind ein ideales Anwendungsgebiet für unser CoilTrak-System, denn sie müssen schnell und kostengünstig von der Hand gehen und übertägig mit wenig Platz auskommen. Wie das Bohren von Kurven angestellt wird, haben wir in den vorangehenden Kapiteln gelernt. Aber woher wissen wir eigentlich, wohin wir gerade bohren? Woran erkennen wir, ob wir uns auf dem geplanten Bohrungsverlauf befinden oder vielleicht versehentlich vom Kurs abgekommen sind? Immerhin sitzt unser Richtbohrer über Tage am Bohrturm, während sich der Bohrmeißel in mehreren Kilometern Tiefe unter uns durchs Gestein wühlt. Wie kann der Richtbohrer sehen, was „da unten“ passiert? Die Antwort auf die Frage nach dem Verlauf der Bohrung gibt uns das „MWD“-System. MWD steht für „Measurement While Drilling“, was auf Deutsch „Messen beim Bohren“ heißt. Das MWD-System besteht aus einem Rohr, das verschiedene elektronische Messgeräte enthält, unter anderem ein Lot und einen Kompass. Das Außenrohr eines MWD-Systems fällt schon dadurch auf, dass es im Gegensatz zu den meisten anderen Werkzeugen auf unseren Regalen keinen Rost ansetzt, weil es aus speziellem nicht magnetischem Stahl hergestellt ist. Die Kompassnadel, die die Himmelsrichtung der Bohrung messen soll, versucht sich ja bekanntlich nach dem schwachen Magnetfeld der Erde auszurichten, das auch in der Tiefe noch vorhanden ist. „Norma- 0 5 10 15 44 45 20
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