die faszinierende welt der bohrtechnik - Baker Hughes

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Was stellt Baker Hughes INTEQ her? – 5 Wie ergiebig ist die Lagerstätte? (TesTrak) die teilweise auch noch radioaktive Quellen besitzen. Die NMR-Messung kommt dagegen ohne den Einsatz von Radioaktivität aus, obwohl sie das Wort „Nuclear“ im Namen trägt. Sie bietet eine wichtige Alternative zu den klassischen Porositätsmessungen, ohne die lästigen Risiken und Sicherheitsauflagen. Doch wie funktioniert MagTrak denn nun? Manche Atome „benehmen“ sich wie kleine Magnete, das heißt, sie richten sich wie eine Kompassnadel immer so aus, dass sie in Richtung der magnetischen Feldlinien zeigen. Wasserstoffatome haben zum Beispiel diese Eigenschaft. Da Wasserstoff in praktisch allen Poren des Gesteins zu finden ist (also in Wasser, Öl und Gas), kann man diese Eigenschaft für verschiedene Messungen nutzen. Die Wasserstoffatome sind zunächst alle in Richtung Magnetfeld ausgerichtet. Wenn man nun ein künstliches Magnetfeld erzeugt, das in eine andere Richtung zeigt und stärker als das ursprüngliche ist, dann drehen sich die Atome in die Richtung des neuen Magnetfeldes, klappen aber nach dessen Abschaltung wieder in die Ausgangslage zurück. Das „Echo“, das durch das „Zurückklappen“ der Atome erzeugt wird, kann man messen. Je kleiner die Poren im Gestein sind, desto schneller klingt das Echo ab, man hat so also eine Messmethode für die Porengröße. Die „Lautstärke“ des Echos ist ein Maß für die Anzahl der umklappenden Atome. Weil die Porengröße schon bekannt ist, kann man aus dieser Messung schlussfolgern, ob sich Gas, Wasser oder Öl in den Poren befindet. Alle weiteren Resultate (z. B. wie beweglich sind die Fluide in den Poren) sind das Ergebnis kluger mathematisch-physikalischer Auswertungsmethoden der Messwerte. Die Maschinenbauer wären wahrscheinlich gar nicht darauf gekommen, aber deshalb gibt es ja auch die vielen klugen Physiker, Mathematiker und anderen Wissenschaftler in unserer Entwicklungsabteilung. Um beurteilen zu können, ob sich die Öl- oder Gasförderung aus einer neu gefundenen Lagerstätte überhaupt lohnen würde, sollte man wissen, wie groß der Lagerstättendruck ist. Wir haben für diesen Zweck unser TesTrak-Werkzeug entwickelt. Früher hatte man schon einmal mit dem Namen „Moskito“ für dieses Werkzeug geliebäugelt. Dieser Name lag zunächst nahe, weil Tes- Trak zum Messen des Lagerstättendruckes – ähnlich einer Mücke beim Stechen – eine Art Rüssel ausfährt, mit dem eine Probe Lagerstättenflüssigkeit abgesaugt wird. Dabei wird nicht die abgesaugte Flüssigkeit an sich untersucht, sondern der Absaugvorgang beobachtet und ausgewertet. Zu Beginn der Messung saugt eine Pumpe am werkzeugseitigen Ende des Saugrüssels und erzeugt so einen bestimmten Unterdruck an der Bohrlochwand. Wenn die Pumpe abgestellt wird, dauert es eine Weile, bis so viel Porenflüssigkeit aus der Formation in den Rüssel nachgeflossen ist, dass wieder überall der gleiche Druck, der Lagerstättendruck, herrscht – im Rüssel des TesTrak- Werkzeugs und in der Formation. Aus der Dauer dieses Druckausgleichs kann auf die Fließfähigkeit der Porenflüssigkeit geschlossen werden. Je langsamer die begehrten Rohstoffe durch die Poren im Gestein fließen, desto länger dauert 0 5 10 15 58 59 20
Was stellt Baker Hughes INTEQ her? – 5 Wie bohren wir ? (CoPilot) nämlich dieser Druckausgleich. Eine „gute“ Lagerstätte zeichnet sich natürlich dadurch aus, dass das Öl schnell zum Bohrloch fließt und der gemessene Druckausgleich in besonders kurzer Zeit erfolgt. Das Besondere an unserem TesTrak- Werkzeug ist, dass der Porendruck erstmals direkt beim Bohren gemessen werden kann und nicht erst – wie bisher üblich – nach Fertigstellung der Bohrung mit einem speziellen Messgerät, das an einem Stromkabel ins Bohrloch eingefahren wird. Das kostet nämlich viel mehr Zeit und Geld und außerdem können die Erkenntnisse nicht mehr zur Optimierung des Bohrungsverlaufs herangezogen werden. Unser TesTrak-Werkzeug wird von unseren Kunden natürlich nur als Bestandteil des Bohrstranges akzeptiert, wenn es die Bohrarbeiten nicht übermäßig behindert. Das ist leichter gesagt, als getan. Solange der Saugrüssel mit der Probennahme beschäftigt ist, darf sich der Bohrstrang nämlich nicht bewegen. Und ein stillstehender Bohrstrang ist normalerweise immer ein rotes Tuch für unseren Bohrunternehmer, der ja in erster Linie bohren und nicht messen will. Die Messung muss also schnell vonstatten gehen, nicht nur wegen der immensen Kosten einer Bohranlage, sondern auch wegen möglicher Risiken des Festklebens des Bohrstrangs im Bohrloch (differential sticking), wenn dieser zu lange unbewegt im Bohrloch liegt. Eine Zeit von fünf Minuten zum Messen sollte jedenfalls nicht überschritten werden, das entspricht in etwa dem Anschrauben eines weiteren Gestängerohres zum Weiterbohren. Neben der Geschwindigkeit der Messung wird auch höchster Wert auf ihre Genauigkeit gelegt. Die absolute Genauigkeit der Druckmessung muss kleiner als 0,5 bar sein bei einer Wiederholgenauigkeit von weniger als 0,1 bar und einer Auflösung von 0,01 bar – und das alles bei Absolutdrücken von 0 bis 2 000 bar! Diese Anforderungen sind weit von „normalen“ Messwerkzeugen entfernt, der Quarz- Druckaufnehmer, der das kann, kostet dementsprechend so viel wie ein gut ausgestatteter Kleinwagen! Um ganz sicherzugehen, dass die Messung korrekt ist, wird sie in dem kurzen zur Verfügung stehenden Zeitraum gleich dreimal hintereinander durchgeführt. Die exakte Übereinstimmung der Messungen zeigt uns dabei jedes Mal, dass unsere Ingenieure auch hier wieder ein außergewöhnlich zuverlässiges Messwerkzeug entwickelt haben. Die meisten Öl- oder Gasbohrungen werden zwischen 3 und 6 km tief und nicht etwa senkrecht, sondern im unteren Bereich oft abgelenkt oder sogar horizontal ausgeführt. In den vorangehenden Kapiteln wurde ausführlich dargestellt, wie die hohe Kunst des Richtbohrens funktioniert. Ein Bohrloch ist ja nicht sehr groß, der Durchmesser beträgt oft nur 8 ½ '', das sind gerade einmal 20 cm. Das Bohrgestänge muss natürlich einen noch kleineren Durchmesser haben, damit das Bohrklein zwischen dem Bohrstrang und der Bohrlochwand nach über Tage ausgetragen werden kann, üblich ist hier ein Durchmesser von 5 '', also 127 mm. Und 127 mm Durchmesser sind nicht viel, wenn man bedenkt, dass der Bohrstrang gleichzeitig, na … sagen wir einmal 5 km lang ist. Die Länge des Bohrstrangs ist dann also ca. 40 000-mal größer als sein Durchmesser. Eine einzelne Bohrstange von 10 m Länge, die am Bohrturm steht, wirkt auf den ersten Blick massiv und starr. Der Bohrstrang in seiner gesamten Länge betrachtet verhält sich dagegen eher wie ein flexibler, dünner Draht. Stellen Sie sich einmal vor, Sie wollten an Ihrem Haus eine Satellitenschüssel installieren. Es gibt sogar schon ein Leerrohr für das erforderliche Kabel. Dieses Leerrohr führt vom Schornstein aus 0 5 10 15 60 61 20
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