Huldra Trond Saksvik, Statoil ASA NTNU, 19. november 2003 Gassfelt og -brønner Huldra Trond Saksvik, Statoil ASA NTNU, 19. november 2003

Innhold: Generelt om Huldra feltet Utbygging av gassfelt – hvordan er prosessen ? Reservoarbeskrivelse Brønnplassering Brønndesign og komplettering Drift av gassfelt Produksjon og reservoardata Trykkmåling Ratemåling Lysark er elendig pedagogisk

Utbygging av gass og oljefelt Hva må vi vite ? Hvordan ser det ut der nede ? Hvor stort er det ? Hvor dypt ligger det ? Hva består “steinen” av ? (sand ? leire ? skifer ? kalkstein ?) Hvordan er reservoaregenskapene ? (porøs ? strømmer væske lett ?) Hvor homogent er det ? Hvilke væske er det ? (vann ? gass ? olje ?) Hvordan vil en brønn i reservoaret oppføre seg ? Hvor mange brønner trenger vi ? Før utbygging må vi: Kartlegge reservoaret: STØRRELSE, EGENSKAPER, bestemme DRENERINGSSTRATEGI og UTBYGGINGSLØSNING Prosessene so foregikk for 100 – 150 mill. år siden er de samme som i dag Væske PVT – endring med trykk og temperatur (ikke som vann) Komersielle avtaler knyttet til en utbygging – spesielt gjelder dette gass Hvordan skal vi få opp mest mulig av hydrokarbonene og hvordan skal vi få solgt til en best mulig pris.

Huldra - Where is it? PL 051/052 Awarded 1979 Discovered 1982 PDO Submitted 1997 PDO Approved 1999 Pre-drilling Started July 2000 Production Start November 2001 End Production 2008 (?) 2 ° 00« 3 ° 00« 4 ° 00« 5 ° 00« 2 3 3 8 3 1 2 1 2 3 1 2 8 Snorre 13 211 6 4 5 34 6 4 5 35 6 4 5 36 V isund 8 19 9 7 9 7 8 9 8 Statfjord 9 Gullfaks 8 7 24 Kvitebj¿rn Rimfaks Gullfaks 61 ° 00« 29 12 10 S¿r 11 12 10 11 12 10 11 29 4 Huldra 3 1 2 3 V eslefrikk 1 2 3 1 2 9 Sture T roll Kollsnes Oseberg Bruke Huldra som eksempel – si litt generelt om det Konklusjonen på den prosessen som jeg har snakket om 1 Brage 3 14 15 4 5 30 6 4 5 31 4 6 4 5 32 6 3 19 2 20 7 8 9 7 8 9 7 8 9 24 25 PL051 60 ° 00« PL052 29 30 10 11 12 10 11 12 10 11 12 4 5 Frigg 1■ 2 3 1■ 2 3 1■ 2 3 Fr¿y 9 10 Heimdal 14 6 4■ 5 6 4■ 5 50 km 6 4■ 5 6

Verdens største gassfelt Shtokmanovskoye Yamburg Verdens største gassfelt Urengol Bovanenkovskoye Gassgigantene på kloden ligger slynget ut ovet et nokså begrenset område. Med utgangspunkt i Moskva er det mindre enn 400 mil til alle de 12 største. Russland har selv tre av de fire mest betydelige, inklusive Urengol, som er over åtte ganger større enn Troll. Like fullt heter Europas største gassfelt til havs Troll, som absolutt er et av medlemmene i eliteserien av olje- og gass-vedenens største. Der er feltet på 11. plass. Zapolyarnoye Troll Orenburg Groningen Karachaganak South Pars Hassi R'mel Urengol, Russland 10.000 milliarder m 3 North Field North Field, Quatar Troll er 65 ganger større enn Huldra Yamburg, Russland Bovanenkovskoye, Russland South Pars, Iran Hassi Rmel, Algrie Groningen, Nederland Shtokmanovskoye, Rus sland Zapolyarnoye, Rus sland Orenburg, Rus sland Troll, Norge 1286 milliarder m 3 Karachagan ak, Kasakhstan

145 km gassrørledning 16 km kondensatrørledning

Utbygging av gassfelt – PROSESSEN Reservoarbeskrivelse Ingen har sett et reservoar ! Reservoaret må beskrives på bakgrunn av ”indisier” De viktigste datakildene: Seismikk Brønner m/logger Kjerner fra brønner Generell forståelse av historien dvs. ”dannelsen av jorda vi står på..” Vi kan ikke gå ut i ”fabrikken” å se for å få et visuelt bilde av prosessen Reseroaret er som en svamp – gass, vann/olje/gass ligger i porene i steinen Vann i bunnen olje over og kanskje gass på toppen Visjonariet - gjettverk

Seismic acquisition: Principle Boat Air gun Seismic sensors Streamer; 2-8 km long water seafloor Subsurface layer boundary Viktigste verktøy for å bestemme fysisk størrelsen på reservoaret Ekkolodd lydbølger Kaos av reflekterte og refrakterte bølger Hastighet i de forskjellige bergartene nedover i bakken (flere kilometer) Distance=velocity*time

Utfordringer med seismikken Seismikk er ekkolodd Måler tid Reflekteres av flere lag nedoveri jordskorpa S=v*t

Seismisk snitt

HULDRA utfordringer Reservoarets størrelse Reservoarets fysiske størrelse: avhengig av god seismikk (”ekkolodd”) Seismiske signalene er dårlige på Huldra fordi: Feltet ligger dypt ( ca.3600 m) Gass lekker fra reservoaret og opp i formasjonene over reservoaret (”gas chimney effect”) Konsekvens: +/-100m usikkerhet i reservoardyp Fysiske dimmensjonene nede i dypet * Datakilden er seismikken = ekkolodd * Lydbølger og refleksjon av lyd Dårlig seismikk på Huldra * Jo dypere feltet ligger, jo dårligere er ekkoet. Lydbølgene skal passere mange lag og formasjoner på sin tur/retur. Hastigheten til lyden varierer fra lag til lag * Gasslekkasje: lydbølgene går saktere i gass (luft) enn i tyngre materialer Akkumulert gass i formasjoner over selve reservoaret. * Lav oppløsning 40-50 m

HULDRA utfordringer 3 letebrønner (med logger og kjerner) på Huldra Kalibreringspunkter for seismikken => Reservoarets laterale utbredelse - STØRRELSE Reservoarets dypeste avgrensning er definert av gass/væske kontakt (vannspeilet) Gass-væske kontakter er målt i 2 av letebrønnene Hvordan ser det ut imellom letebrønnnene ? Brønndata gir en pekepinn på RESERVOAREGENSKAPER og VÆSKESYSTEM Brønner er de kjente punktene. Logger – lærer mye om ca 1m av reservoaret Kjerner- steinprøve som blir analysert i lab. Viktig, men egentlig så har vi da lært veldig mye om en liten bit av reservoaret som ikke er der lenger. V=B*L*D HKPV = Vb*PHI*NTG*(1-Swi) HKPV => STOIIP eller GIIP ved gange med Bg eller dividere med Bo etter hvilken væske det er Hvor langt bort fra brønnen kan vi si at det vi måler i brønnen er representativt. EKSTRAPOLERE ut fra brønner og INTERPOLERE mellom brønner. V= volum stein (Bulk volume) Volum olje/gass =>k ontaktene ? Dypeste avgrensning er vannspeilet. Datagrunnlaget som ligger til grunn for kartleggingen av reservoaret er dårlig med det resultat at kartleggingen er beheftet med stor usikkerhet.

Reservoarkart Brønner er de kjente punktene. Logger – lærer mye om ca 1m av reservoaret Kjerner- steinprøve som blir analysert i lab. Viktig, men egentlig så har vi da lært veldig mye om en liten bit av reservoaret som ikke er der lenger. V=B*L*D HKPV = Vb*PHI*NTG*(1-Swi) HKPV => STOIIP eller GIIP ved gange med Bg eller dividere med Bo etter hvilken væske det er Hvor langt bort fra brønnen kan vi si at det vi måler i brønnen er representativt. EKSTRAPOLERE ut fra brønner og INTERPOLERE mellom brønner. V= volum stein (Bulk volume) Volum olje/gass =>k ontaktene ? Dypeste avgrensning er vannspeilet.

Brønndesign Hva vil vi oppnå ? Oppnå høy produktivitet (”deliverability”) Drenerer reservoaret Nå volumene som er i reservoaret Nødvendig utstyr må installeres i brønnen slik at den virker ihht. planen (produksjonsrør, pakninger, nedihulls styring) Kompletteringen VI må BORE og KOMPLETTERE brønnene optimalt ! Dyrt å bore brønner i nordsjøen : knappe 100 mill – fler 100 mill. Vi er gode på norsk sokkel ! Tvinges til det pga kostnadene. Saudi: uregistrert gamme scandia med rustholk av en rigg bakpå.

Tverrsnitt gjennom Huldra reservoaret 3600 3800 4000 GWC -3870(?) E W B A S C R T O U Lagdeling Forskjellige egenskaper Se på tverrsnittet på tavla Soneinndelingen kan være enda mer fininndelt, men en plass må man sette grensen Kommunikasjon over forkastninger

Boring og komplettering Huldra HPHT - utfordringer På Huldra installeres sandskjermer (sikteduker) gjennom reservoaret. Sandskjermene har følgende fordeler: Hindrer sandproduksjon og behov for fremtidige intervensjoner. Riktig dimensjonering på lysåpningene gjør at de fineste partiklene slippes gjennom i starten, og at et naturlig sandfilter dannes over tid Gir lavt trykkfall mellom formasjon og brønn

Kompletteringsskisse

Væskesystem i reservoaret Væskerik gass GOR initielt 2400 1/3 av pengene kommer fra væskefraksjonen Fluid kvalitet H2S Co2 , Brennverdi Spesielt viktig for gas/condensatfelt.

Endringer i væskesystemet

Endringer i væskesystemet

Endringer i væskesystemet

Oversikt over feltet * Langstrakt * PUD fase hadde man målepunkter (letebrønner) som lå øst på feltet. * Letebrønnene + dårlig seismikk = PUD modeller

Brønnplasseringen ble veldig vanskelig * Ny og gammel tolkning av topp reservoar * Ønsker å bore brønner gjennom hele reservoarseksjonen * Mer høvlet av på toppen => må flytte østover * Flytter østover => nærmere vannet * Justert på vinkler for å oppnå dett, men blir veldig låst. * Har boret 4 brønner sentralt på feltet * Startet på en mot nord og jobber med beslutning for brønn i Syd * Har fått brønner med høy produktivitet centralt på feltet

Huldra Produksjons- brønner 30/2-1 30/2-2 30/2-3 30/3-1 R 30/3-9 30/2-A-4 30/2-A-5 30/2-A-8 30/2-A-4 T2 30/2-A-9_p53 30/2-A-6_plan MG 3600 GWC = 3875m TVDMSL 30/2-A-11 6 produsenter 500-1000 m mellom hver brønn Sikre datapunkt = brønn Hvordan ser det ut mellom brønnene Kjerner = steinprøve fra brønnen Analysere: vet mye om en del av reservoaret som ikke er der lenger

Drift av gassfelt Produksjonsprognose => FORVENTET INNTEKTSPROFIL Korrektive tiltak for å holde produksjonen oppe/øke produksjonen ? Hvordan skal vi styre produksjonen ? Diagnose på brønnene ? Vi må lære reservoret å kjenne – lytte til reservoarets språk for å kunne gjøre drive et felt optimalt ! Samle inn en del data: Rater og volum (for alle faser) Trykk i reservoar, brønner Endringer i væskesystemet Brønnene er reservoarets talerør ! Produksjonsprofilen er det omverdenen etterspør. Forventet inntekt, RNB, kapasiteter rørledninger, foretningsmuligheter, når kan vi leie ut plass på installasjonene Materialbalanse – bekrefter størrelsene som geologene har funnet Bekrefter om prognosene er OK

Ratemåling Fiscal Gas Gas Export Metering To Heimdal Scrubber Wet Gas MPM Production Separator Wet Gas Scrubber Huldra Veslefrikk Fiscal Gas Metering Gas Export To Heimdal Condensate & Water Fiscal Cond Water Huldra Separator At Veslefrikk Hvor god kontroll har vi ? Nøyaktighet ?

Experiences - The total sum of volume produced pr day deviates from fiscal total rate – all phases. Stor problemer med flerfase måleteknologi

Trykkmåling Nedihulls trykk

Beregner bunnhullstrykk fra overflatetrykk

P/Z Plott for the Huldra Field

Datainnsamling (Anvandelse av data) Kalibrere simuleringsmodeller (numeriske ECLIPSE modeller) Analytiske analyse (materialbalanse) Si noe om brønnenes helsetilstand Mål: God produksjonsprognose på bakgrunn av god reservoarforståelse Vurdere tiltak i brønner Behov for datainnsamling varierer fra felt til felt FMT/RFT PLT PVT Innsynkning osv Datainnsamling

HULDRA Status Har boret 6 brønner sentralt på feltet Produserer 10 Mill.Sm³/d med gass 4000 Sm³/d kondensat Trykkavlastet reservoaret ca 250 – 300 bar Produsert ca 5.5 GSm³ gass Normalt ikke bemanning på Huldra Marginale brønner nå, og det er vanskelig å finne potensiale for flere. Gode brønner betyr at vi har gjort hva vi kan, men beslutning