Coiled Tubing Bohrverfahren Innovationspotenziale für die Tiefbohrtechnik

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1 Coiled Tubing Bohrverfahren Innovationspotenziale für die Tiefbohrtechnik Rolf Bracke GZB - Internationales Geothermiezentrum, Bochum 5. Tiefengeothermie-Forum Darmstadt 15. September 2010

2 Coiled Tubing CT Coil ist die Trommel Tubing ist das Rohr Kontinuierl. aufgespult Ø > 2 m Rohr Ø ¾ - 4 ( mm) Wandstärke ca. 2 6 mm (¼ ) > m Länge hergestellt σ ca N/mm² Tubing rotiert nicht

3 Geschichte + Entwicklung 1944 Projekt PLUTO Brennstoffe von UK nach EU sehr lange, kontinuierliche Pipelines (>10 m) 1962: CA Oil Company hat erste komplette CT Einheit, um Sandblockaden in Quellen / Rohren auszuspülen ( m) Danach zunehmender Standard in Öl- und Gasindustrie

4 75% des bisherigen CT Einsatzes Sanierung von life wells Instandsetzungen Service Bohrungen Wenig Grass Root Drilling

5 75% des bisherigen CT Einsatzes Sanierung von life wells Instandsetzungen Service Bohrungen Wenig Grass Root Drilling

6 75% des bisherigen CT Einsatzes Sanierung von life wells Instandsetzungen Service Bohrungen Wenig Grass Root Drilling

7 75% des bisherigen CT Einsatzes Sanierung von life wells Instandsetzungen Service Bohrungen Wenig Grass Root Drilling

8 CT-Komponenten Kontinuierliches Rohr (CT Strang + Spule) Umlenkbogen (Guide Arch) Einrichtung zum Drücken + Ziehen (Injector Head) Dynamische Dichtung zwischen CT Rohr / Bohrloch / Casing (stripper / packoff device) Blow Out Preventer (4 fach)

9 CT INTERNATIONAL reduziert Bohrkosten GEOTHERMAL + Platzbedarf CENTER + Einwirkungen auf die Umwelt 1 ha 1/3 ha Kein Verschrauben Schneller (2-3x) - Zirkulation non-stop Sicherer (kein Personal am Bohrloch) - Geradere Löcher Arbeiten in life wells - Weniger Personal - Geringere Kosten

10 Größtes Problem mit CT Plastische Verformung des CT Rohrs -> Fatigue Life -> Elektronische Kontrolle -> ca. 100 trips pro CT Rohr

11 Gasbohrungen in E. Colorado, USA First Highly Efficient Hybrid / CT- Rig

12 Grass Roots Drilling Bohrtiefe: ca m (Gas Technology Institute, CO, USA) Einsparungen: 25-35% pro Quelle

13 900 m Niobrara Gas Bohrung in 19 Std. gebohrt (incl. Einrichtung + Ausbau) ROP Bereich ca. 1 2,5 m/min

14 Entwicklung INTERNATIONALES : GEOTHERMIEZENTRUM 2008 ~ 1500 INTERNATIONAL CT-Rigs / GEOTHERMAL 3296 konventionelle CENTER Rigs

15 Standard Pipe vs. CT Kosten für Bohrung + Ausbau (in USA) CT: ca. 1/3 (15-50%) günstiger 2-3 x schneller

16 Marktentwicklung Pipe vs. CT- Drilling (USA und weltweit) Potentielle Märkte: Shallow development wells ca. 20,000/year Reservoir data monitoring holes ca. 100/year Shallow re-entry wells ca. 3,000/ year Deep exploration holes ca. 100/ year (> 3000 m)

17 Erste CT-Bohrung in Geothermie Silver Peak, Nevada / USA (2010) Sierra Geothermal Power 7000ft. / 2130m Coiled Tubing Slim Hole Grass Roots

18 Erste CT-Bohrung in Geothermie Silver Peak, Nevada / USA (2010) Sierra Geothermal Power 7000ft. / 2130m Coiled Tubing Slim Hole Grass Roots

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25 Bauconsult & Sachverständigen Büro Dr.- Ing. Ulrich Güttler

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30 Goose -Neck Injektor Kopf Energie versorg ung Kontrollstand Tubing Trommel Coiled Tubing BOP

31 Ziele Infrastruktur CT-Bohrtechnik Reservoirtec WP-Bohrtechnik Fazit

32 Ziele Infrastruktur CT-Bohrtechnik Reservoirtec WP-Bohrtechnik Fazit Mikrobohrung Mögliche Ziele: 1,5 Bohr Ø mit 1 Ø CT 300 m 1000 m 5000 m

33 Ziele Infrastruktur CT-Bohrtechnik Reservoirtec WP-Bohrtechnik Fazit Entwicklung von Bohrantrieben

34 Ziele Infrastruktur CT-Bohrtechnik Reservoirtec WP-Bohrtechnik Fazit Entwicklung von Bohrantrieben Entwicklung von h-t/p-bohrlochsensorik

35 Ziele Infrastruktur CT-Bohrtechnik Reservoirtec WP-Bohrtechnik Fazit Entwicklung von Bohrantrieben Entwicklung von Bohrlochsensorik / Sonden Multi-Side-Track-System Entwicklung von Coiled Tubing basierten re-entry hydraulischen Stimulationstechnologien (Jung & Sperber 2008) Jung & Sperber 2008)

36 Ziele Infrastruktur CT-Bohrtechnik Reservoirtec WP-Bohrtechnik Fazit Entwicklung von Bohrantrieben Entwicklung von Bohrlochsensorik / Sonden Multi-Side-Track-System Entwicklung von Coiled Tubing basierten re-entry hydraulischen Stimulationstechnologien Multi-Side-Track-System Entwicklung von Coiled Tubing basierten re-entry hydraulischen Stimulationstechnologien (Jung & Sperber 2008)

37 FuE-Projekt CT/MUST Entwicklung eines Coiled-Tubing basierten Multi-Side-Track EGS Geplante CT Microhole Anlage am GeothermieZentrum Bochum zur Exploration Schließung einer sehr teuren Lücke: Namur C U-Sprockhöveler Schichten Bernhardt-Horizont (ca. 120m) konglomeratischer Sengsbänksgen Sandstein Bernhard-Sandstein (=Kaisberg Konglomerat) Grenzsandstein Ein notwendiges Werkzeug zur Risk Assessment Risk Minimierung (Stichwort CBM im SKB in Kanada)

38 FuE-Projekt CT/MUST Entwicklung eines Coiled-Tubing basierten Multi-Side-Track EGS Schließung einer sehr teuren Lücke: beteiligte GZB-Hochschulen: Hochschule Bochum RWTH Aachen University of Auckland Ein notwendiges Werkzeug zur Stadtwerke Bochum GmbH Deutsches Risk Bergbaumuseum Assessment DMT GmbH & Co KG Fraunhofer Risk UMSICHT Minimierung Wuppertal Institut für Klima, Umwelt Energie GmbH Delta-H GmbH (Stichwort CBM im SKB in Kanada) (Grafik Jung & Sperber; verändert)

39 Entwicklung von Bohrantrieben Entwicklung von Bohrlochsensorik tiltmeter AiF / FHE xtra 2010 GeoFuelCells Anwendung Multi-Sidetrack-System seismometer Kooperation: Uni Auckland / NZL HS Bochum FH Gelsenkirchen Baker Hughes Inteq ECOS Energie Propuls

40 Ziele Infrastruktur CT-Bohrtechnik Reservoirtec WP-Bohrtechnik Fazit Entwicklung von Bohrantrieben Entwicklung von geophysikalischen Messsonden CT-basierte hydraulische Stimulationstechnologie Mikroseismische Überwachungstechnik

41 Ziele Infrastruktur CT-Bohrtechnik Reservoirtec WP-Bohrtechnik Fazit CT Grass-Roots Drilling CT re-entry Öl-/ Gasfeld Bohrungen CO2- Sequestrierung Coal-Bed Methan Exploration

42 GZB - CT Bohranlage bis > 3000 m Investitionskosten CT Einheit mit Trailor, Injector, Antrieb, Spule, Guide Arch, Kran, BOP, Stripper, Truck, Pumpen etc. ~ CT Rohr, 1½ Kabel etc. ~ BHA mit Motor, Steuereinheit, LWD Kapazität, Bit, etc. ~ GESAMT ~ 3,5 Mill. Euro

43 Interesse an Kooperation?

44 Vielen Dank & Glückauf!