SPE. International NEWSLETTER. Society of Petroleum Engineers German Section

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1 International SPE NEWSLETTER Society of Petroleum Engineers German Section März 2008

2 Our product line focus delivers Best-in-Class performance Baker Hughes specializes in providing the right technology for oil and gas wells. At Baker Hughes, our divisions are specialists in drilling, formation evaluation, completion and production. So you get best-in-class products and services. Engineered specifically for your wells. Applied 2006 Baker Hughes Inc. All rights reserved. INT by experts. And supported by a major, worldwide service company. See how our focused approach can deliver best-in-class performance on your next project. For Best-in-Class technologies contact Baker Hughes. Baker Hughes Celle - Baker-Hughes-Str Fax Best in Class Hughes Christensen Baker Oil Tools Baker Atlas Baker Petrolite Centrilift INTEQ Baker Hughes Drilling Fluids

3 STC 2008 Development and Progress of Global Student and Young Professionals Activities SPE International und in Deutschland Es ist in der E&P Branche in Deutschland und weltweit allgemein bekannt, dass zurzeit für gut ausgebildete Petroleum Engineers auf dem Arbeitsmarkt die Nachfrage höher als das Angebot ist. Außerdem ist für die Zukunft vorhersehbar, dass noch weniger Ingenieure vom Fach für Erdöl- und Servicefirmen zur Verfügung stehen werden. Abbildung 1: SPE Student Members weltweit Die Nachwuchsförderung ist deshalb nicht nur für die Industrie von existentieller Bedeutung, sondern auch für SPE als internationale Berufsvereinigung ein besonderes Anliegen. Daher unterstützt SPE speziell Studenten

4 SUBSEA SYSTEMS For leading offshore oil and gas operators, Cameron is the Subsea Systems equipment expert that helps you continuously raise performance through our proven technical expertise, project management, and global manufacturing and service network. Performance THROUGH CONTROLS EXPERTISE Cameron Celle Centre of Excellence for Production Controls Systems. Our purpose-built controls manufacturing facility in Celle, Germany is the reason Cameron control systems are continuously raising the bar for reliability. Fundamental attributes include: TC9547 Celle, Germany Cameron s Centre of Excellence for the engineering, manufacturing, testing and assembly of production controls systems. ISO 9001:200 and ISO/TS approved; API Q1 and API 17F licensed Full ESS and hyperbaric test facilities in-house Full HP/HT capability Subsea equipment qualified to 3000 meters Extensive track record over 300 CAMTROL SCMs supplied Conventional, COPS or fiber optic comms systems Qualified SIL3 rated HIPPS capability Ground breaking technology such as the world s first all-electric subsea production system CameronDC Fully IWIS and SIIS compliant systems To find out more visit or CamtrolInfo@c-a-m.com RAISING PERFORMANCE. TOGETHER

5 STC 2008 und junge Petroleum Engineers zusammen mit und für die Erdöl- und Erdgasindustrie, sowohl auf regionaler als auch auf internationaler Basis. Konkret hat SPE eine Reihe von Initiativen gestartet und bietet viele attraktive Veranstaltungen, Foren und Aktivitäten, die nicht nur für junge Leute im Job oder in der Ausbildung, sondern auch für ältere Kollegen interessant sein können. Beim ementoring zum Beispiel kann ein erfahrener Ingenieur jungen Kollegen und Studenten als Mentor über das Medium hilfreich zur Seite stehen. Alternativ bietet sich das Ambassador Lecturer Program an, über das der Kontakt zu den Universitäten verbessert werden soll. Oder, jüngere Kollegen können sich untereinander über das von SPE zur Verfügung gestellte Young Professionals Network austauschen. Abgesehen davon schreibt SPE verschiedene und teilweise sehr gut gesponserte Wettbewerbe und Preise aus, wie den Young Member Outstanding Service Award, den Student Paper Contest, den Outstanding Student Chapters Award und das Nico van Wingen Memorial Graduate Fellowship in Petroleum Engineering für Doktoranden, das jährlich mit US$ dotiert ist. Nähere Informationen zu dieser unvollständigen Auflistung können bei Interesse unter -> Career/Education und nachgelesen werden. Wenn dann noch zum Interesse eine Portion Eigeninitiative dazu kommt, sollte sich daraus auch etwas für die Zukunft entwickeln. So wie wir es vor allem der Initiative von Albert Peters (Wintershall Holding AG), Andreas Achilles (RWE Dea AG), Gerd Schaumberg (früher Bohrmeisterschule Celle) und Matthias Meister (Backer Hughes INTEQ) verdanken, dass die Technical Student Conference der GSSPE ins Leben gerufen wurde. Die erfolgreiche, internationale und gut besuchte Veranstaltung hat sich im dritten Jahr endgültig etabliert und ist inzwischen auch außerhalb Deutschlands bestens bekannt. Ein Dank an alle Kollegen, die zum reibungslosen Ablauf der Veranstaltung beigetragen haben (Freitagnachmittag!) und die man eigentlich ebenfalls alle namentlich aufführen sollte. Wir bedanken uns für die Gastfreundschaft bei dem Deutschen Erdölmuseum in Wietze, das den thematisch passenden Raum und Rahmen für diese Veranstaltung wie schon im letzten Jahr zur Verfügung gestellt hat. Last but not least ein Danke schön an die Sponsoren, die durch ihre finanzielle und personelle Unterstützung die Technical Student Conference erst ermöglicht haben.

6 Drill-Monitoring-System und Mud- Logging-Service wertvolle Entscheidungshilfen an Ihren Bohrprojekten Dokumentation von: geologischen, geochemischen und bohrtechnischen Daten Spülungsgasdaten, Gassicherheitsüberwachung Zementations- und Drucktestdaten zur: Projektoptimierung Beweissicherung Risikoabgrenzung Erhöhung der Bohrloch-/ Bohranlagensicherheit Datenarchivierung für spätere Recherchen Datennetzwerk und Infoterminals Softwareunterstützte Datenauswertung Personalgestellung Sampler, Dipl. Geologen, Mud-Logging Ing. Wellsite Geologen Assistant Drilling Technicians (ADT) Datenübernahme und Systemintegration von: MWD-, LWD-, Wirelinedaten Zementationsdaten GEO-data, Gesellschaft für Logging Service mbh mehr als 25 Jahre Erfahrung onshore und offshore DNV und SCC** Zertifizierungen Carl-Zeiss-Str. 15, Garbsen, Germany Tel: logging@geo-data.de

7 STC 2008 Zusätzlich wurde die Technical Student Conference 2007 durch den Besuch von Melissa Schultea aufgewertet, die sich bei SPE von London aus hauptberuflich mit Studenten und Young Professionals beschäftigt. Melissa ist der Ansprechpartner, wenn mit SPE eine Initiative in diesem Bereich gestartet werden soll. Hier in Deutschland kann alternativ auf regionaler Basis Nadin Runde (ExxonMobil) als YP Chairperson der GSSPE angesprochen werden. Folgend werden in diesem Newsletter die Vorträge der Technical Student- Conference 2007 zusammengefasst. Die Themen der Vorträge hatten ein so breites Spektrum, dass Kollegen aus der Exploration, Tiefbohrtechnik, Produktion und aus der Lagerstättenphysik zumindest je einen interessanten Artikel finden sollten. Wolfgang Jelinek Abbildung 2: Melissa A. Schultea, Young Member Programs Manager von SPE aus London auf Besuch bei der GSSPE Student Technical Conference 2007 in Wietze

8 Safe, effective, trouble-free operations KCA DEUTAG gehört weltweit zu den führenden Bohrkontraktoren und betreibt mit über Mitarbeitern mehr als 100 Bohranlagen in aller Welt. Schwerpunkte bilden dabei unsere Aktivitäten in Europa einschließlich der Nordsee, in Nord- und Westafrika, im Mittleren Osten, im Kaspischen Meer und in Russland. Die KCA DEUTAG beschäftigt Mitarbeiter unterschiedlicher Nationalitäten, die alle das gemeinsame Ziel verfolgen: einen sicheren, effektiven und störungsfreien Betrieb für unsere Kunden. Wir kümmern uns um unsere Kunden und Mitarbeiter und auch um eine gute Beziehung zu den Menschen in den Regionen, in denen wir tätig sind. KCA DEUTAG Drilling GmbH Deilmannstrasse Bad Bentheim Germany Tel. +49 (0) Fax +49 (0) info@de.kcadeutag.com

9 The Escape of Natural Gas at Pipeline Accidents and the Discharge Coefficient Vortrag von Illona Paskova (Inst. of Chem. Techn. Prag) gehalten am 26. Oktober 2007 in Wietze Frau Paskova ist Erasmus Studentin und schreibt zurzeit eine Arbeit an der TU BA Freiberg. Thema ihrer Arbeit ist die Simulation eines Gasaustritts aus einer Pipeline. Es soll ein Discharge Coefficient für verschiedene Düsengeometrien (Leckagen) und ein Modell entwickelt werden, um bei einem Unfall austretende Gasfahnen in Zukunft besser einschätzen zu können. Dazu wurde folgender Versuch aufgebaut (siehe Abbildung 7): Mit einem Luftkompressor wurde Druckluft in einen Behälter gefüllt, der über verschiedene Öffnungen wieder entlastet wurde, die die Leckage simulieren sollten. Druck und Temperatur wurden mit verschiedenen Sensoren über die Zeit erfasst. Abbildung 7: Aufbau des Versuchs mit verschiedenen Austrittsöffnungen Die Geometrie wurde mit dem Geometry and Mesh Building Intelligent Toolkit (Gambit) beschrieben. Dieser Grid wurde im Fluent weiter verwendet (siehe Abbildung 8).

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11 Die Berechnungen des entweichenden Gases basierte auf der numerischen Lösung von Differentialgleichungen mit dem Computational Fluid Dynamics (CFD) für den kritischen und subkritischen Fluss aus der Pipelineleckage. Für den Abschluss der Arbeit wird Frau Paskova die CFD Ergebnisse mit klassischen Berechnungen und Messwerten weiter vergleichen. Abbildung 8: Gambit und Fluent Modell: DN 500, PN 25, d(hole)=1 cm, surroundings:1x1 m

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13 A Generalized Review on Cleanup and Prevention of Water Blocks in Gas Reservoirs Vortrag von Soujatya Mukherjee (TU Clausthal) gehalten am 26. Oktober 2007 in Wietze Üblicher Weise werden wasserbasische Workover Fluids oder andere wässrige Flüssigkeiten, Filtrate etc, die bei Behandlungen in den bohrlochnahen Bereich gelangen und dabei die relative Permeabilität für Kohlenwasserstoffe und damit die Produktion reduzieren, als Wasserblock bezeichnet. Einen Wasserblock kann man sich aber auch in Form eines Kegels bei der Produktion in das Bohrloch ziehen (siehe Abbildung 9) oder wenn zum Beispiel Wasser in eine Kohlenwasserstoff produzierende Formation umsteigt. Abbildung 9: Wasserkegel bei vertikaler und horizontaler Bohrung Als besonders sensitiv gelten nieder permeable Lagerstätten und wenn die kapillaren Kräfte des Wassers hoch sind. Herr Mukherjee hat bei seinem Vortrag verschiedene Behandlungsmethoden für Wasserblöcke vorgeschlagen. Einerseits kann man versuchen den

14 GREATER SAVINGS IMPROVED RETURNS WHAT S IN IT FOR YOU when Schlumberger puts on a hard hat? Schlumberger manages risk to ensure the safety of our employees and the quality of our work. Improved safety equals efficient operations and greater productivity. For you, the results are controlled costs and a higher return on your investment. By safeguarding processes, honoring quality standards, and protecting the environment through our worldwide quality, health, safety, and environment program, Schlumberger upholds its commitment to protecting the interests of our customers, our employees, and those in the communities where we live and work. This is our culture a culture of continuous improvement, resulting in enhanced value for you. *Mark of Schlumberger 2007 Schlumberger. 07-OF-083

15 Wasserblock mit Gas weiter in die Lagerstätte zu verdrängen und/oder versuchen, die Kapillarspannung des Wassers mit oberflächenaktiven Zusätzen zu reduzieren. Eine andere Strategie ist, zu versuchen die Benetzbarkeit zu verändern. Ebenfall vorgestellt wurde ein chinesisches SPE Paper, in dem der Einsatz von hoch frequenten elektromagnetischen Mikrowellen beschrieben wurde, die durch Hitzeeintrag den Wasserblock beseitigen sollen. Eindrücklich wurde gewarnt, unkritisch Flüssigkeiten in das Bohrloch zu verpumpen, da eine schlechte Situation dadurch sehr leicht und schnell bei falscher Auswahl noch einmal verschlimmert werden kann. Casing and Completion Constraints Due to Fast Load Changes in Gas Wells Vortrag von Pascal Wehling (TU Clausthal) gehalten am 26. Oktober 2007 in Wietze In Deutschland hat die Bundesregierung das Ziel formuliert, zur Reduzierung der CO2-Emissionen die Windenergie für die Stromerzeugung verstärkt auszubauen. Ein Problem bei der Nutzung der Windenergie sind die wetterabhängigen tages- und jahreszeitlichen Schwankungen, sodass eine kostenintensive Vorhaltung betrieben werden muss. Deshalb soll die fluktuierende Energieproduktion aus einem Offshor-Windpark mit der Verstromung von Erdgas aus einem in der Nähe liegenden Gasfeld kombiniert werden. Bei fehlendem Wind soll mit einer Gasturbine Strom erzeugt werden. Bedingt durch dieses Konzept unterliegen Turbine und Gasförderbohrung einem speziellen Verhalten, das bei der klassischen Förderung einer Gasbohrung untypisch ist. Nämlich dem wiederholten kurzfristigen An- und Abstellen der Bohrung. Für seinen Vortrag hat Herr Wehling die dadurch auftretenden Belastungen für eine Gasbohrung näher untersucht. Vor allem Druck- und Temperaturwechsel (siehe Abbildung 10) verursachen Belastungen, die durch häufiges An- und Abstellen die Anzahl der Lastwechsel erhöhen. Dazu hat er die zusätzlichen Spannungen, abgeleitet durch Druck- und Temperaturwechsel für L-80 Rohre, ID=4, OD=4 1/2, Gewicht = 11,6 lb/ft, berechnet und den Einsatz von fixen Packern, die keine Bewegung erlauben, Packern, die eine limitierte Bewegung und Packern die umlimitierte Bewegungen erlauben, untersucht. Außerdem hat er auf die Hydratproblematik bei einem Quickstart hingewiesen.

16 Gunnar Danelak (TU BAF) Alexander Salzwedel (TU BAF) Tobias Trommer (TU BAF) Michaj Szlachta, Mikolaj Skavarek (AGH Krakow) Titus Douka Dezoumbe (TU BAF) Ilona Paskova (IOCT Prague)

17 Soujata Mukerjee (TU Clausthal) Pascal Wehling (TU Clausthal) Rusin Smigielska (AGH Krakow) Emmanuel Kwame Kesse (TU Clausthal) Auditorium, Melissa Schultea (SPE, London) und Albert Peters (GSSPE)

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19 Laut Herrn Wehling sind die Techniken vorhanden, um die beschrieben Effekte zu beherrschen. Trotzdem empfiehlt er die Bohrung bei solch einem Konzept und Projekt möglichst kontinuierlich zu produzieren, da die erhöhte Anzahl von Lastwechsel auf Dauer Probleme verursachen kann. Abbildung 10: Lastwechsel und Effekte auf Verrohrung sowie Komplettierung verursacht durch Druck- und Temperaturänderungen Comparison Analysis of Model and Experimental Filtration Velocity Ethylene Gazoline Values in Ground Vortrag von Piotr Rusin (AGH Krakow) gehalten am 26. Oktober 2007 in Wietze Für seine Untersuchungen hat Herr Rusin mit vier verschiedenen Modellen gearbeitet. Drei mit Humus, Sand und Ton gefüllte Modelle wurden im Labor und ein Modell im Freien (siehe Abbildung 11) aufgebaut. Alle Modelle sind mit perforierten Rohren ausgerüstet, die in verschiedenen Teufen horizontal verlegt sind. Über diese Rohre können Kohlenwasserstoffdämpfe detektiert werden, die bei den jeweiligen Modellen zum Versickern gebracht wurden. Als Messgerät für die Kohlenwasserstoffe wurde ein Multiwarn II von Dräger verwendet.

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21 Für die Auswertung der Untersuchung wurden Dichte, Porosität und Feuchte des Untergrunds in den verschiedenen Teufen bestimmt und es konnten mit Hilfe dieser Versuchsanordnung die verschiedenen vertikalen Filtrationsgeschwindigkeiten bestimmt werden. Daraus wurden anschließend die verschiedenen Permeabilitäten bei den verschiedenen Modellen berechnet. Abbildung 11: Modell mit vergrabenen Rohren im Freien Texte: Wolfgang Jelinek Geology of the Lower Saxony Basin Vortrag von Emmanuel Kwame Kesse (TU Clausthal) gehalten am 26. Oktober 2007 in Wietze Das Verständnis der Geologie ist die essentielle Voraussetzung für die Exploration und Produktion von Erdöl- und Erdgas. Das Norddeutsch-

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23 Polnische Becken ist hier in Deutschland die wichtigste Provinz für die Produktion von Kohlenwasserstoffen. Rund 90 % der inländischen Erdgasproduktion und rund 33 % der Erdölproduktion werden zurzeit in Niedersachsen gefördert. Das Niedersächsische Becken plus Pompeckij-Scholle wird Norddeutsch- Polnisches Becken genannt. Das Niedersächsische Becken ist gekennzeichnet durch eine vollständige Schichtenfolge von Karbon, Perm, Trias, Jura, bis Unterkreide. Die Oberkreide fehlt, ebenso fehlt in weiten Teilen Teile des Tertiärs, darüber relativ geringmächtiges Quartär. Die Pompeckij-Scholle ist gekennzeichnet durch eine vollständige Schichtenfolge bis in den Unteren bis maximal Mittleren Jura, also Lias bis eventuell Unterer Dogger sind vorhanden. Der Obere Jura, Malm, fehlt, ebenso weite Bereiche der Unteren Kreide. Dafür haben die weißgrauen reinen Kalksteine der Oberen Kreide Mächtigkeiten von m und mehr. Darüber liegen Tertiär in ziemlich vollständiger Abfolge, darüber Quartär mit 100 m und mehr. Das Niedersächsische Becken wird im Norden durch den Pompeckij Block, im Osten durch den Gifhorner Trog, im Süden durch das Rheinische Massiv sowie die Hildesheimer Halbinsel und im Westen durch die Ostholländischen Höhenzüge begrenzt. Geologisch muss das Niedersächsische Becken (Lower Saxony Basin, LSB) als Teil des Central European Basin System (CEBS) gesehen werden, dessen Entwicklung zu Beginn des Karbons begann. Orogenese (Gebirgsbildung), Vulkanismus und Tektonik haben das CEBS seit dem Karbon geprägt. Schon in der frühen Trias, vor ca. 250 Mio. Jahren, begannen die Salzmassen des Zechsteins instabil zu werden, die Halokinese, das Salzfließen, die Bildung von Salzkissen und Salzstöcken begann. Im späten Jura wird durch ein NW-SE orientiertes Spannungsregime durch Kompression und durch Absenkung das LSB gebildet. Zur Kreidezeit werden Teile des Beckens gehoben (Inversion). Dabei wirken starke tektonische Kräfte, die heute immer noch messbar sind. Im Niedersachsen Becken treten zwei Erdöl-Muttergesteine auf: Der Wealden Tonstein (tiefste Unterkreide) und die Posidonien Tone des Unteren Jura, Lias.

24 Abbildung 12: Events Chart für Mutter- und Speichergesteine in Relation zur Evolution des Niedersächsischen Sedimentbeckens Das Zechstein-2 Stassfurt-Karbonat ist im nordwestlichen Teil Muttergestein und Trägergestein für H 2 S-haltiges Erdgas, Sauergas. Nördlich des Niedersächsischen Beckens, in der Pompeckij-Scholle, wird seit 1980 Erdgas aus dem Rotliegend gefördert. Muttergestein ist die Steinkohle des Karbons. Sie hat sich aus terrestrischem (Festlands-) organischem Material gebildet. Die Posidonien Tone entstanden in einem marinen (Tiefsee- ) Milieu, wohingegen im Wealden organisches Material aus marinen Bereichen sowie aus Brackwasser- und Süßwasserablagerungen gefunden werden. Nur in der Region zwischen Hamburg, Bremen und Hannover treten speicherfähige Sandsteinlagen im Rotliegend auf. Eine zweite Provinz mit Rotliegend-Lagerstätten findet man im Bereich der Ems-Mündung.

25 Die Speichergesteine in Norddeutschland sind der Bentheimer Sandstein (Erdöl; Tiefenlage von 300 bis 1.100m) im mittleren Valangin in der frühen Kreidezeit, der Doggersandstein (Mittlerer Jura; Erdöl und selten Erdölgas; Tiefenlage bis m), der Rhätsandstein, (Obere Trias; Erdöl, Erdölgas; Tiefenlage bis m), der Buntsandstein (frühe Trias; Erdgas; Tiefenlage bis m), der Zechstein (Oberes Perm; Erdgas; Tiefenlage bis m), das Rotliegende (Unteres Perm, Erdgas, Tiefenlage bis m) und das Oberkarbon (Erdgas; Tiefenlage bis m). Der Bentheimer Sandstein entstand als marine Ablagerung, als das NSB im Valangin überflutet war. Er weist eine sehr gute Porosität und Permeabilität auf. Die Doggersandsteine wurden bei marinen, brackischen bis limnischen Bedingungen und durch Flussaufschüttungen mit guten Porositäten und Permeabilitäten abgelagert. Der Buntsandstein wurde bei aridem Klima abgelagert, während der Zechstein durch sieben Zyklen mit marinen Überschwemmungen und aridem Klima mit massiven Evaporiten gekennzeichnet ist. Die karbonatischen Lagerstätten im Zechstein weisen eine gute Klüftigkeit auf. Die Speichergesteine im Rotliegenden und Karbon sind Sandsteine, im Zechstein Karbonate, also Kalkstein und Dolomit. Abschließend präsentierte Herr Kesse kurz die weiteren Faktoren des niedersächsischen Erdöl und Erdgas-Plays: Die Caprocks und Fängerstrukturen. Im zentralen und östlichen Teil des Beckens findet man durch Salzstrukturen (Zechstein, Salzstöcke und Salzkissen) strukturell beeinflusste Lagerstätten und Deckschichten. Im Emsland treten stratigrafische und fazielle Fallen durch Vertonung auf und im Osten z. B. bei Hohne, Wesendorf-Nord und Hankensbüttel Transgressions- und Diskordanzfallen, die durch Erosion und Salzfließen entstanden sind. Text: Dr. Andreas Achilles und Wolfgang Jelinek Fotos: Prof. Dr. Matthias Reich und Wolfgang Jelinek

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27 Wir fördern Zukunft. Zukunft braucht Energie. Deshalb arbeiten wir international an der Suche, Erschließung und Entwicklung neuer Erdöl- und Erdgaslagerstätten. Mit modernster Technologie und starken Partnern. Vor allem in Europa, Nordafrika, Südamerika, Russland und dem Raum am Kaspischen Meer verfügen wir über ein hohes Maß an regionaler und technologischer Expertise. Als größter Erdöl- und Erdgasproduzent mit Sitz in Deutschland sorgen wir so für eine sichere Energieversorgung. Heute und in Zukunft. Image Anzeige Bohrer

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