Borekaks gir nyttig info

Av Christina B. Claussen
Foto: Statoil

Borekaksen i "gjørma" som kommer opp når man borer en oljebrønn, inneholder informasjon som kan gi oljenæringa store besparelser.

Oljeholdige reservoarer ligger ofte under flere lag med plastisk skifer. Når man borer seg ned til oljen, kan den skjøre skiferen rase ned i brønnhullet. En brønnkollaps betyr svært store tap for operatørene på sokkelen.

Denne gjørma gir viktig informasjon til borestrategi for operatørene. Det kan bety store besparelser. Bildet under: Slik ser det ut - utstyret som kan "lese" geologiske strukturer ved hjelp av lydbølger og borekaks.

Nå har forskerne funnet at de kan utnytte borekaksen til å tolke de geologiske omgivelsene temmelig nøyaktig. De har utviklet et bærbart instrument som kan måle lydhastighet i de millimeter store skiferbitene - borekaksen - som den returnerte borevæsken inneholder. Slik kan de indirekte tolke de mekaniske egenskapene og lettere beregne hvordan boringen bør foregå.

- Kjenner man de mekaniske egenskapene til materialene man skal bore i, kan man ta forholdsregler på både borehastighet, verktøy og trykk. Da blir også sjansene for brønnkollaps mindre, forteller seniorforsker Olav-Magnar Nes ved SINTEF Petroleumsforskning.

Avslørende lydbølger
Metoden som avslører den geologiske strukturen, kalles CWT (Continuous Wave Technique), og skal nå industrialiseres av det amerikanske selskapet Temco, Inc.

Utstyret, som får plass i en koffert, består av en "høyttaler" som sender ut lyd og en "mikrofon" som mottar den samme lyden etter at den har gått gjennom prøven. Mellom de to enhetene plasseres borekaksen. Lyden går gjennom materialet, og utstyret måler resonanser i prøven. Denne informasjonen bearbeides av et dataprogram, og ut kommer informasjon om lydhastigheten i kaksen. Denne kan igjen relateres til de mekaniske egenskapene til skiferen ved hjelp av korrelasjoner som er utarbeidet gjennom mangeårige forskningsprosjekter ved SINTEF Petroleumsforskning. I disse prosjektene har man spesielt fokusert på hvordan man kan optimalisere sammensetningen av borevæske for å unngå skiferkollaps i brønnen.

Selve utstyret er relativt billig - rundt 200 000 kroner per enhet.
- Men den viktigste fordelen er at det er system som kan måle på så små prøver som borekaks, og at det er mobilt og lett kan tas med ut på feltet, forteller Nes.

Å ta en prøve går raskt. Etter 10 minutter har man målt lydhastigheten. Den gir et estimat på om brønnen i det aktuelle området vil være stabil. Slik kan man justere boreprosedyrene og unngå kollaps.

- Utstyret blir også brukt i laboratoriet. Da kan man bl.a. studere hvordan ulike sammensetninger av borevæsken påvirker de mekaniske egenskapene i kaksen, kunnskap som igjen kan benyttes ved boring av påfølgende brønner, sier han.

Metoden kan også brukes for å utnytte kjerneprøver som har fått skade under utboring. Tidligere har disse blitt sett på som verdiløse for mekanisk testing. Dette vil bety store besparelser siden det er svært kostnadskrevende å hente ut en borekjerne; døgnleien på en borerigg er rundt 1 million kroner. Det er viktig å merke seg at metoden som sådan ikke avløser de tradisjonelle bergmekaniske testene på kjerneprøver, men mer må betraktes som et nyttig supplement.

Forskerne ved SINTEF Petroleumsforskning har nå videreutviklet verktøyet slik at det også kan trykkbelaste prøvene.

* Kontakt ved SINTEF: Olav-Magnar Nes
Tlf.: 73 59 11 85
E-post: Olav-Magnar.Nes@iku.sintef.no