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Förderung dringt in immer tiefere Meeresbereiche vor

Hocheffiziente Förderung von Öl und Gas auch unter geologisch schwierigsten Bedingungen

Ob Kunststoffproduktion, Pharmaprodukte, Gebäudeheizung oder Mobilität: Die fossilen Brennstoffe Erdgas und Erdöl treiben unsere Welt an. Die Förderung dieser natürlichen Rohstoffe stellt einen entscheidenden Teil der globalen Energiewende dar – mit der Förderung an Land (onshore) genauso wie vor den Küsten (offshore). Seit mehr als 100 Jahren bereits werden Erdgas und Erdöl gewonnen und das unter harten und widrigen Einsatzbedingungen und unter Einhaltung zeitgemäß hoher Umwelt- und Sicherheitsstandards.

Laut offiziellen Statistiken stammt gut ein Drittel der weltweiten Erdgas- und Erdölförderung aus dem Meer. Die ozeanischen Lagerstätten bieten enorme Potenziale für die kommenden Jahre und Jahrzehnte. Bei der Förderung aus der Tiefsee steigen kontinuierlich die Anforderungen an die verwendete Technik, um Wirtschaftlichkeit und Produktivität zu gewährleisten. Eine zunehmende Automatisierung zählt zu den prägenden Trends in der Offshore-Förderung ebenso wie der Einsatz von digitalen Technologien und die Optimierung der Abläufe und Prozesse im laufenden Förderbetrieb. Dabei sind unter anderem auch neue Technologien und Materialien gefragt, die eine zuverlässige Förderung selbst unter herausfordernden Bedingungen ermöglichen.

Höhere Produktivität in der Öl- und Gasförderung

Langlebig, robust und widerstandsfähig: Technische Keramiken weisen eine Reihe von Eigenschaften auf, die sie geradezu für besonders fordernde Anwendungsbedingungen prädestinieren. Häufig können keramische Lösungen dabei andere Materialien wie Metall ersetzen und mit einer nachweislich deutlich höheren Produktivität und Robustheit überzeugen. Ein charakteristisches Beispiel dafür sind Filteranwendungen in der Öl- und Gasförderung. Insbesondere Sand stellt dabei eine permanente Herausforderung hinsichtlich der Produktivitätserhöhung dar. Schädliche Einflüsse auf die Bohrlochumgebung sowie das Risiko der Erosion im Bohrloch oder in den Leitungen können die Produktion beeinträchtigen. Als erosionsbeständiges Material ermöglicht Technische Keramik, integriert in den Sandsiebfilter, eine effektive Sandkontrolle. Keramische Sandsiebe bestehen aus keramischen Filterteilen und sind wesentlich langlebiger und zuverlässiger als konventionelle metallische Filter.

Sandfilter aus Technischer Keramik ermöglichen effektive Sandkontrolle

Sandfilter kommen häufig bei Bohrlochfertigstellungen zum Einsatz, um die Ausbreitung von Formationssand zu verhindern. Konventionelle Systeme aus Metall erweisen sich dabei immer wieder als anfällig für Erosion – mit negativen Folgen sowohl für die Produktivität als auch für die Lebensdauer der Ausrüstung. Der zunehmende Einsatz von keramischen Sandfiltern bietet hier eine wesentliche Verbesserung: eine effektive Kontrolle des Sandes im Bohrloch und gleichzeitig eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber verschiedenen äußeren Bedingungen, die negativen Einfluss auf die Förderung haben können.

Um das geeignete keramische Material für Bohrloch-Sandfilter zu finden, müssen vier Hauptkriterien erfüllt sein:

  • Im System werden als primäres Filtermaterial Keramikteile verwendet
  • Das Material muss so beschaffen sein, dass es eine ausreichende Durchflussrate durch den Filter ermöglicht und gleichzeitig den Sand zurückhält
  • Das Material muss chemisch beständig sein gegen die bei der Produktion im Bohrloch eingesetzten Flüssigkeiten
  • Das Material muss hoch erosionsbeständig sein, auch bei senkrechtem Sandeintritt oder bei sehr hohen Geschwindigkeiten

Mit Technischer Keramik zehnmal härter als Metallfilter

Um alle Anforderungen zu erfüllen, wurde gesintertes Siliciumcarbid (SSiC) als Filterbauteil ausgewählt, getestet und in die Konstruktion des 3MTM Ceramic Sand Screen Systems integriert.
Das Material bietet eine einzigartige Kombination von Eigenschaften. Hervorragende Härte und Druckfestigkeit zählen ebenso dazu wie höchste Robustheit selbst in fordernden Umgebungen. Die 3MTM Ceramic Sand Screen Systeme aus Siliciumcarbid sind bis zu zehnmal härter als Metallfilter und für Anwendungen im Bereich der Öl- und Gasförderung geeignet. Dabei weisen die verwendeten Materialien eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Erosion und chemische Korrosion auf, die durch verschiedene, umfangreiche Testreihen bestätigt wurde. Die ausgewiesene Langlebigkeit der Keramik bestätigt sich auch bei Strömungen mit hoher Geschwindigkeit.

 

Hohe Flexibilität und vereinfachte Prozesse

Mit ihrer hohen Robustheit sind 3MTM Ceramic Sand Screen Systeme für verschiedene Öl- und Gasanwendungsbereiche geeignet und weisen eine hohe Flexibilität bei der Bereitstellung und Montage auf. Keramische Sandsiebsysteme vereinfachen den Prozess, indem sie komplexe Sandkontrolltechniken überflüssig machen. Sie bieten eine erweiterte Anwendung als Stand-Alone-Sieb-Methode. Die Sandfilter eignen sich sowohl zur Nachrüstung in bestehenden Bohrlöchern, die aufgrund des reduzierten Reservoirdrucks zur verstärkten Versandung neigen, als auch zum Einsatz in neuen Förderfeldern. Verschiedene Größen und Varianten von Filterschlitzöffnungen sind herstellbar, um den Anforderungen der jeweiligen Anwendung im Bohrloch gerecht zu werden.

Erfolgreiche Anwendung in der Dvalin Gasfeldentwicklung

Ein aktuelles Projektbeispiel für die vorteilhafte Anwendung der 3MTM Ceramic Sand Screen Systeme stellt ein Gasfeld in der Norwegischen See dar. Das Feld mit seinen zwei Lagerstätten Dvalin Ost und Dvalin West wird von Wintershall DEA Norge betrieben. Es ist gekennzeichnet durch trockenes Gas, einen hohen Anteil an Kohlendioxid, hohe Temperaturen von bis zu 160 °C und hohen Druck (SIWHP 620 bar). Die zu erwartende Sandproduktion und Fließgeschwindigkeit könnte ohne effektive Gegenmaßnahmen zu schweren Schäden an den Produktionsanlagen führen. Nach umfangreichen Prüfungen und Tests mit dem Fokus auf Sicherheit und Qualität fiel die Wahl auf die neueste Generation von 3MTM Ceramic Sand Screens. Alle Bohrungen wurden mit robusten und erosionsbeständigen Sandsiebsystemen ausgestattet. Das Design, die Konstruktion und die Materialspezifikationen wurden für das Dvalin-Projekt maßgeschneidert, da hohe Qualitätsstandards unter herausfordernden Bedingungen gefordert sind. Die Gasfeldentwicklung basiert auf vier Bohrlöchern mit Open-Hole Sand Control in 3 S-Type mit vertikaler Neigung und einer 630 Meter langen horizontalen Neigung, für welche die neue Generation von 3MTM Ceramic Sand Screen Systemen verwendet wird. Jedes Bohrloch produziert 3 MMSCM (Million Metric Standard Cubic Meters) täglich. Dank der sandfreien Produktion wurden die ursprünglichen Erwartungen an die Produktivität übertroffen. Diese Methode der Bohrlochkomplettierung ermöglicht eine kostengünstige, effiziente, einfache Sandkontrolle, Entwicklung und ein Betreiben, inklusive der damit verbundenen Reduktion betrieblicher HSE-Risiken.

Effektive Sandkontrolle – effiziente Förderung

3MTM Ceramic Sand Screen Systeme sorgen für eine effektive Sandkontrolle, um die Durchflusskapazität, Produktivität und durch die sandfreie Produktion die Lebensdauer des Bohrlochs zu maximieren. Mit ihren Mehrwerten ermöglichen sie eine effiziente Gas- und Ölförderung: 

  • Bewährte Erosions- und Korrosionseigenschaften des keramischen Bauteils, um hohen Strömungsgeschwindigkeiten standzuhalten sowie Erosion einschließlich erosionsbedingter Hot-Spot-Probleme zu reduzieren
  • Eine bewährte Lösung zur Sandkontrolle, die in Labortests validiert wurde und die Anforderungen der Öl- und Gasindustrie in globalen Anwendungen erfüllt
  • Kosteneffiziente Alternative zu konventionellen Sandkontrollmethoden
  • Ermöglicht eine verlängerte Lebensdauer der Sandkontrolle
  • Einfachheit und Flexibilität in der präferierten Methodik des Bohrlochbetreibers zur Sandkontrolle im Bohrloch


Finden Sie weitere Informationen unter Society of Petroleum Engineers und spezifisch zu diesem Thema umfangreiches Material unter Jackson, Steven Richard | SPE.

Erfahren Sie mehr über die Eigenschaften von Siliciumcarbid.

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