新しいP＆Aの選択肢を見つける

Interwellのテルミットバリア技術（画像：Interwell）

P＆Aの範囲は広く、課題はさまざまです。また、増加している活動です。 2017年に初めて、イギリスの北海では、新しい井戸が掘削された（100未満）よりも多くの井戸が放棄された（約160）ため、生産寿命が終わりました。ここでは、今後10年間で約1,400の井戸が塞がれ、放棄される予定です。経済的な見返りがない、費用のかかる努力です。

UK Oil＆Gas Authority（OGA）UKCS Decommissioning 2019 Cost Estimate Reportによると、P＆A活動は廃止措置コストの44％を占めると推定されています（2016年の48％から減少）。法案が35％削減されることが期待されています。侵入が行われています。 Cost Estimate Reportは、P＆Aコストは必要な作業の範囲の改善とより良い実行慣行の恩恵を受けており、海底ウェルは周期的に低いリグ/船舶のレートの恩恵を受けていると述べています。しかし、コストは依然として変動しており、さらに多くのことが必要であり、実行することができます。

アバディーンを拠点とする技術開発を担当する公的資金団体である石油＆ガステクノロジーセンター（OGTC）は、さまざまなプロジェクトをサポートしています。 OGTCのWell Construction Solution Center ManagerであるMalcolm Banksは、次のように述べています。「放棄作業の量が増えており、その範囲は非常に重要です。 （OGTCが2016年に設立されたとき）主要な目的は、より長いセメントプラグに代わる、リグレス放棄技術への移行、関与する範囲と代替バリア材料の削減に向かって進んでいます。スコープとリグへの依存度が減少します。

「歴史的に、セメントはデフォルトでしたが、完璧ではありません」とバンクスは言います。長い井戸のセクションに設置するのは時間がかかり、困難な場合があります。 「したがって、業界は代替案と経済的に実装可能なソリューションを検討しています。」目標は、少なくともセメントと同等の完全性を備えた、より迅速かつ簡単に設置できるプラグです。また、バリアを配置する簡単な方法を見つけることも意味します。 「歴史的に、それはチューブラー全体、完成品、およびケーシングの切断と引っ張りを意味し、それは数週間かかることがあります」とバンクスは言います。 「だから、私たちは熱的または機械的な手段でセクションをカットまたは削除する方法を検討しています。

「別の課題は、井戸の状態と完全性、およびそれを取り巻く地質を理解することです。多くの井戸が3〜4回手を変えており、情報が失われています。しかし、その情報はリスクと不確実性を減らすのに役立ちます。そこで、リスクと不確実性を減らすために、事前に安価な内部調査とデータとデータ分析を使用したモデリングを検討しています。」

Spirit Energyは、英国の陸上および沖合でテルミットプラグを試用しています。 （写真：Spirit Energy）

フィールドトライアル
多くのプロジェクトがフィールドトライアル段階にあります。たとえば、OGTCは、チューブラーやケーシングを介して地層岩まで燃焼してバリアを形成する方法として、テルミットのオペレーターSpirit Energyの2つのフィールド試験（金属粉末と金属酸化物の火工組成物）をサポートしました。これらは、ノルウェーの会社であるインターウェルのテルミット技術が2018年にイギリスのケイソープの坑井で使用され、また今年初めに北海南部のオードリーのプラットフォームから使用されたものです。

OGTCは、BPがサポートするBiSNとの協力も行っており、バリア材料として適格なビスマス合金を検討し、その後展開する可能性があります。英国に拠点を置くBiSNは、Offshore Engineer（2019年1月）で報告されているように、テルミットヒーターを使用して穴を溶かしたビスマス合金を使用しています。それが固まると、ビスマス合金は膨張するという点で独特です。 1月に報告したように、BiSNはビスマスのBi、スズのSnに由来し、その名前は周期表で既にノルウェーでAker BPとのトライアルを行っています。電気ワイヤーラインまたはスリックラインのチューブを通して展開され、セメントの代替としてテルミットのダウンホールで使用される合金の使用を検討している別の会社は、元インターウェルのマネージングディレクターアンドリュールーデンが率いるアバディーンに拠点を置くIsol8です。 Isol8はOGTCと協力して、フィールドトライアルの機会を探しています。

それとは別に、イギリスのRawwaterは、シーリング要素として膨張ビスマス合金を開発しています。同社がビスマス（「溶融金属操作」と呼んでいます）の研究は、2000年に材料が試験リグで使用され、原子力潜水艦の冷却回路をシミュレートしたものです。同年、大手石油会社との会議の後、同社はP＆Aに注意を向け、カナダの企業SealWellからの重油抽出用に開発された電気ダウンホールヒーターと加熱を制御するダウンホールテレメトリーを使用しました。 RawwaterのマネージングディレクターであるBob Eden教授は、2つの試験プラグが2010年にアルバータ州の井戸に最終的に設置され、同社は一連の研究プロジェクトを実施して以来、この技術の開発を続けています。最初は4インチのプラグに焦点を当てていました。これは陸上で展開されましたが、その後の圧力試験はケーシングの壁貫通腐食によって妨げられました。 2番目のターゲットは7インチプラグのオフショア展開であり、OTMに続いて英国のIndustry Technology Facilitatorと連携し、シェル、ネクセン、エクイノール、コノコフィリップスがサポートし、3,000年の平均寿命を達成するためにビスマス合金冶金に焦点を当てました。 2016年、同社は中高温井戸用の高温合金の開発に焦点を当てたInnovate UKプロジェクトを開始し、Oil＆Gas Innovation Center（OGIC）およびAberdeen Universityと協力しました。

2010年、Rawwaterはアルバータ州の陸上でビスマスプラグを設置しました。 （写真：原水）

このプロジェクトは最近完了し、その結果、80°Cと150°Cのクリープにそれぞれ耐え、酸味環境での腐食に耐える2つの合金、アロイ80とアロイ150ができました。両方の合金は、3000年の寿命要件に適合するようにビューローベリタスによって認定されました。 Rawwaterは最近、英国のエンジニアリングコンサルタントAstrimarとパートナーシップを結び、イギリスのカルチェスにある同社の施設でのワークショップテストに続いて、試験を展開するパートナーを探しています。一方、Rawwaterは、原子力施設の微小亀裂を封じ込めるための技術の進歩を続けています。

セメントだけでは不十分だと考える人もいます。エジンバラに本拠を置くオフショア産業向けの健康、安全、環境資源であるEncompass ICOEのBrian Smart教授は、次のように語っています。地盤の動きに対する反応-貯水池の沈下や貯水池の再充電による反転など-が硬いセメントにストレスを与え、割れて、プラグとしての完全性を破壊する他の理由。同じ組織のリチャード・スタークは、次のように述べています。「問題の1つは、現場でのプラグの劣化に関する情報がほとんどないことです。しかし、鋼の腐食やセメントの完全性の喪失により、すべての盆地で完全性の問題が発生しています。これらの2つのマテリアルを使用して、それが将来に向けて積み重ねられています。」

彼らは、代替粘土材料のアイデアを持っています：素早い粘土。スカンジナビアと北米で発見された天然の粘土であり、長年にわたって、それが洗浄されて粘土固体に形成される岩塩または塩を持っていました。塩がないと、チキソトロピー性が保たれます。つまり、振ると液化する傾向があります。この特性は、ベントナイトが割れることなく地面の動きの効果に対応することを意味し、同様の特性があり、テストされていますが、膨張するため（速い粘土とは異なり）、井戸を破壊する可能性があります、とEncompassで働いているカール・フレドリック・ギレンハマー博士は言いますICOEはノルウェーの企業Cama GeoScienceを運営しており、スタヴァンゲル国際研究所とスタヴァンゲル大学でこの概念をテストするための研究資金を受けています。

攪拌するとクイッククレイが液化します（写真：Encompass ICOE）

セメントの付着
一部の企業はセメントに固執しようとしているが、それを改善しようとしている。ノルウェーに拠点を置くWell-Setは、磁気レオロジーセメントを検討しています。これには、従来のセメントを使用しますが、磁性粒子をセメントに含浸させてから磁場を使用して配置することで、セメントの設定方法（レオロジー）をより正確に制御する必要があります。これは、磁場が「スポーツモード」のサスペンション油圧を強化する自動車のサスペンションで使用されるプロセスに似ています。 OGTCは、Well-Setを使用したデスクトップスタディをサポートしており、現在、ConocoPhillipsがサポートしているフルスケールおよびベンチテストを含むフェーズ2プロジェクトに移行しています。

一方、グラスゴーのストラスクライド大学では、ナノ粒子ケイ酸塩とバイオグラウト技術が検討されています。 「セメントは、時が経つにつれて縮み、割れ、劣化します」とバンクスは言います。 「アニュラス内の障壁を長期にわたって保持する能力は、業界にとって懸念事項です。」特に戻って修復する方法がないため。そのため、坑内環境に炭酸カルシウムを沈着させる酵素を使用するバイオグラウトなど、土木工学のアイデアが検討されています。 「一方、ナノ粒子シリケートは、セメントや亀裂に入り込んでゲル化し、圧縮強度は得られません」とバンクス氏は言います。フロー。"

別のセメント適応技術が英国のResolute Energy Solutionsによって開発されています。ResoluteEnergy Solutionsは、ダウンホールを拡大して収縮をなくすセメント中の添加剤を使用してテストしています。彼らはOGTCのTechXプログラムに参加して、作業を加速しています。

テスト、テスト、テスト
新しいデザインの井戸バリア材料の課題は、それらが満たさなければならない基準です。セメントは何十年も使用されており、完璧ではない場合でも、一部の人が主張するように、デフォルトです。他の材料を使用する場合は、証明する必要があります。課題の1つは、その実行を証明する必要があることです。

別の課題は、井戸バリア材料の現在の基準がセメントに基づいていることです。 「新しい材料に適用するのと同じ精査をセメントに適用すると、セメントプラグは苦労するでしょう」とAstrimarの研究開発エンジニア、ブライアンウィリスは言います。 「要件はまだ非常にセメントの考え方で書かれています。プラグがバリアとして機能する方法とは対照的に、認定はセメントの価値と強度に対して行われます。新しいプラグがどのように故障し、それがウェルを密閉して所定の位置にとどまる際の性能にどのように影響するかを理解するには十分ではありません。つまり、推奨される資格とフィールドトライアルを経て、現在問題が発生している資料があり、早期の資格テストが実際に必要なほど広範囲ではなかったため、何が問題なのかを確認することは困難です」

Astrimarは、バリア材料とP＆A設計の予測寿命の評価に役立つSTEMフロー予測分析ツールを開発しました。これは、大規模なデータ収集の後にAstrimarによって構築された、セメントを含む材料のデータベースに基づいて作成されました。 Rawwaterの製品開発の一部として使用されました。 「広範なTRL4テストの追加により、キャップロックと比較したビスマス合金の予測寿命が大幅に改善されました」とウィリスは言います。しかし、彼は強調します、それは展開された材料だけでなく、材料とそれが封印しているものとの間の界面についてでもあります。 「現実には、業界は真のリスクが何であるかをまだ完全に定量化していません。」と彼は言います。「規制当局は、おそらく社会全体からの圧力に動かされて、これを把握しなければなりません。」油田の活動とは無関係の海底からの自然な漏れがあるため、どのレベルの漏れが許容できるかについての質問。

Rawwaterは、英国の施設での広範なワークショップテストに注力しています。 （写真：原水）

新しい（テスト）リグ
アバディーン大学と石油・ガス技術センターの一部が出資した最近設立された国立廃止措置センター（NDC）は、アバディーン近くのニューバーグにあるセンターにテスト用のバリア材を設置できるテスト室の建設を検討しています。

スコットランド政府の廃止措置チャレンジ基金からの資金により、NDCはアバディーンに本拠を置くエンジニアリング会社Apollo Offshore Engineeringに、バリア材料を150°Cと10,000 psiでテストし、英国大陸棚（UKCS）の80％をカバーするリグを設計するよう依頼しました井戸。内径20インチのテストチャンバーは、さまざまなチューブとケーシング（最大直径18¾インチ）の配置で、井戸内のさまざまな年輪を再現可能な方法でシミュレートできるカートリッジを収容できます。また、井戸または岩からの流入と環を通る流れの戻りをシミュレートするように設計されています。実際のダウンホール状態を模倣するためのスリックライン機器インターフェースさえ備えています。

このプロジェクトに取り組んでいるリチャード・ニールソン博士は、開発者とオペレーターを含むOGTCの代替バリア材料コラボレーショングループなどを含む業界の意見を取り入れて設計された、非常にユニークなテスト施設になると述べています。

「テルミットとテルミットをビスマス合金と組み合わせて使用するなど、多くのバリア技術が開発されています。また、樹脂と良好なスケーリングもあります」とニールソン博士は言います。 「井戸で一度ダウンしたら、上下に圧力トランスデューサーなどの計器を置くなど、テストのためにできることがあります。しかし、ある時点で何が起こっているのかを見たいと思うでしょう。プラグをセットし、圧力をかけてテストしてから調べることができます。生成されたものの形態。それができることには大きな利点があります。これらの材料がダウンホール条件で予想されていたことを行うことを示すことができます。」

大学では、近年投資されたコンピューター断層撮影（CT）スキャナーを使用して、材料の検査をさらに進めることができます。これは、材料の多孔性を確認できることを意味します。次の課題は、それを実現するための資金調達です。それが整っていれば、ニールソン博士はそれが約18ヶ月で構築できると言います。

国立廃止措置センターのP＆A材料試験装置の設計。 （画像：NDC）

機械的になる
油井配置の分野では、OGTCは、油田イノベーションを使用した初期作業をサポートしました。オイルフィールドイノベーションは、坑井から材料を除去せずに岩石セクションを開くことができるように、チューブを切断およびコンパクト化する方法を検討しているアバディーンを拠点とするスタートアップです2017年、同社はこの概念の試験を実施し、昨年、ストラスクライド大学と協力してプロセスの一部をよりよく理解しました。

OGTCはまた、システム開発段階（ベンチテスト前）でアバディーンベースのSPEXと連携して、制御された爆発物を使用してターゲットセクションを砕き、それが井戸から落下します。 OGTCは、別のアバディーンの会社であるDeep Casing Toolsをサポートして、ケーシングセメントブレーカーツールを開発しています。これは、ケーシングを変形させてセメントを破壊するために穴を掘る一種の偏心ローラーです。このテクノロジーは、今年初めにEquinorとのトライアルでオフショアで実行されました。 OGTCプロジェクトの目標は、1回の旅行で切断してセメントを分解し、ラッチすることができるワントリップツールにすることです。

ほかにもあります。 OGTCのTechXテクノロジーアクセラレータプログラムには、本にSentinel Subseaがあります。これは、井戸の障壁の下から漏れた事前配置物質の痕跡を検出する炭化水素探知技術を開発している会社です。検出されると、信号が海岸に送信され、井戸のどこから漏れが発生したかが記録されます。

まだまだたくさんのことがあり、やるべきことはたくさんあり、多くの質問に答える必要があります。幸いなことに、多くの人がやって来て、さらに多くの人が来ています。

（画像：インターウェル）