Gassløft

1. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Sigve Hamilton Aspelund
Produksjon med gassløft

2. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 2 rev 01
Varg: Størrelsesforhold
Varg er i størrelsesorden med Stavanger i nord til Hinna i sør og Hafrsfjord i vest og Hillevåg i øst

3. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 3 rev 01
Brønninnstrømning (IPR)
IPR gir informasjon om hvor mye væske som strømmer ved et gitt
strømmende bunnhullstrykk.
IPR avhenger av mange faktorer, men er hovedsakelig tredelt:
A. Reservoar egenskaper: Trykk, permeabilitet, porøsitet, WC, fri GOR
og drivegenskaper (Aquifer(vannsone), Gasskappe…)
B. Væske egenskaper: Viskositet og kokepunktstrykk…
C. Komplettering av reservoar: Perforeringstetthet,
åpenhullskomplettering eller perforering gjennom foringsrør…
IPR endres derfor dersom en av disse faktorene endres.
Reservoaret vil dermed ikke ha konstant IPR siden reservoartrykket
Pr synker.

4. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 4 rev 01
IPR over Pb
IPR kurven er forskjellig over og under kokepunktstrykket Pb.
Over Pb vil olja være i en fase. Da er IPR kurva lineær, der PI (Produktivitets
Indeks) er konstant.
PI er i dette tilfellet forholdet mellom produksjonsrate Q og ”Drawdown” eller
differansen mellom reservoartrykket Pr og strømmende bunnhullstrykk Pbh.
Q
Q = PI (Pr - Pbh) PI = ------------- eller Pr=(1/PI)Q+Pbh
Pr – Pbh (y=ax+b) lineær ligning
Olje produksjonen øker dersom bunnhullstrykket senkes.
(Hvis reservoartrykk og PI opprettholdes)
kh(Pav - Pbh)
qo = ----------------------------------- (Darcy)
141.2 µ oBo.[ln(re/rw) - 3/4]

5. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 5 rev 01
IPR under Pb
Dersom trykket synker under Pb vil gass bli løst fra olja og gass/oljeraten
GOR vil dermed øke. I dette tilfellet vil IPR være en kvadratisk ligning:
Pr-Pbh=aQ^2+bQ (Jones)
eller
Pr=aQ^2+bQ+Pbh
(y=ax^2+bx+c) kvadradisk polynom

6. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 6 rev 01
Hvordan forbedre olje produksjon?
 Q = PI (Pr - Pbh):
- Forhindre at PI synker: Scale squeeze for å forhindre dannelse av scale (bariumsulfat
BaSo4) i reservoar og brønn.
- Opprettholde Pr: Vann og gassinjeksjon
- Senke Pbh
 Endre tettheten på væska i produksjonsrøret (Pbh=ρgh)
 Redusere vannkuttet WC: Vann er tyngre en olje: Økende WC gir et stigende
bunnhulstrykk og oljeproduksjonen synker.
- Perforere oljeførende lag
- WSO:
 Sementering, sand plugger og kalsium karbonat
 ”Packer” eller ”bridge plugg”
 Resiner
 Skum, emulsjoner eller mikroorganismer
 Polymerbehandling
 DPR (Uproporsjonal permeabilitetsreduksjon ved kjemisk behandling)
- Sidestegsboring
- Gassløft

7. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 7 rev 01
Produksjon med gassløft
INJEKSJONS GASS
PRODUSERT VÆSKE Q
BRØNNINNSTRØMNING (IPR)
BRØNN UTSTRØMNING
(VLP)
(Vertical Performance Relationship)
OVERFLATETRYKK
BUNNHULS-
TRYKK
Pbh
RESERVOAR-
TRYKK Pr
BUNNHULLSTRYKK SOM EN FUNKSJON AV STRØMNINGSRATEBUNNHULLSTRYKK SOM EN FUNKSJON AV STRØMNINGSRATE
PRODUKSJON SOM EN FUNKSJON AV BUNNHULSTRYKKPRODUKSJON SOM EN FUNKSJON AV BUNNHULSTRYKK
(Inflow Performance Relationship)

8. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 8 rev 01
Gassløftventil

9. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 9 rev 01
Prosper: PVT, IPR, VLP & komplettering

10. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 10 rev 01
IPR: Prosper plott brønn A-9A
Pb=203.5barg
Pr=aQ^2+bQ+Pbh < Pb (Jones)
Pr=(1/PI)Q+Pbh > PbPr=223.5barg
Produksjonstap
pga oppløst gass

11. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 11 rev 01
Løfteegenskaper (VLP)
VLP er produksjonsrørets evne til løfte en bestemt mengde
formasjonsvæske fra bunn av brønn til overflaten ved en bestemt Pbh
og en bestemt produksjonsrørdiameter. VLP er hovedsakelig avhengig
av størrelsen på produksjonsrøret og tettheten av væska i
produksjonsrøret.

12. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 12 rev 01
VLP: Fysiske betingelser
 VLP er en avhengig av fysiske betingelser og ikke innstrømning:
- Produksjonsrøret ID
- Produksjonsrørets ruhetsfaktor
- Inklinasjon (stigningsgrad)
- Væske / gasstetthet
- Væske / gassviskositet
- Væske / gasshastighet
- Brønndybe / lengde av brønn
- Overflatetrykk
- Vannkutt
- GOR
- Væskens overflatespenning
- Produksjonsrate

13. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 13 rev 01
Trykktap
Totalt trykktap i produksjonsrøret er tredelt og består av tre ledd:
A. Akselerasjon
B. Gravitasjon
C. Friksjon
δP/δZtotal = g/gcρcosθ + fρv2
/2gcd + ρv/gc[δP/δZ]
TOTAL
Trykkforskjell
Gravitasjonsledd AkselerasjonsleddFriksjonsledd

14. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 14 rev 01
Trykktap: Fordeling
Nær overflaten
Gravitasjon
Friksjon
Akselerasjon
Nær reservoaret
Gravitasjon
Friksjon
Akselerasjon

15. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 15 rev 01
Strømningsregimer

16. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 16 rev 01
Strømningsregimer i produksjonsrør

17. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 17 rev 01
VLP+IPR: Prosper plott A-9 A: WC=63%
Skjæringspunktet mellom IPR og VLP angir at A-9 A produserer ca. 200 Scm/d olje.
Pbh
Qo

18. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 18 rev 01
WHP variasjoner +/- 10 barg >Qo -/+~30Scm/d
Ved konstant gassløftrate: Senkes brønnhodetrykket (WHP) øker produksjonen. Økes WHP
senkes produksjonen. Strupes brønner må gassløftraten reduseres og motsatt.
ΔPbh
ΔPbh
ΔQo ΔQo

19. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 19 rev 01
Gassløft variasjoner: +/- 10 MScm/d > Qo +/-~10 Scm/d
Økes gassløftet øker produksjonen. Senkes gassløftet minkes produkjonen.

20. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 20 rev 01
Oljerate vs gassløftrate: Enkel brønn A-9A
Vannkutt 63%
Gassløftrate 54MScm/d gir 200 Scm/d olje

21. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 21 rev 01
Analyse
Null injeksjon i A-16. A-3: Bunnhullstrykkfall ~18bar
A-7 stengt: Produksjonstap
Erfaring: Gassinjeksjons trykket i A-14 svinger i takt medsvingninger i gassløftet
Lesning av
bunnhullstrykkmålinger
krasjer: Ingen kontroll på
Bhp og produksjonsanalyse
er vanskelig.
Reduksjon av GLR i A-7:
Økt bunnhullstrykk

22. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 22 rev 01
Redusering av gassløft og åpne choke A-15
Reduserte gassløftraten med ~1000Scm/t
Åpnet choke
Etter: Økt slugging i brønnen (temperatursvingninger)
Før: Mindre slugging. Mer stabil brønn.

23. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 23 rev 01
GAP: Optimalisering

24. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 24 rev 01
GAP:Produksjon ved bestemt gassløft

25. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 25 rev 01
GAP: Olje produksjon ved bestemt gassløft

26. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 26 rev 01
Simulering: Økt gasløft i A-9A

27. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 27 rev 01
Simulering: Økt gassløftrate i A-9 kan gi mer olje
Obs: modellen er ikke basert på optimalisering med hensyn på systemets betingelser

28. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 28 rev 01
GAP analyse: A-5 & A-7 til test seperator

29. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 29 rev 01
GAP: Simulert olje produksjon 15/11 uke 46

30. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 30 rev 01
GAP: Simulering: Åpne choke i A-1
Har åpnet choke i A-1: Simulert trykkfall 5 bar over choke
Resultat: Økt produksjon

31. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 31 rev 01
Simulering 26/11: Gassløft i A-5 A

32. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 32 rev 01
Simulering 26/11: Økt oljeproduksjon

33. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 33 rev 01
A-9 A: Produksjontrend før perforering
Oil rate: Normalised at constant GLR and WT oil rate
y = 7E+69e-0.004x
R2
= 0.999
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
jul/ 06 okt/ 06 jan/ 07 apr/ 07 aug/ 07 nov/ 07
Time
OilRate(Sm3/d)
Oil Rate (Sm3/d) Well test oil rate Oil rate (Constant WHP=25bar) Expon. (Oil rate (Constant WHP=25bar))

34. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 34 rev 01
A-9 A perforering: Økt oljeproduksjon
Allokert oljerate:
A-9 A produserer ~240Scm/d
olje etter perforeringen på
”first line”. GLR 2260 Sm3/t
Etter perforeringen ble A-9 A testet sammen med A-5 A.
Totalt produserde disse brønnene 995 Scm/d.
Proper modellen regner ut at brønn A-5 A produserer 738 Scm/d
med betingelsene gitt ved brønntesten.
Differansen mellom disse er 257 Scm/d blir produsert av A-9 A.
Før perforeringen var vannkuttet kraftig stigende.
Allokert oljerate avhenger nå av
brønnhodetrykk, vannkutt, gassløftrate og
variable konstanter bestemt av prosper.
Når vannkuttet øker må en bestemme disse
konstantene på nytt.
15/9: Qo=106 Sm³/d, GLR=3250 og WC=83%

35. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 35 rev 01
A-9 A perforering: Qo=PI(Pr-Pbh)(1-WC)
Perforering
Qo=9.8(223.5-140.9-18.5)*(1-0.592)=256.3 Sm³/d
GLR~2200 Sm³/t
Qo=7.1(223.5-150-18.5)*(1-.91)=35 Sm³/d
GLR~2400 Sm³/t
12/10: Brønntest:Qo=257 Sm³/d
Pbh (gauge)
Trykkforskjell: Gauge til perforering

36. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 36 rev 01
A-9 A perforering: PI
PI [Sm3/bar/day]
0
2
4
6
8
10
12
14
16
mai.07 jun.07 aug.07 sep.07 nov.07
Time
PI
WT PI PI WT PI oil PI oil
ΔPIoil~3Sm³/bar/dag
ΔPI~3Sm³/bar/dag
Perforerte en 100% oljeførende sone

37. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 37 rev 01
A-9 A: Optimalisering
Teoretisk optimal produksjon
(en brønn)

38. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 38 rev 01
Hvorfor Ikke Operere Ved Optimal GL Rate?
 Alle WHP trykk må være like på hovedmanifolden
- Ikke alle brønners optimale rate er ved samme WHP
 Fluid rate øker, derfor:
- Bak trykk øker
- Brønnhode trykk øker
- Brønnrate synker
 Brønner med høyt vannkutt kan chokes tilbake for å øke
produksjonen fra andre brønner
 Raten er begrenset av kompressorene
- Ved normal operasjon er dette ikke et tema
- Når en kompressor er til vedlikehold reduseres gass løft rate for å
redusere daglig gassfakling

39. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 39 rev 01
Hvordan beregnes optimal system rater?
 Gap Modell – Kominasjon av:
- Enkel reservoar modell (Materialbalanse modell)
- Brønn modeller (Vertical Lift Performance and Inflow Performance Rate
curves)
- Rørstrøm kalulasjoner
 Optmaliseringsredskap brukt til å:
- Beregne gassløftrater for brønn
- Hjelp til å avgjøre hvilken brønn som er best egnet til test seperator
- Avgjøre framtidige muligheter til produksjonssystemet:
 Ekstra strømningsrør
 Flerfasepumpe
 Denne modellen vil ikke gi det rette svaret, men gir en indikasjon

40. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 40 rev 01
Metode for Optimalisering av Varg Systemet
 Vi må samarbeide for å finne optimal produksjon
 SKR/driftsleder må gi tilbakemelding til produksjonsingeniør om:
- Brønnstabilitet
- Flaskehalser i systemet (høye trykkfall)
 For eksemel A01 strupeventil har et trykkfall på minst 4bar
- Ring dersom et drop i produksjonsraten oppstår over helgen som dere ikke
forstår
 Offshore besøk av produksjonsingeniøren
- Gass løft rater
 Undersøkelser av eldre data under GLR har gitt innsikt i optimalisering
- Strupeventil setting
 Vil struping av brønner med høyt vannkutt forårsake økt total produksjon?
- Redusere test seperatortrykk

41. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 41 rev 01
Brønntesting: Fordeler
 Fordeler:
+ En får informasjon om brønnproduksjon:
+ Det blir lettere å ”allokere” / holde oversikt over den enkelte brønns
produksjonsnivå:
+ En kan bruke informasjonen til å oppdatere prospermodellene med den
nye informasjonen:
+ Med nøyaktige prosper modeller kan en bruke GAP til å optimalisere
gassløft fordelingen i brønnene. Resultat: Økt produksjon.
+ Dersom vannkuttet øker må en endre gassløftrate for å optimalisere
produksjonen.
+ En får en kvalitativ forståelse av reservoar egenskaper:
+ Dersom GOR øker betraktelig kan dette være indikasjoner om at brønnen
produserer under kokepunktstrykket: Det er viktig å bruke korrekt
måleblende når en måler gass under brønntester.
+ Allokeringsdata blir brukt av reservoaringeniøren ved historietilpasning i
reservoarsimulatoren.
+ Gode brønntester over en lengre perioder gir bedre estimat på decline
analyse:
+ Dette kan igjen påvirke reserveestimater.

42. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 42 rev 01
Brønntesting: Ulemper
 Ulemper
- Når er en legger enkelte av brønnene alene til test seperator
reduserer produksjonsraten fordi en ikke lenger produserer optimalt.
- Når en legger om brønnene til test seperator risikerer en at
brønnene begynner å slugge da betingelsene endres. Da kan en
bruke en del tid å tilpasse gassløft i brønnene for å forhindre denne
sluggingen. Dette kan føre til at produksjons raten reduseres da en
produserer ustabilt.
- Slugging er i seg selv en risiko da dette i verste fall kan føre til
produksjonsstans.
- Slugging fører også til ustabile betingelser for gass kompressor som
igjen fører til mer vedlikehold / fakling.
- Slugging fører også til høyt stressnivå i SKR (fare for utbrente
operatører / miste kompetanse)

43. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 43 rev 01
Brønntesting: Faktorer
 Hvor ofte en må teste brønner avhenger av hvor hurtig oljeproduksjon,
vannkuttet og GOR endres i brønnene. Er produksjonen stabil trenger en
ikke teste brønnene ofte.
 Allokeringsfaktor (forholdet mellom faktisk produsert volum og allokert
produsert volum) gir et godt estimat på endringer i produksjon. Dersom
denne faktoren divergerer med mer en ± 10% bør en teste brønnene.
Dersom faktoren minker betyr dette at en overestimerer produksjon.
Dette er en indikator på at vannkuttet øker.
 Dersom en gjør brønnoperasjoner som for eksempel PLT, scale
squeeze, WSO og perforering bør en teste brønnen før og etter. Dersom
det er mulig bør en teste brønnen under operasjonen.
 Dersom operasjonene tillater det bør en teste brønner:
× For eksempel: Er A-5 A stengt i 4 timer: En brønn bør testes.
 For å bestemme vannkuttet i brønnen kan brønner testes sammen med
A-5 A. En får da en indikasjon om hva brønnen produserer.

44. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 44 rev 01
Hvor ofte bør en teste brønnene?
 Generelt bør en teste brønnene annenhver måned.
 Dersom brønnene har en stor endring i oljeproduksjon og
vannkutt bør en teste brønnene oftere (hver måned).

45. Copyright Talisman Energy Norge AS 2007
Page 45 rev 01
 Contact details:
 Sigve Hamilton Aspelund
 +4792647129
 sigve.aspelund@lyse.net
 http://sigvehamiltonaspelund.wordpress.com/about/