Über das Projekt
Bei einer Offshore-Gasinjektionsbohrung von ADNOC Offshore kam es zu einem kontinuierlichen Druckaufbau in beiden Ringräumen (A- und B-Annulus). Die Bohrung wies eine komplexe Doppelabschlusskonstruktion auf, der Schwefelwasserstoffgehalt lag bei rund 7 Prozent, und es bestanden mehrere potenzielle Cross-Flow-Pfade. Mit konventionellen Methoden ließ sich die Ursache des Druckaufbaus nicht eindeutig identifizieren. Ohne verlässliche und zeitnahe Daten stieg das Risiko für den sicheren Betrieb und die Integrität der Bohrung.
Erschwert wurde die Situation durch eingeschränkten Zugang zur Plattform, begrenzte Verfügbarkeit von Personal und die Notwendigkeit, beide Ringräume separat zu vermessen. Um eine vollständige Bohrlochabdeckung in einem einzigen riglosen Arbeitsschritt zu erreichen, entschied sich der Betreiber für ein Single-Use-System auf Basis von Distributed Fiber Optic Sensing (DFOS), das während eines Einsatzes kontinuierlich DAS- und DTS-Daten erfasste.
Zum Einsatz kamen Interrogatoren von AP Sensing, die eine hochauflösende Messung über die gesamte Bohrstrecke ermöglichten.
Mit dieser Lösung konnte ADNOC beide Ringräume vollständig überwachen, die Untersuchungsdauer deutlich reduzieren und die Leistungsfähigkeit von DFOS unter realen Bedingungen bewerten, insbesondere in Bezug auf die Erkennung langsamer und transiente Leckagen.
Die Lösung
Zur Untersuchung der Druckanomalien setzte der Betreiber eine dynamisch abgewickelte Einwegsonde auf Basis von Distributed Fiber Optic Sensing (DFOS) ein. Die Sonde von WellSense bestand aus einer nackten Glasfaser, die ohne Drahtseil oder Slickline frei in das Bohrloch fiel. Über einen kompakten Launcher am Bohrlochkopf wurden mehrere Tausend Meter Faser eingebracht. Eine Sekundärfaser verband den Bohrlochkopf mit den Interrogatoren für Distributed Acoustic Sensing (DAS) und Distributed Temperature Sensing (DTS).
Zum Einsatz kamen die DAS N52 Serie und DTS N45 Serie von AP Sensing, die das zentrale Element der Überwachungslösung bildeten.
Die Kombination aus DAS und DTS ermöglichte einen strukturierten und effektiven Workflow zur Leckageerkennung: DAS erfasste akustische Signaturen von austretenden Fluiden, lokalisierte die Leckstellen präzise und ermöglichte deren Charakterisierung. DTS registrierte temperaturbedingte Anomalien infolge von Strömungen im Bohrloch, bestimmte die Lecktiefe und lieferte Hinweise darauf, ob Fluid in die Bohrung eintrat oder austrat.
Die Sonde erreichte innerhalb von rund 20 Minuten eine Tiefe von etwa 3.700 Metern und lieferte kontinuierliche DAS- und DTS-Daten über die gesamte Bohrstrecke. Nach dem Erreichen der Zieltiefe blieb die Faser fest an Ort und Stelle. DTS zeichnete Temperaturveränderungen auf, während DAS sowohl hochfrequente Signale als auch besonders empfindliche niederfrequente Reaktionen unterhalb von 0,5 Hertz registrierte. Diese Daten waren entscheidend für die Detektion von langsamen, schwer erkennbaren Leckagen mit geringen Flussraten.
Durch eine gezielte Abfolge von Druckentlastungen und Injektionen wurden potenzielle Leckpfade stimuliert. Das gesamte Diagnoseprogramm konnte in einem einzigen riglosen Durchgang mit minimalem logistischem Aufwand und reduziertem Personaleinsatz durchgeführt werden.
Ergebnisse und Nutzen
Die DFOS-Messung identifizierte das Innenrohr eindeutig als Hauptleckquelle und zeigte mehrere Kommunikationspfade zum Ringraum. Die aufgezeichneten akustischen und thermischen Anomalien deuteten auf Gaszutritt hin. Gleichzeitig erfasste DAS im niederfrequenten Bereich langsame Dehnungsänderungen und komplexe Strömungsmuster mit sowohl auf- als auch abwärtsgerichteter Bewegung während der Druckmanipulation.
Die hochaufgelösten Daten der Interrogatoren von AP Sensing ermöglichten die präzise Bestimmung des Flüssigkeitsspiegels sowie der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche. Damit konnte das Verhalten des gesamten Bohrlochs vollständig in einem einzigen Einsatz analysiert werden. Die Diagnose war innerhalb von weniger als 14 Stunden abgeschlossen – deutlich schneller als bei herkömmlichen, mehrstufigen Logging-Verfahren.
Diese effiziente Herangehensweise minimierte Produktionsausfälle, machte eine separate Leckratenmessung überflüssig und reduzierte sowohl Emissionen als auch die Exposition des Personals. Die integrierten DAS- und DTS-Daten lieferten eine zuverlässige Grundlage für die risikobasierte Bewertung im Entscheidungsprozess des Betreibers.
Fazit
Dieses Projekt zeigt, wie sich ein rigloser DFOS-Einsatz in Kombination mit der DAS- und DTS-Technologie von AP Sensing für eine vollständige Bohrlochüberwachung in nur einem einzigen Arbeitsschritt nutzen lässt. Der Ansatz ermöglichte eine schnelle und zuverlässige Leckagedetektion, reduzierte die Untersuchungsdauer erheblich und lieferte hochwertige Daten für eine fundierte, risikobasierte Entscheidungsfindung.
Diese Case Study basiert auf der Veröffentlichung SPE-228898-MS in der OnePetro Online-Bibliothek.