Porøse kalksteiner kan utgjøre en risiko ved boring. Et pågående prosjekt ved NTNU og Lundin Energy Norway jakter nye løsninger som inkluderer smart bruk av sanntidsdata.
PhD-stipendiat Danil Maksimov viser frem en skisse for en boring gjennom karstifiserte karbonater. Skjermdump fra BRU21 presentasjon
– Områder med karbonater som er utsatt for karstifisering byr på utfordringer for operatørene. Dette er blant annet tilfellet i deler av Barentshavet, forteller PhD-stipendiat ved NTNU Danil Maksimov i en presentasjon som er tilgjengeliggjort på YouTube.
Karstifisering innebærer at kalksteiner – karbonater – utsettes for kjemisk oppløsning ved at surt vann renner gjennom. Oppløsningen av bergartene danner hulrom som grotter, kanaler og sprekkesystemer.
Karstifiserte karbonater er notorisk kompliserte å bore i, og tap av boreslam er blant problemene som kan oppstå. Uvissheten om hva slags bergarter det bores i, og hvorvidt hulrom vil dukke opp nedover i brønnbanen utgjør en sikkerhetsrisiko, i tillegg til at det kan påvirke effektiviteten.
Maksimovs doktorgrad gjøres i tett samarbeid med oljeselskapet Lundin Energy Norway under NTNUs forskningsprogram BRU21. Prosjektet heter Safer Drilling of Karstified Carbonates.
Les mer om BRU21 her: Utdanner fremtidens digitale geologer
Lundin Energy Norway har stor interesse i å kunne redusere risikoen for boring i karstifiserte karbonater da oljefunnene Alta og Gohta representerer såkalte paleokarst-reservoarer.
Tre metoder
Ifølge Maksimov finnes det flere alternativer for å kunne forutsi tilstedeværelsen av karstformer langs en planlagt brønnbane. Én metode er å identifisere grotter i seismiske data. Utfordringen er at det kun er de virkelig store geologiske formene som kan synliggjøres i seismikk.
– De fleste grotter i Barentshavet er typisk mindre enn en meter i diameter, påpeker Maksimov.
Et annet alternativ er såkalt managed pressure drilling technology. Dette kan for eksempel gjennomføres ved å plugge (tette) brønnen mens man borer for å opprettholde og kontrollere ønsket trykk.
Ifølge Maksimov er dette et alternativ som ikke alltid kan benyttes på grunn av reguleringer. Den er også kompleks og krever tilførsel av store mengder væsker som skal fylle eventuelle hulrom.
– Heldigvis finnes det et tredje alternativ; såkalt logging while drilling data. Sensorer plassert et stykke over borekronen kan gi oss svært mye informasjon om egenskapene til borehullet og bergartene rundt.
Men dette er ingen fullkommen løsning ettersom operatøren ikke kan se fremfor seg – hva befinner seg i den retningen borekronen er på vei?
Breksjer kan varsle
Ifølge Maksimov har partnerne i forskningsprosjektet begynt å undersøke hvorvidt formasjonsegenskapene i et gitt parti av et borehull kan være prediktive for hva som befinner seg lenger ned.
– Vi har funnet ut at formasjonsegenskapene rundt grotter skiller seg noe fra egenskapene i andre intervaller. Rundt en grotte kan vi for eksempel forvente å finne breksjer (oppbrukne og sementerte bergarter) og fluviale kanaler.
En bred analyse av brønner over hele Barentshavet viser at breksjer identifisert i brønnbanen ofte etterfølges av grotter.
Under boring kan brønnoperatøren i tillegg få mye informasjon om formasjonen det bores i ved å analysere endringer i boreparametere som hastighet og vibrasjoner. Dette kan brukes for å tolke hvilke bergarter og strukturer det bores i.
– I dette prosjektet reduserer vi altså risikoen for å treffe på karst gjennom geologiske analyser i forkant av boring, samt ved å gjenkjenne karst i sanntid under boring, avslutter Danil Maksimov.
