NAERINGSPH-Nærings-phd

Doktorgrads-prosjektet er del av et større forskningsprosjekt i Kelda med målsetning å utvikle automatiserte løsninger for pålitelig trykkstyring under boreoperasjoner. Eksisterende matematiske modeller for gas-væske-strømning er hovedsakelig utviklet med fokus på å gjenskape fysiske fenomen i brønnen under boring med stor grad av nøyaktighet. Det gjør at disse modellene har et høyt detaljnivå, og dermed en struktur som ikke egner seg direkte for automatisering. Målsetningen med doktorgradsarbeidet har vært utvikling av forenklede modeller som egner seg til anvendelse av avanserte algoritmer for kontroll og estimering under boring. Viktigste bidrag fra doktorgradsstudiet er en forbedring av en rekke aspekter ved eksisterende modeller for enfase- og flerfase-strømning i boring som muliggjør større grad av automatisering, samt raskere og mer robuste algoritmer. Doktorgradsarbeidet har resultert i utviklingen av en modell som blant annet er tatt i bruk hos en ledende leverandør av avanserte trenings-simulatorer for brønnkontroll-operasjoner i boring. Modellen blir også brukt for design, testing og verifisering av avanserte MPD kontrollsystemer, og har vist stor grad av nøyaktighet ved sammenligning mot data fra virkelige operasjoner. Utvikling av deler av modellen har vært i samarbeide med PhD studenter ved Technical University of Eindhoven og Mines Paristech i Horizon 2020-prosjektet Hydraulics Modelling for Drilling Automation (HYDRA).

Doktorgradsarbeidet har resultert i utviklingen av en ny og forbedret dynamisk modell for gass-/væske-strømning i boreoperasjoner, som er spesielt godt egnet til Modellen er blant annet tatt i bruk hos en ledende leverandør av avanserte trenings-simulatorer for brønnkontroll-operasjoner i boring. I tillegg er modellen tatt i bruk for design, testing og verifisering av avanserte MPD kontrollsystemer internt i Kelda. Den implementerte matematiske modellen er også brukt som digital tvilling i feltoperasjoner, både i de Arabiske Emirater og Russland, hvor doktorgradskandidaten også har fått praktisk erfaring fra boreoperasjoner i felt. Modellen har hatt stor betydning for hvordan kontrollsytemet håndterer gass under trykkstyrt boring, og operasjonen i Russland var trolig verdens første hvor et automatisert kontrollsystem ble brukt under flerfase operasjoner.

Utvikling av teknologi for automatisert og mer pålitelig trykkstyring er av de mest effektive tiltak man kan gjøre for økt sikkerhet og kostnadseffektivitet i boreoperasjoner. En forutsetning for sikker trykkstyring er kjennskap til pore- og oppspreknings trykket til enhvert tid under boreoperasjonen. I dag gjennomfører man tidkrevende, manuelle tester for å verifisere formasjonsstyrken og poretrykket i brønnen. Siden testene medfører betydelig ikke-produktiv tid, resulterer det i at disse testene gjøres kun når det er strengt nødvendig, og typisk først når man har påført en nedihullsfeil under operasjonen. Løsninger som gir kontinuerlig og mer pålitelig estimat over pore- og oppsprekningstrykket i brønnen vil derfor vesentlig forbedre sikkehet og pålitel ighet av trykkstyring under boreoperasjoner. Kelda Drilling Controls AS har gjennom et kvalifikasjonsprosjekt støttet av Oslofjordfondet, påbegynt et konseptstudie på sanntidsestimering av pore- og oppsprekningstrykk basert på hydraulisk modell kombinert med avansert estimeringsteknologi. Sanntidsestimering av pore- og oppsprekningstrykk har et vesentlig verdipotensiale. Dette nærings-Ph.D-prosjektet vil inngå som en del av et større forskningsprosjekt for å utvikle automatiserte løsninger for sanntidse stimering av pore- og oppsprekningstrykket under boring. Eksisterende matematiske modeller for gas-væske-strømning har fundamentale mangler som gjør at de ikke er egnet for en automatisert løsning. Hovedtema for doktorgraden vil være utvikling av matemati ske modeller som egner seg til anvendelse av avanserte estimeringsalgoritmer for simulering av gassinnstrømning og lekkasje av borevæske under boring.