Reduced uncertainty in overpressures and drilling window prediction ahead of the bit

Kompetanseprosjektet "PressureAhead" har utviklet nye metoder for å kvantifisere og redusere usikkerheten i trykk- og boreslamprognoser for boreoperasjoner på norsk sokkel. Tette skifre og tette forkastninger kan gi uforutsette høye trykkssoner. Vekten på boreslammet varieres avhengig av hvor mye trykk man forventer. Dersom man bommer på vekten av boreslammet kan boreoperasjonen få store forsinkelser og kostnader fordi borkronen blir sittende fast, boreslam lekker ut eller man får ukontrollert trykk inn i brønnen. I prosjektet er det utviklet nye metoder for å simulere vanntrykk i undergrunnen i tre-dimensjoner. Siden det er usikkerheter i data og vår forståelse av prosessene, blir det kjørt tusenvis av mulighetsmodeller av trykket, og det påvirker også hullstabiliteten i den planlagte brønnen. Ut fra dette lages det prognoser for hvordan trykket varierer mot dypet langs den planlagte brønnbanen. Når nye data samles inn mens man borer en brønn (for eksempel fra logger), oppdateres prognosene foran borkronen. Det er forsket på ulike måter å redusere usikkerheten, oppdatering i sanntid og bruk av automatisering for å få billigere, og tryggere boreoperasjoner. Prosjektet "Reduced uncertainty in overpressures and drilling window prediction (PressureAhead)" startet i 2016 og vart avsluttet i 2019. Jacopo Palia vil disputerer for sin doktorgrad i juni 2020. Prosjektet har vært ledet av SINTEF Industri, i tett samarbeid med NORCE, NTNU og Ècole des Ponts, Paris-Tech i Frankrike. Prosjektet har vært støttet av av Norges Forskningsråd og av industrien gjennom DrillWell-Senteret (ConocoPhillips, AkerBP, Equinor og Wintershall).

Prosjektet har vært faglig utviklende; forskerne har videreutviklet en ny, rask simulator til å predikere vanntrykk i undergrunnen, og hva dette vil bety for vekt av boreslammet i en boreoperasjon. Forskerne har fått veldig positive tilbakemeldinger på konferanser internasjonalt. Det er jobbet mye på tvers, slik man har fått tett interaksjon mellom geologer, matematikere, ingeniører og bergmekanikere. SINTEF har hatt veldig tett dialog med NORCE, NTNU, Ecole de Pont i Paris, og ikke minst med industrien (Equinor, AkerBP, Wintershall, ConocoPhillips). For forskerne har det vært viktig å få innspill på hva som trengs for å få til billigere og sikrere boreoperasjoner, og hva som er status og behov i industrien i framtiden. Prosjektet har utdannet en doktorgradsstudent på Institutt for Matematiske fag, og en masterstudent i geologi (NTNU). På lang sikt håper vi prosjektet kan åpne for enda mer samarbeid internasjonalt, og at de nye metodene vil bli tatt i bruk av industrien.

Oil and gas exploration and production wells have been drilled on the Norwegian Continental Shelf for the last 45 years, both in hydrostatic and overpressured areas. Still, with long expertise, drilling teams experience large uncertainties in prediction of pore pressure and well stability, and this may lead to non-productive time due to unexpected events such as stuck pipe, mud losses and well control events. Water fluid pore pressure variations are still not fully understood, neither in exploration areas nor in mature areas. The project aim to get better constrains on the pressures and mud weight prognosis ahead of the bit, by introducing new methods and tighter interaction between existing simulation tools. By addressing uncertainty in pressure and stress prognosis upfront the drilling campaign, and update the prognosis while drilling, better prediction can be achieved. For the industry, better pressure prediction with real time update is a key challenge. Avoidance of pressure related accidents can save several days in drilling program. The proposed project has the potential to increase our knowledge on - pressure modelling, prediction and update while drilling - effect of pressure changes on stresses - better constraints on prediction of mud weight window If successful, this will take the industry a step forward in terms of understand pressure build up and changes. This could have a large contribution towards more cost efficient drilling campaigns. The project is planned with collaboration between SINTEF Petroleum, IRIS, NTNU and École des Ponts, Paris-Tech, France and with financial support from the DrillWell Centre with several industry partners (ConocoPhillips, Det Norske, Lundin, Statoil and Wintershall). A PhD student will be hired at NTNU with focus on uncertainty and statistical approached as part of the project.