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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
Coiled Tubing BohrverfahrenInnovationspotenziale für die Tiefbohrtechnik
Rolf Bracke
GZB - Internationales Geothermiezentrum, Bochum
5. Tiefengeothermie-Forum
Darmstadt
15. September 2010
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
Coiled Tubing CT
„Coil“ ist die Trommel
„Tubing“ ist das Rohr
Kontinuierl. aufgespult Ø > 2 m
Rohr Ø ¾ - 4“ (19 – 100 mm)
Wandstärke ca. 2 – 6 mm (¼“)
> 9.000 m Länge hergestellt
σ ca. 380 – 840 N/mm²
Tubing rotiert nicht
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Geschichte + Entwicklung
1944 Projekt „PLUTO“ Brennstoffe von UK nach EU sehr lange, kontinuierliche Pipelines (>10 m)
1962: CA Oil Company hat erste komplette CT Einheit, um Sandblockaden in Quellen / Rohren auszuspülen (80-100 m)
Danach zunehmender Standard in Öl- und Gasindustrie
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75% des bisherigen
CT Einsatzes
Sanierung von „life wells“
Instandsetzungen
Service Bohrungen
Wenig Grass Root Drilling
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75% des bisherigen
CT Einsatzes
Sanierung von „life wells“
Instandsetzungen
Service Bohrungen
Wenig Grass Root Drilling
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75% des bisherigen
CT Einsatzes
Sanierung von „life wells“
Instandsetzungen
Service Bohrungen
Wenig Grass Root Drilling
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75% des bisherigen
CT Einsatzes
Sanierung von „life wells“
Instandsetzungen
Service Bohrungen
Wenig Grass Root Drilling
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CT-Komponenten
Kontinuierliches Rohr
(CT Strang + Spule)
Umlenkbogen (Guide Arch)
Einrichtung zum Drücken
+ Ziehen (Injector Head)
Dynamische Dichtung
zwischen CT Rohr / Bohrloch /
Casing (stripper / packoff device)
Blow Out Preventer (4 fach)
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTERCT reduziert Bohrkosten + Platzbedarf + Einwirkungen auf die Umwelt
1 ha1/3 ha
Kein Verschrauben – Schneller (2-3x) - Zirkulation non-stop
Sicherer (kein Personal am Bohrloch) - Geradere Löcher
Arbeiten in „life wells“ - Weniger Personal - Geringere Kosten
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Größtes Problem mit CT
Plastische Verformung
des CT Rohrs
-> Fatigue Life
-> Elektronische
Kontrolle
-> ca. 100 trips pro
CT Rohr
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Gasbohrungen in E. Colorado, USA
First Highly
Efficient
Hybrid / CT-
Rig
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Grass RootsDrillingBohrtiefe:ca. 1500 m
(Gas Technology Institute,CO, USA)
Einsparungen:
25-35% pro Quelle
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900 m Niobrara Gas Bohrung in 19 Std. gebohrt (incl. Einrichtung + Ausbau)
ROP Bereich ca. 1 – 2,5 m/min
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Entwicklung 2005-2008:
2008 ~ 1500 CT-Rigs / 3296 konventionelle Rigs
446
131
155
180
100
126
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Standard Pipe vs. CTKosten für Bohrung + Ausbau (in USA)
CT: ca. 1/3
(15-50%) günstiger
2-3 x schneller
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Marktentwicklung
Pipe vs. CT- Drilling(USA und weltweit)
Potentielle Märkte:
Shallow development wells
– ca. 20,000/year
Reservoir data monitoring holes
– ca. 100/year
Shallow re-entry wells
ca. 3,000/ year
Deep exploration holes
ca. 100/ year (> 3000 m)
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Erste CT-Bohrung
in Geothermie
Silver Peak, Nevada / USA (2010)
Sierra Geothermal Power
7000ft. / 2130m
Coiled Tubing Slim Hole
Grass Roots
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Erste CT-Bohrung
in Geothermie
Silver Peak, Nevada / USA (2010)
Sierra Geothermal Power
7000ft. / 2130m
Coiled Tubing Slim Hole
Grass Roots
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Bauconsult & Sachverständigen Büro
Dr.- Ing. Ulrich Güttler
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BOP
Injektor
Kopf
„Goose
-Neck“
Tubing
Trommel
Kontroll-
standEnergie
versorg
ung
Coiled
Tubing
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Ziele
Infrastruktur
WP-Bohrtechnik
CT-Bohrtechnik
Reservoirtec
Fazit
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300 m
1000 m
5000 m
1,5“ Bohr Ø
mit 1“ Ø CT
Mögliche Ziele:
Mikrobohrung
Ziele
Infrastruktur
WP-Bohrtechnik
CT-Bohrtechnik
Reservoirtec
Fazit
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
Entwicklung von
Bohrantrieben
Ziele
Infrastruktur
WP-Bohrtechnik
CT-Bohrtechnik
Reservoirtec
Fazit
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
Entwicklung von
Bohrantrieben
Ziele
Infrastruktur
WP-Bohrtechnik
CT-Bohrtechnik
Reservoirtec
Fazit Entwicklung von
h-T/p-Bohrlochsensorik
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
Multi-Side-Track-System
Entwicklung von Coiled Tubing basierten
re-entry hydraulischen
Stimulationstechnologien
Entwicklung von
Bohrlochsensorik / Sonden
Entwicklung von
Bohrantrieben
Ziele
Infrastruktur
WP-Bohrtechnik
CT-Bohrtechnik
Reservoirtec
Fazit
(Jung & Sperber 2008)
Jung & Sperber 2008)
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
Multi-Side-Track-System
Entwicklung von Coiled Tubing basierten
re-entry hydraulischen
Stimulationstechnologien
Entwicklung von
Bohrlochsensorik / Sonden
Entwicklung von
Bohrantrieben
Ziele
Infrastruktur
WP-Bohrtechnik
CT-Bohrtechnik
Reservoirtec
Fazit
(Jung & Sperber 2008)
Multi-Side-Track-System
Entwicklung von Coiled Tubing basierten
re-entry hydraulischen
Stimulationstechnologien
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
• Schließung einer sehr teuren Lücke:
• Ein notwendiges Werkzeug zur
– Risk Assessment
– Risk Minimierung
(Stichwort „CBM“ im SKB in Kanada)
Geplante CT Microhole Anlage am GeothermieZentrum Bochum
zur Exploration
Namur CU-Sprockhöveler Schichten
Bernhardt-Horizont (ca. 120m)
konglomeratischer Sengsbänksgen Sandstein Bernhard-Sandstein (=Kaisberg Konglomerat)Grenzsandstein
FuE-Projekt CT/MUST
Entwicklung eines
Coiled-Tubing basierten
Multi-Side-Track EGS
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
• Schließung einer sehr teuren Lücke:
• Ein notwendiges Werkzeug zur
– Risk Assessment
– Risk Minimierung
(Stichwort „CBM“ im SKB in Kanada)
(Grafik Jung & Sperber; verändert)
FuE-Projekt CT/MUST
Entwicklung eines
Coiled-Tubing basierten
Multi-Side-Track EGS
beteiligte GZB-Hochschulen:
• Hochschule Bochum
• RWTH Aachen
• University of Auckland
Stadtwerke Bochum GmbH
Deutsches Bergbaumuseum
DMT GmbH & Co KG
Fraunhofer UMSICHT
Wuppertal Institut für Klima, Umwelt Energie
GmbH
Delta-H GmbH
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
AiF / FHE xtra 2010
GeoFuelCells
Anwendung
Multi-Sidetrack-System
Kooperation:
Uni Auckland / NZL
HS Bochum
FH Gelsenkirchen
Baker Hughes Inteq
ECOS Energie
Propuls
Entwicklung von
Bohrlochsensorik
Entwicklung von
Bohrantrieben
tiltmeter
seismometer
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
CT-basierte hydraulische
Stimulationstechnologie
Mikroseismische
Überwachungstechnik
Entwicklung von
geophysikalischen Messsonden
Entwicklung von
Bohrantrieben
Ziele
Infrastruktur
WP-Bohrtechnik
CT-Bohrtechnik
Reservoirtec
Fazit
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
CT – „Grass-Roots
Drilling“
CT – re-entry Öl-/
Gasfeld Bohrungen
CO2-
Sequestrierung
Coal-Bed Methan
Exploration
Ziele
Infrastruktur
WP-Bohrtechnik
CT-Bohrtechnik
Reservoirtec
Fazit
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
GZB - CT – Bohranlage bis > 3000 m
Investitionskosten
CT Einheit mit Trailor, Injector, Antrieb, Spule,
Guide Arch, Kran, BOP, Stripper, Truck, Pumpen etc.
CT Rohr, 1½ - 2” + Kabel etc.
BHA mit Motor, Steuereinheit, LWD Kapazität, Bit, etc.
GESAMT
~1.650.000
~ 450.000
~ 1.400.000
~ 3,5 Mill. Euro
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
Interesse an Kooperation ?
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INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUMINTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER
Vielen Dank & Glückauf!