Exel Composites Diversified Structural Composites (DSC) utviklet fiberoptiske embedded karbon kompositt stenger for det innovative brønnintervensjonssystemet av det norske selskapet Ziebel. DSCs ekspertise innen kullfiberpultrusion gjør det mulig å presisjonere 15 mm diameter barer med en fiberkjerne som en sensor som samler sanntidsinnsikt i brønnytelse ikke mulig med konvensjonelle metoder.
Forbedret gjenopprettingsfaktor
Stiftet i 2006, ønsker Ziebel å være en faktor i forbedret oljeutvinning gjennom innovative teknologier og løsninger. For å ta informerte beslutninger, trenger oljeborings- og ferdigstillingsgruppen detaljert informasjon om væskestrømmen i og rundt borehullet under produksjon eller injeksjon. Disse dataene samles vanligvis ved hjelp av produksjonsloggverktøy, men denne tilnærmingen er operasjonelt utfordrende og gir begrenset, tids- og lokalspesifikke opplysninger. Ziebels proprietære teknologi, basert på distribuert optisk fiber (DFO) Z-systemet, har ikke mange begrensninger som begrenser tradisjonell loggingseffektivitet, noe som gir bedre forståelse av brønn- og reservoaradferd.
I hjertet av Ziebel Z-System er en 6,2 kilometer, 15 mm diameter karbonfiberstang (Z-bar) laget av DSC som sikkert monterer flere kabler i et hardt nedehullsmiljø. Vanligvis blir stangen utplassert i en produksjons- eller injeksjonsbrønn i 48 timer, hvor fiberoptisk føler måler temperatur og akustisk vibrasjon langs dens lengde. Dette muliggjør en rekke applikasjoner - inkludert flytfordeling, væskebevegelsesvisualisering, lekkasjedeteksjon og stimulering av væskemonitorering - for kritisk brønn og reservoarstyring.
Dette komposittbaserte sensingsystemet har flere fordeler. Karbonstenger muliggjør horisontale brønnpassasjer fordi lette, stive komposittstenger kan "skyve" fra overflaten til de horisontale delene som ofte brukes i dagens brønner, noe som er umulig med konvensjonelle verktøy som kjører på kabler, med mindre elektriske brønn traktorer det er vedtatt. I tillegg kan kullstenger av liten diameter komme inn i brønner med begrensede indre diametre og vanskelig geometri, andre verktøy passerer ikke, har minimal kvelningsvirkning på brønner, og i motsetning til metaller er de inerte mot mest skadelige og korroderende materialer. I et borehullsmiljø.
Kraftig produksjonsprosess
I 2006 kontaktet Ziebel den amerikanske kullfiberpultrusjonspesialisten DSC for å utvikle og produsere robuste sammensatte stenger for fiberoptisk intervensjonsteknologi i petroleumssektoren. For å sikre den nødvendige kombinasjonen av styrke, stivhet og korrosjonsbestandighet som kreves for denne applikasjonen, valgte DSC en proprietær hard epoxyharpiks og spesifikke karbonfibre valgt gjennom omfattende test for å maksimere mekaniske egenskaper. Denne harpiksen utgjør et spesielt utfordrende krav til pultrusjonsprosessen fordi det krever meget langsom herding for å oppnå optimal ytelse. Dette betyr at for å produsere hver 6.2 km lang stang, må pultrusjonslinjen drives kontinuerlig uten feil i mer enn 3 uker.
"Den høye prosesskostnaden for karbonfiber og fiber er veldig høy," forklarer David Lewis, direktør for teknologi og forretningsutvikling på DSC. "Som et resultat har vi gjort mye arbeid og utviklet en ekstremt robust og idiotsikker pultrusjonsprosess med overlegen prosesskontrolltiltak for å sikre at det ikke blir feil."
Ziebel og DSC jobbet sammen for å optimalisere viklingsteknologien for å håndtere og transportere lange lengdepultrusjonsstenger. Dette gjør at stive karbonfiberstenger kan vikles på hjul med tilstrekkelig liten diameter for transport fra DSC produksjonsanlegget i Erlanger, Kentucky, til Europa og Midtøsten og USA. NDT-prosessen brukes til å overvåke kvaliteten på linjen fordi produktet er kontinuerlig og ikke kan klippes og inspiseres.
fremtidig utvikling
Ziebel er forpliktet til å utvide sin portefølje gjennom innovasjoner i dagens Z-Rod-produkter og andre produkter som utnytter sin banebrytende fiberoptiske sensing- og dataanalysemuligheter.
"Vi har stor tillit og tillit til DSC-partnere, som vil gjøre det mulig for oss å fortsette å presse grensene for karbonkompositter i det harde miljøet for borehull i olje- og gassbrønner. Vår neste generasjon Z-Rod vil gi oss driftstemperaturer 350 grader Fahrenheit (177 grader Celsius) åpner ytterligere brønner for vår tjeneste, sier Neil Gardner, visepresident for teknologi hos Ziebel.
Ziebel og DSC har inngått en eksklusiv avtale om å utvikle og produsere avanserte fiber / sammensatte nedehullsensorstenger.
Den finskbaserte pultrusjonsgruppen Exel Composites kjøpte DSC i mai 2018 og markerte inngangen til det amerikanske markedet.
"Vi gratulerer Ziebel med den vellykkede introduksjonen av sitt innovative oljebrønnintervensjonssystem, og vi gleder oss til å samarbeide med dem for ytterligere å utvide deres applikasjoner," sier Kari Loukola, Senior Vice President og DSC President of Exx Composites America. "Prosjektet viser tydelig de karbonpultrusjonsegenskaper DSC bringer til Exel Group, samt vår omfattende utvidelse, og vi forventer store muligheter i olje- og gassindustrien, så vel som andre store markeder som vind og luftfart."
