なぜシェルはペルム紀盆地に「馬蹄型」井戸を掘削したのか

短い水平井戸の収益を向上させるにはどうすればよいでしょうか? 最後まで到達したら、ドリルビットを回転させて、リグに向かってドリルで戻り始めます。これはまさに、ペルム紀盆地のマルチウェルパッドで掘削の問題に遭遇した後にシェルが実行した機動です。

2019年2月にシェルのプロジェクトを率いた井戸運営マネージャーのジェイソン・パート氏は、「昨年、貯水池の一部にアクセスする際に問題が発生した」と語った。水平井戸の垂直部分を掘削している際、「過剰な掘削が行われた」と説明した。「浅い深さで泥の損失が見られました。「そのせいで、5,000フィートの側線の1つを掘削して完成させることができなくなりました。」

選択が必要でした。問題の井戸を放棄して、別の井戸を掘削してみます。これは、別の井戸を失う危険を伴うことを意味します。エンジニアリングチームは、問題を適切に放棄し、新しい問題を掘削するリスクを受け入れないという選択もできたでしょう。

代わりに、技術者たちはあまり人が通らない道を選びました。彼らは 1 つの坑井を放棄しましたが、隣接する坑井も拡張し、循環喪失ゾーンを越えて掘削に成功しました。ねじれは、この坑井の側面の先端で、180°回転して同じ目標地層内にさらに 5,000 フィートの坑井が作成されるまで掘削が継続されるということでした。

垂直セクションが 1 つ、横セクションが 2 つあります。

「私たちはこれを馬蹄型井戸と呼んでいます」とパート氏は述べ、単に「これまでに行われたことがない」という理由だけで、この井戸はそれ自体のリスクを表していると強調した。ここでの成功の報酬は、シェルが計画されていた制作映像をパッド上に残さなかったことです。

公開されている掘削調査データに基づいた、テキサス州ラビング郡のニーリー 4H 井戸の 3D ビュー。しかし、この井戸は、11,100 フィートを超える深さで 2 つの側面セクションを作成する特徴的な 180 度の回転のため、「馬蹄形の井戸」として記憶される可能性があります。出典: 3Dwellbore.com

経済的な観点から見ると、馬蹄型坑井は、同じ横方向の長さの 2 つの坑井を掘削する場合と比較して、リグ時間で 25%、総コストで約 20% を節約できました。程度は低いですが、コイル状チューブを 2 つではなく 1 つだけ使用することで、完成側である程度の節約が達成されました。

馬蹄形の井戸は、その形以外にも非常に典型的なものです。 2 つの側面の間隔は約 1,300 フィートで、中央に計画された充填井を配置するのに十分なスペースが残されています。ウルフキャンプシェールに陸揚げされた各横鉱石には、2 つの異なる坑井に含まれるのと同じ数の破砕クラスターも含まれていました。パート氏は、Ｕターン区間は何も刺激されておらず、一方の側線から次の側線への「通過点」としてのみ機能していると述べた。これらすべての要因により、2 つの水平セクション間の破壊干渉に関する懸念が軽減されました。

この坑井を掘削するというアイデアは、コストを節約する掘削方法を探る取り組みの一環としてシェルのエンジニアがこのコンセプトを提案して以来、しばらく検討されていました。もう 1 つのコンセプトはマルチラテラル坑井です。これも、複数のサイドトラック坑井を掘削するのに 1 つの坑井に依存しているため、コスト削減のオプションと見なされています。

ただし、多面的技術には接合点と機械的絶縁が必要であり、現代の破壊設計の完全な力に耐えることができない可能性があります。「馬蹄形のデザインが行うことは、基本的に、接点のない多角的な関係を提供することです」とパート氏は語った。

シェルがペルム紀のこの地域で5,000フィートの側線を掘削していた理由の1つは、リース制限のためである。これは、土地面積図が民間の土地所有権と契約条件によってしばしば決定される米国のシェール部門に特有の問題である。この制約は特別なものではなく、米国にはいわゆる「平方マイルリース」が多数あり、最初の馬蹄形井戸が最後ではない可能性があることを浮き彫りにしています。

「この井戸にはペルム紀において将来の役割があるのでしょうか?私たちはそう信じています」とパート氏は語った。「他の流域でも将来的に役割を果たす可能性はありますか？」同氏は、シェルが真の経済性を理解するために馬蹄形デザインの製造結果を現在も評価していると詳しく説明した。

生産量はリースレベルでのみ公表されているが、馬蹄型坑井が含まれる4つの坑井の生産量は、坑井が完成した2019年6月には2,800バレル/日以上、ピーク時には5,000バレル強であったことが示されている。翌月B/D。

エンジニアリングの成果を支えたチームは、設計の使用方法が「限界に達した」とは考えていません。シェルは、このアプローチを使用してさらに長い側面を掘削する方法を検討しています。しかし、パート氏は、10,000フィートの双方向は長すぎるかもしれないと述べた。問題は、従来のコイル状チューブでは、10,000 フィートを超える破断プラグをドリルで開けるのが困難であるという事実です。横方向の距離はダウンホール技術では遠く及ばない。

「この設計の美しさは、既製の技術を活用していることです」とパート氏は強調し、サービスプロバイダーから提供された実現コンポーネントのいくつかとして、回転操縦可能システム (RSS)、マッドモーター、溶解可能なプラグを挙げた。 Ensign Energy Services がプロジェクトの掘削請負業者であり、Nabors Industries が掘削中の測定および方向性掘削サービスを提供しました。

新しいコイル状チューブシステムは、関係する横方向の距離に対応するために、シェルとそのベンダーによって開発されました。しかし、現場の従来のユニットはすべてのプラグをドリルで開けることができたため、最終的にこの新しいユニットはヒューストンの製造施設から出ることはありませんでした。

シェル独自の貢献には、ビット、ドリルパイプ、ケーシングのすべてが地層内でスムーズに移動することを保証する社内開発のトルクアンドドラッグモデルが含まれます。公開されている調査に基づくと、共同作業の結果は比較的スムーズな坑井経路とほぼ完璧な U ターンでした。

掘削面での細心の注意の多くは、ヒューストンにあるシェルの遠隔掘削センターで行われ、方向性掘削エンジニアがジオステアリングの専門家と協力して作業しています。しかし、ヒューストンであろうと現場であろうと、あるいはシェルやそのサービスプロバイダーで働いていようと、プロジェクトに関わる全員が建設の各段階を注意深く観察していました。

パート氏は、「この井戸の感情的なサイクル」は、重要な操作が実行されるたびに、つまり全深度に到達するたび、ケーシングを作動させるたび、またはプラグがポンプダウンされるたびにさまざまなピークに達すると説明しました。「その達成を祝いたいと思うでしょう」と彼は言いました。「しかし、その後、他のすべてのポイントも一致する必要があることに気づきました。そうしないと、アイデアはまったく機能せず、あなたが行ったすべての作業はカウントされません。」

シェルが「馬蹄型井戸」を掘削するテキサス州メントンから約2マイルの井戸台にリグが立っている。パッド上には合計 4 つのウェルがあります。出典: Googleマップ

「このプロジェクトについての噂は聞いていましたし、データを見つけるツールがあることは分かっていました」と彼は言い、実際に記録を見つけたときは「答えよりもはるかに多くの疑問が残りました」と付け加えた。

それらの質問の 1 つは、井戸を何と呼ぶかということでした。ギブソンは当初、それを「u-zontal」として報告しました。 LinkedIn のコメント投稿者は、「ペーパークリップの井戸」という名前を提案しましたが、別の投稿者は、この井戸は単に「アート」と呼ばれるべきだと述べました。

「U字型の井戸は非常に興味深いですね。こんなものは見たことがありません」と、鉱物権所有者に詳細な石油とガスのデータを提供するウェブサービス、MineralAnswers.comの創設者兼最高経営責任者、ジェフ・チェンバース氏は語った。アメリカ。チェンバースさんは井戸の図もソーシャルメディアに投稿した。同氏にとって、この実験はテキサス州ラビング郡の「一等地」とされる場所で行われたため、その重要性はさらに高まったという。

チェンバース氏は、生産実績が明確になるにつれ、非操業関係者は掘削側で達成されたコスト削減が全体の業績にどのように反映されるかに興味を持つ可能性が高いと述べた。

ソーシャルメディアの投稿は他の業界の専門家によっても見られ、オンライン上で他にも数十の質問やコメントが寄せられ、その多くはエンジニアリングの偉業に対する賞賛の意を表していました。ある人は、トルクと抗力のモデルをリバースエンジニアリングして、その分析をオンラインで共有するほどのインスピレーションを得ました。他の何人かは、業界が大きく逸脱した坑井を掘削してきた歴史をすぐに指摘した。ブルネイにあるシェル独自の「釣り針」井戸はその一例です。ただし、言及されている他の変形例はどれも、馬蹄形井戸のような正確なプロファイルを共有していません。

「この井戸の素晴らしいところは、それが新しく、斬新で、革新的であるという事実ではありません」とギブソン氏は語った。「素晴らしい会話が始まるということです。現状への挑戦についての会話、そして現在の市場と気候を考えると、私たち全員がシェルの先導に従い、あらゆる面で既成概念にとらわれずに考える必要があります。」