Exel Composites Diversified Structural Composites (DSC) udviklede fiberoptiske embedded carbon composite stænger til det innovative well intervention system af det norske firma Ziebel. DSC's ekspertise inden for kulfiberpultrusion muliggør præcis fremstilling af 15 mm diameter stænger med en fiberkerne som en sensor, der samler i real-time indsigt i brøndpræstationer ikke muligt med konventionelle metoder.
Forbedret genoprettelsesfaktor
Ziebel sigter mod at være en faktor i forbedret olieudnyttelse gennem innovative teknologier og løsninger. For at kunne træffe velinformerede beslutninger kræver olierørings- og færdiggørelsesholdet detaljeret information om væskestrømmen i og omkring borehullet under produktion eller injektion. Disse data opsamles typisk ved hjælp af produktionslogningsværktøjer, men denne tilgang er operationelt udfordrende og giver begrænset, tids- og lokaliseringsspecifik information. Ziebel's proprietære teknologi, der er baseret på Distributed Optical Fiber (DFO) Z-systemet, har ikke mange begrænsninger, der begrænser traditionelle loggeringseffekter, hvilket giver en bedre forståelse af brønd og reservoir adfærd.
I hjertet af Ziebel Z-System er en 6,2 kilometer, 15 mm diameter carbon fiberstang (Z-bar) fremstillet af DSC, der sikkert monterer flere kabler i et hårdt nedadgående miljø. Stangen indsættes typisk i en produktions- eller injektionsbrønd i 48 timer, hvor fiberoptisk føler måler temperatur og akustisk vibration langs dens længde. Dette muliggør en lang række anvendelser - herunder strømfordeling, fluid motion visualisering, lækage detektion og stimulering væskefontrol - til kritisk brønd og reservoir management.
Dette kompositbaserede sensorsystem har flere fordele. Kulestænger muliggør vandrette brøndpassager, fordi lette, stive kompositstænger kan "skubbe" fra overfladen til de vandrette sektioner, der ofte bruges i dagens brønde, hvilket er umuligt med konventionelle værktøjer, der kører på kabler, medmindre elektriske brønd traktorer er vedtaget. Derudover kan kuldestænger med små diameter komme ind i brønde med begrænsede indre diametre og vanskelig geometri, andre værktøjer passerer ikke, har minimale kvælningsvirkninger på brønde, og i modsætning til metaller er de inerte for de fleste skadelige og ætsende materialer. I et borehul miljø.
Kraftfuld fremstillingsproces
I 2006 kontaktede Ziebel den amerikanske carbon fiber pultrusion specialist DSC for at udvikle og fremstille robuste kompositstænger til fiberoptisk interventionsteknologi inden for petroleumssektoren. For at sikre den nødvendige kombination af styrke, stivhed og korrosionsbestandighed, der kræves til denne applikation, valgte DSC en proprietær hård epoxyharpiks og specifikke carbonfibre udvalgt gennem omfattende test for at maksimere mekaniske egenskaber. Denne harpiks udgør et særligt udfordrende krav til pultrusionsprocessen, fordi det kræver meget langsom hærdning for at opnå sin optimale ydelse. Dette betyder, at for at producere hver 6,2 km lang stang, skal pultrusionslinjen kontinuerligt betjenes uden fejl i mere end 3 uger.
"Den høje procesomkostning for kulfiber og fiber er meget høj," forklarer David Lewis, direktør for teknologi og forretningsudvikling hos DSC. "Som et resultat har vi gjort meget arbejde og udviklet en ekstremt robust og idiotsikker pultrusionsproces med overlegne processtyringsforanstaltninger for at sikre, at der ikke opstår fejl."
Ziebel og DSC arbejdede sammen for at optimere viklingsteknologien til håndtering og transport af lange længdepultrusionstænger. Dette tillader, at stive kulfiberstænger vikles på hjul med tilstrækkelig lille diameter til transport fra DSC produktionsanlægget i Erlanger, Kentucky, til Europa og Mellemøsten og USA. NDT-processen bruges til at overvåge barens kvalitet, fordi produktet er kontinuerligt og ikke kan skæres og inspiceres.
fremtidig udvikling
Ziebel er forpligtet til at udvide sin portefølje gennem innovationer i sine nuværende Z-Rod produkter og andre produkter, der udnytter sin avancerede fiberoptiske sensing og data analyse kapaciteter.
"Vi har stor tillid og tillid til DSC-partnere, som vil gøre det muligt for os at fortsætte med at skubbe grænserne for kulstofkompositter i det hårde nedadgående miljø i olie- og gasbrønde. Vores næste generation Z-Rod bringer os til driftstemperaturer 350 grader Fahrenheit (177 grader Celsius) åbner yderligere brønde for vores service, "siger Neil Gardner, vicepræsident for teknologi hos Ziebel.
Ziebel og DSC har underskrevet en eksklusiv aftale om at udvikle og fremstille avancerede fiber / sammensatte nedehulssensorstænger.
Den finskbaserede pultrusionsgruppe Exel Composites erhvervede DSC i maj 2018 og markerede sin indtræden på det amerikanske marked.
"Vi lykønsker Ziebel med den vellykkede introduktion af sit innovative olieinterventionssystem, og vi glæder os til at samarbejde med dem om yderligere at udvide deres applikationer", siger Kari Loukola, Senior Vice President og DSC President of Exx Composites America. "Projektet viser tydeligt de carbon pultrusion kapaciteter, DSC bringer til Exel Group, samt vores omfattende udvidelse, og vi forventer betydelige muligheder inden for olie- og gasindustrien samt andre større markeder som vind og rumfart."
