Wireline-Traktor-Technologie

Die zunehmende Verbreitung horizontaler Bohrlöcher hat erhebliche Herausforderungen für Bohrlochinterventionen mit sich gebracht, insbesondere bei der Beförderung von Werkzeugen zur Zielzone in Abschnitten mit großem{0}Winkel und großer-Reichweite. Drahtgebundene Traktoren (auch bekannt als e-Line-Traktoren) haben sich als Speziallösung für den Transport von Protokollierungs- und Interventionswerkzeugsträngen in horizontalen und stark abweichenden Bohrlöchern herausgestellt und bieten im Vergleich zu alternativen Methoden Bedienkomfort, hohe Effizienz und relativ geringere Kosten.

Eine detaillierte Fallstudie aus dem Ghawar-Feld in Saudi-Arabien unterstreicht den erfolgreichen Einsatz von Wireline-Traktoren in Sauergasquellen mit hohem Druck und hoher Temperatur (HPHT) sowie technische Vergleiche mit Coiled Tubing (CT) und die notwendigen Anpassungen für extreme Bohrlochbedingungen.

Wenn die Bohrlochneigung 70-80 Grad übersteigt, wird die Schwerkraftförderung unzuverlässig, insbesondere bei gewundenen Bohrlochpfaden. Für komplexe Abschnitte mit großen Winkeln sind Coiled-Tubing-Traktoren (CT) oder Wireline-Traktoren erforderlich, um Interventions-Bohrlochbaugruppen (BHAs) in die Tiefe zu befördern.

Drahtgebundene Traktoren wurden erfolgreich auf ausgereiften saudischen Feldern zur Lagerstättenüberwachung und Produktionsprotokollierung eingesetzt. Im Vergleich zur CT bieten Traktoren deutliche Vorteile, insbesondere in offenen horizontalen Bohrlöchern mit komplexen Flugbahnen, und ermöglichen die Erfassung hochwertiger Strömungsprofildaten sowohl bei Produzenten als auch bei Injektoren.

Die Anwendung der HPHT-Bohrtechnologie in saudischen Gasfeldern brachte neue Herausforderungen für horizontale Bohrlochinterventionen mit sich, darunter:

• Transport von Perforationspistolen mit Traktoren.
• Transport schwererer BHAs.
• Betrieb bei Bohrlochbodentemperaturen (BHT) von mehr als 300 Grad F (149 Grad) und bis zu 330 Grad F (166 Grad).

Die Khuff-Formation des Ghawar-Feldes (spätes Perm, tiefes, heterogenes dolomitisches Karbonat) enthält zwei Hauptförderzonen: Khuff-B und Khuff-C. Während Khuff-C seit den 1970er Jahren erschlossen wird, wird das engere Khuff-B jetzt mithilfe horizontaler Bohrungen erschlossen. Die geringe Permeabilität von Khuff-B erfordert eine Säurestimulation, häufig mithilfe mehrstufiger Plug--und-Perforationsmethoden oder Frakturierungsauskleidungssystemen. Die Heterogenität der Formation und die Unsicherheit an „Sweet Spot“-Standorten erfordern lange Perforationsintervalle und Stimulation.

Diese Eigenschaften machen diese Bohrlöcher zu idealen Kandidaten für drahtgebundene Traktoreingriffe, es sind jedoch erhebliche technische und betriebliche Optimierungen erforderlich.

Bei der Konzeption von drahtgebundenen Traktoren für diese Bohrlöcher mussten die folgenden Probleme gelöst werden:

1. Korrosive Umgebung (saurer Service)
Die Brunnen enthalten hohe Konzentrationen an Schwefelwasserstoff (H₂S) und Kohlendioxid (CO₂). Dies erfordert korrosionsbeständige Kabel aus Legierungen mit hohem-Nickelgehalt, die in mäßig sauren Umgebungen Temperaturen von bis zu 218 Grad standhalten können. Ein großer Nachteil solcher Kabel ist ihre hohe elektrische Impedanz, die die Stromübertragung zu Bohrlochwerkzeugen behindert, insbesondere bei Wechselstrom (AC).

2. Erhöhte Temperaturen
Bei BHT-Werten zwischen 149 und 166 Grad (300 bis 330 Grad F) und künftigen Bohrlöchern, die diesen Bereich wahrscheinlich überschreiten, muss der Traktor auch bei extremer Hitze zuverlässig funktionieren.

3. Längere und schwerere BHAs
Mit Perforationspistolen ausgestattete BHAs sind deutlich länger und schwerer als Standard-Produktions-Holzfällerstränge.

Um unter diesen Bedingungen drahtgebundene Traktoren erfolgreich einsetzen zu können, waren folgende technische Ziele erforderlich:

• Zuverlässiger Betrieb bei hohen Temperaturen.
• Möglichkeit zum Betrieb mit extrem-langen Kabeln mit hoher-Impedanz.
• Hält den hohen Stoßbelastungen durch explosive Perforationskanonen stand.

Das Herzstück des Traktors ist ein Elektromotor, der eine Hydraulikpumpe antreibt, die die Radbaugruppen antreibt. Wechselstrommotor-Traktoren haben zwar eine gute Erfolgsbilanz bei hohen{1}Temperaturen, sind jedoch nicht mit den extrem langen Kabeln mit hoher-Impedanz kompatibel, die für den Einsatz in sauren Umgebungen erforderlich sind. Bei Wechselstrommotoren kommt es über solche Kabel zu erheblichen Leistungsverlusten und Leistungseinbußen.

Gleichstrommotoren erwiesen sich als praktikablere und betriebsfähigere Wahl, obwohl sie anfänglich nur begrenzte hohe Temperaturen aufweisen. Aufgrund der jüngsten technischen Fortschritte haben große Dienstleister Gleichstrommotoren in die Konstruktion von Traktoren eingeführt. Mit Gleichstrommotoren-angetriebene Traktoren können jetzt längere Betriebszeiten bei höheren Bohrlochtemperaturen aufrechterhalten. Dieser Artikel beleuchtet den erfolgreichen Einsatz von Gleichstrommotor-traktoren im Feldeinsatz.

Zu den zusätzlichen Maßnahmen zur Bewältigung von Stoßbelastungen durch Perforationskanonen gehörten:

• Einbeziehung der Schlagfestigkeit in die Konstruktion und Prüfung von Traktorwerkzeugen.
• Einbau von Stoßdämpfern zwischen Traktor und Perforationspistole, um den Aufprall zu dämpfen.
• Implementierung nutzungsbasierter Wartungsprotokolle, Begrenzung der Anzahl der Pistolentransportläufe, bevor der Traktor zur vollständigen Demontage, Wartung und Überholung ins Labor zurückgeschickt wird.

Die drahtgebundene Traktortechnologie hat sich bei Bohrlocheingriffen in anspruchsvollen horizontalen HPHT-Gasbohrlöchern als wirksam erwiesen, beispielsweise in der Khuff-Formation des Ghawar-Feldes in Saudi-Arabien. Die Überwindung der Hindernisse durch sauren Betrieb, extreme Temperaturen und schwere, stoßauslösende BHAs erforderte eine Umstellung auf Traktoren mit Gleichstrommotor-, robuste Stoßdämpfung und strenge Wartungspraktiken. Da horizontale Bohrungen in tiefere und rauere Umgebungen vordringen, stellen diese Fortschritte sicher, dass drahtgebundene Traktoren weiterhin eine wichtige, kostengünstige Alternative zu Spiralrohren für den Transport von Interventionswerkzeugen zum Reservoir bleiben.

Kraft VTrac^TMDrahtgebundener Traktorist ein Werkzeug zum Transport von Bohrlochausrüstung in verrohrten horizontalen Bohrlöchern und stark abweichenden Bohrlöchern. Wenn bei Arbeiten in horizontalen und stark abweichenden Bohrlöchern die Bohrlochausrüstung nicht weiter durch die Schwerkraft auf den Zielbohrlochabschnitt abgesenkt werden kann, kann die Raupenkette die Bohrlochausrüstung mit ihrem eigenen Antriebsgerät zum Zielbohrlochabschnitt befördern.

Im Vergleich zur Bohrgestängeförderung kann dadurch Bauzeit gespart, die Arbeitsintensität verringert, das Baurisiko gesenkt werden und es ist kein Bohrturm erforderlich. Im Vergleich zur Rohrschlangenförderung kann die Ausrüstung über eine längere Distanz transportiert werden und wird nicht von der Bohrlochtiefe beeinflusst.

Kraft VTrac^TMDrahtgebundener Traktorverfügt über ein eigenes unabhängiges System, das Bohrlochausrüstung und Oberflächenausrüstung umfasst. Es sollte mit der Forstwinde zusammenarbeiten. Die Protokollierungswerkzeuge können oben oder unten am Traktor angeschlossen werden.

Seit 2018 wurden 11 Traktorensätze auf dem Feld eingesetzt und es wurden mehr als 300 Bohrarbeiten durchgeführt.

Nach unvollständigen Statistiken von 2020 bis zum ersten Halbjahr 2025 hat die Zahl der erfolgreich protokollierten Bohrlöcher 100 überschritten.

Vigor widmet sich seit Jahren dem Öl- und Gassektor und investiert erheblich in Forschung und Entwicklung. Unser Engagement treibt Innovationen voran und führt zu innovativen-Lösungen, die den komplexen Herausforderungen moderner Bohrbetriebe gerecht werden. Wir sind stolz darauf, Ihr vertrauenswürdiger Partner bei der Erzielung operativer Exzellenz und Effizienz zu sein. Unser Fachwissen ist Ihr Vorteil auf diesem Gebiet. Für weitere Informationen können Sie an unsere Mailbox schreibeninfo@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com