rpsea project 1502 e. - drilling engineering...

26
June 24, 2010RPSEA Project 1502 Thomas E. Williams www.nautilusint.com

Upload: nguyenquynh

Post on 01-Apr-2018

217 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

June 24, 2010‐

RPSEA Project 1502 Thomas E. Williamswww.nautilus‐int.com

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

RPSEA  1502  Coiled  Tubing  from  a  Small  Vessel RPSEA  1502  Coiled  Tubing  from  a  Small  Vessel  June  2010  Update  Presentation  Topics June  2010  Update  Presentation  Topics 

• Background• Project Objectives• System Configuration • CT Capabilities• Features & Advantages• Opportunities for Industry 

Participation 

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Nautilus is conducting 2 projects Nautilus is conducting 2 projects  which are cowhich are co‐‐funded by RPSEA:funded by RPSEA:

Coil 

Tubing 

Drilling 

and 

Intervention 

System 

Using 

Cost 

Effective 

Vessel 

RPSEA 

1502  ‐

addresses 

the 

growing 

need 

for 

low 

cost 

well 

intervention 

system 

in 

deep 

water 

subsea 

wells. 

The 

enabling 

technology 

is 

patented    self 

standing 

riser 

that 

will

provide 

companies 

with 

safe 

and 

affordable 

way 

to 

complete, 

re‐

enter and maintain subsea wells.  

Early    Reservoir 

Appraisal, 

Utilizing 

Well 

Testing 

System 

RPSEA 

2501  ‐

will 

develop   an 

integrated 

“general 

source”

to 

deal 

with varied disciplines needed to plan, cost and run deep water tests 

in the Gulf of Mexico.  This project will provide a way a company can 

evaluate 

all 

the 

possibilities 

for 

deep 

water 

testing 

in 

the 

Gulf 

of 

Mexico 

to 

determine 

the 

optimum 

options 

to 

test 

including 

the 

planning, costing, and operational requirements.  

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

RPSEA PROJECT  TEAMRPSEA PROJECT  TEAM

RPSEA Operator Advisory Committee Anadarko 

Chevron 

Shell 

ConocoPhillips 

SubcontractorsIntecSea 

NOV CTES 

General Marine Contractors 

GE Vetco  

Tidewater  

Huisman 

University of 

Tulsa

Industry AdvisorsHalliburton   

Baker Hughes Inteq

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Project 1502 uses a self standing riser (SSR) Project 1502 uses a self standing riser (SSR)  which we believe is an enabling technology which we believe is an enabling technology  for deep water well intervention for deep water well intervention ‐‐

to allow to allow 

the cost effective use of coiled tubing. the cost effective use of coiled tubing. 

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

RPSEA Project:  Coil Tubing Drilling and RPSEA Project:  Coil Tubing Drilling and  Intervention System (CTIS) Using Cost Effective Intervention System (CTIS) Using Cost Effective 

Vessels Vessels 

• Establish intervention systems to reduce cost by 50% compared to

MODU intervention for GoM

• Full coiled tubing capability same as from a Jack Up or on land

• Establish reliable hardware and operating scenarios 

• Optimize for work in 1500 to 2000 meters of water, suitable for 3000 

meter 

• Strong emphasis on safety and environmental safeguards

This project is an approach that would go from conceptual feasibility, to the 

actual field test design and construction of necessary components, concluding 

a field test demonstration

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

The  Search  for  a  Cost  Effective  Deep Water The  Search  for  a  Cost  Effective  Deep Water  Intervention  System  has  been  going  on  for  Intervention  System  has  been  going  on  for   YearsYears

• Riserless intervention systems have  evolved around a subsea lubricator 

for electric and wireline intervention• Seafloor intervention systems for coiled tubing 

have been investigated, but found too complex  and expensive

• Coiled tubing intervention from dry trees (for  deep water) has been increasing

• Other deep water intervention, requiring  circulation, is done using MODUs

Aker Oilfield 

Services 

Light Well 

Intervention 

Vessel

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

The  Search  for  a  Cost  Effective  Deep  Water The  Search  for  a  Cost  Effective  Deep  Water  Intervention  System  has  been  Going  on  for  YearIntervention  System  has  been  Going  on  for  Year

Riserless intervention systems have evolved  around a subsea lubricator for electric and 

wireline intervention

Seafloor intervention systems for coiled tubing 

have been investigated, but found too complex  and expensive

Coiled tubing intervention from dry trees (for  deep water) has been increasing

Other deep water intervention, requiring  circulation, is done using MODUs

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

FOLLOWFOLLOW‐‐ON OBJECTIVESON OBJECTIVES

• Detail Design & Fabrication• Demonstrate CT with Self Supporting Riser  

Simple Tasks on an Available Well  

Vessel of Opportunity

• Commercialize Safe Low Cost Deep Water CT 

Suitable for Central Gulf of Mexico

Half the Cost of a MODU 

Work With Existing Service Contractors 

Dedicated Vessels if Justified 

Reusable Rental Risers 

• Risers on Standby for Callout 

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

RISER ELEMENTSRISER ELEMENTS

Buoyancy Keel joint

Premium joints with 

strakesStandard joints

Stress joint Tieback connector 

Wellhead or suction pile    

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

ALL  THE  TECHNOLOGY  EXISTS  ALL  THE  TECHNOLOGY  EXISTS   TODAYTODAY

• Small vessels to handle using drilling and coiled  tubing drilling and to run SSR

• Casing drilling, mud motors, cementing, etc.• Self  standing risers, shear rams, BOPs• Coiled tubing intervention and drilling• Mono bore completion with coil tubing• Damp trees, subsea shallow separators• SSR support platform for separator and storage 

of liquids

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Reasons  CT  Not  Being  Used Reasons  CT  Not  Being  Used  in Deep  Waterin Deep  Water

1.

Deck space 

Requirements for  CT footprint too large for MODU’s 

Thus too expensive (without costly modifications)

2.

Riser required for majority of applications

Safety 

Circulation 

Buckling

Etc.

3.

MODU’s are in high demand and very expensive

Is there a way to eliminate the need for an expensive 

MODU?

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Building on Anadarko SSR Program–

Computer Simulations –

Wave Tank Validation –

Prototype Installed in 3400 Depth In 2006 

Complete RPSEA Phase 1 in 2010 

STATUSSTATUS

SSR TECHNOLOGY SSR TECHNOLOGY ––

FIELD TRIAL  FIELD TRIAL  

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Gulf of MexicoTest Location

Test Location 26.0669098 lat, -96.0032272 longitudeyellow ~980 m deep purple ~ 1050 m deep

Houston

MEPS Technology – Field Trial  

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Adapt Riser for Retrieval & Reuse 

Easy Installation And Recovery 

Small Low Cost Vessels

Smaller Buoyancy For Small Moon Pools 

Low Cost Stress Joints and Riser Pipe 

Simplify Design Of Variable Buoyancy

Interface To Available CT Equipment   

Optimize For 1500 to 2000 Meter Depth 

Suitable For 3000 Meter Water Depth  

PHASE  PHASE  11 WORKWORK

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Typical SSR Installation Vessel•

180 To 200 Feet Long 

DP 2 •

15 Ft Moon Pool  

75 Ton Crane •

ROV

RISER INSTALLATION VESSELRISER INSTALLATION VESSEL

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Shear & Reservoir 

Isolation 

Tree 

SELF SUPPORTING 

RISER AS FOUND  BY 

INTERVENTION 

VESSEL 

Maximum 

water depth 

10,000 feet Selected BOP 

functions 

including shear & 

isolation 

RISER  READY  FOR  INTERVENTION  VESSELRISER  READY  FOR  INTERVENTION  VESSEL

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Stabilized platform 

Diverter/wiper

Injector

CT reel  

TYPICAL INTERVENTION 

VESSEL•180 TO 200 FEET LONG •DP 2 •10 FT MOON POOL  •10 TON CRANE FOR 

TUBING 

& TOOLS •ROV •CT CONTRACTOR’S 

STANDARD CT 

EQUIPMENT Selected BOP 

functions

DOWN HOLE  INTERVENTION  CONFIGURATIONDOWN HOLE  INTERVENTION  CONFIGURATION

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Key  CT  Modeling  Conclusions  By  NOV  Key  CT  Modeling  Conclusions  By  NOV   CTES CTES 

• CT Strings Can be Designed to Perform  Interventions in Most Subsea Wells

• Straight‐Wall String Designs can Reach > 33,000’

TD

With available 120kpsi material

• Tapered String Designs can Reach 40,000’+

Using reasonable buoyancy & pressures

• Optimum CT Size to Balance Pump Pressure and Fatigue 

Life is:  2‐3/8”

to 2‐7/8”

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Maximum Well DepthMaximum Well Depth• Max Allowable Stress = 80% of Yield Stress• Max Allowable Force = Force in CT @ Max Allowable Stress• Incl. Margin of Overpull (MOP) = 10% of Max Allowable Force• Same Fluid Inside & Outside the CT

Fluid Density Grade of CT = Yield Stress (Kpsi)PPG 70 80 90 100 110 120 1300 14,841 16,961 19,081 21,201 23,322 25,442 27,5622 15,309 17,496 19,683 21,871 24,058 26,245 28,4324 15,808 18,067 20,325 22,583 24,842 27,100 29,3586 16,341 18,675 21,010 23,344 25,678 28,013 30,3478 16,910 19,326 21,742 24,158 26,573 28,989 31,40510 17,521 20,024 22,527 25,030 27,533 30,036 32,53912 18,178 20,775 23,371 25,968 28,565 31,162 33,75914 18,885 21,583 24,281 26,979 29,677 32,375 35,07316 19,650 22,458 25,265 28,072 30,879 33,686 36,494

Maximum CT Depth (ft)

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

SYSTEM   WILL   INCORPORATE   THESE   SYSTEM   WILL   INCORPORATE   THESE    FEATURESFEATURES

SSR can be pre‐installed on existing tree 

SSR is left ready for intervention vessel 

SSR has control umbilical for tree 

Redundant CT shear & reservoir isolation functions

At seafloor & near surface 

Provisions for vessel emergencies 

Fast emergency disconnection, easy re‐ engagement 

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

No compromise in safety 

Personnel safety 

Asset protection 

Redundant reservoir isolation 

Risers on standby for callout 

Less than half the cost of MODU intervention 

SYSTEM   WILL   INCORPORATE   THESE   SYSTEM   WILL   INCORPORATE   THESE    FEATURESFEATURES

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

IF  THE SSR IS PROVEN VIABLE IF  THE SSR IS PROVEN VIABLE ‐‐

THE MARKET OPPORTUNTY THE MARKET OPPORTUNTY 

FOR NONFOR NON‐‐MODU TYPE VESSELS AND AUXILIARY MODU TYPE VESSELS AND AUXILIARY 

EQUIPMENT IS IMMENSE  EQUIPMENT IS IMMENSE  

The cost effectiveness of this approach will: 

We do not compete with  other service providers

Open up a market for CT units

Increase market/share for intervention of subsea wells

Provide an affordable way to install and service artificial lift

Provide a new market for SSR related auxiliary equipment ‐

production 

tees, safety systems, riser monitoring equipment

Could provide another way for early well testing  

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

AcknowledgementsAcknowledgements

This project is co‐funded by Research Partnership to Secure Energy 

for America (RPSEA), contract # 08121‐1502‐01.  Information on our 

project and others is posted on their website www.rpsea.org

RPSEA and DeepStar identified the high cost of well intervention

as 

one of their primary deep water challenges. They issued an RFP and 

Nautilus was awarded a contract in 4Q 2009.  

Nautilus would like to thank its project team: CTES NOV, General

Marine Contractors, Huisman USA, GE Vetco, IntecSea, BHI, 

Tidewater and others; and the RPSEA industry steering committee 

of Anadarko, Shell, Chevron and ConocoPhillips; and RPSEA project 

manager Art Schroder. 

New Technology for Deep Water Drilling, Production, Testing, Intervention

Questions?Questions?

Nautilus International LLCNautilus International LLC www.nautiluswww.nautilus‐‐int.comint.com