NRC Handelsblad van 04-01-2003, Pagina 34, Wetenschap & Onderwijs

Zwelbuizen

Bruno van Wayenburg

REKTECHNIEK VERANDERT TELECOPISCHE BUIZENREEKS IN RIETJE
In de olie- en gasindustrie worden diepe boorputten bekleed met een reeks
steeds dunnere buizen. Oprekken vergroot de capaciteit aanzienlijk.
Het lijkt een wat banaal probleem voor een miljardenindustrie. Door een
buis in een olie- of gasput kun je geen buis van dezelfde diameter laten
zakken, dus worden er steeds dunnere buizen gebruikt om de put na weer
een stuk boren te bekleden. Gevolg: een telescopische reeks buizen die
boven dik begint en beneden dun eindigt. Dat begrenst de maximale diepte
van een put, en soms de capaciteit, door de smalle diameter van de buis
die in het veld steekt.
Voor dit probleem bestaat nu een simpele oplossing: laat bij iedere stap
een dunnere buis naar het diepere deel van de put zakken, en rek hem ter
plekke een maatje op in de breedte. Zo krijg je in plaats van een
telescoop een pijp met constante dikte, die in principe eindeloos door
kan lopen, als een fors uitgevallen rietje. De zwellende buis, in
olieboorjargon Solid Expandable Tubular (SET) geheten, is inmiddels
begonnen aan een opmars. Sinds de eerste realistische proeven bij Shell
Research in Rijswijk in 1997 is de techniek al meer dan honderd keer
toegepast in gas- en olievelden over de hele wereld.
Afgelopen september verzorgde de Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM)
de eerste commerciële Nederlandse installatie. In de al bestaande, nog
werkende gasput Eemskanaal-2 verwijderden ingenieurs de veertien
centimeter dikke productiebuis waardoor het gas naar boven stroomt, samen
met een deel van de stalen wandbekleding. Vervolgens lieten ze, in
segmenten, een vijftien centimeter dikke buis van chroomstaal afzakken in
de put. Dat was de buis die opgerekt ging worden.
``Onder het onderste segment zit een roestvrijstalen conus geklemd, een
kegel die de boel gaat expanderen', legt teamleider Gertjan Siemers van
NAM uit. ``Als je dat dan allemaal naar beneden hebt laten afdalen, druk
je de conus hydraulisch omhoog door de buis.'
Dat omhoogdrukken gebeurde bij een forse hydraulische druk van 275 bar,
waardoor de buis oprekt als een python die een cavia naar binnen werkt.
De diameter zwol van 15 centimeter naar ruim 16,5, zodat de buis klemvast
kwam te zitten tegen de oude stalen putbekleding.
Door de grotere diameter van de nieuwe buis ondervindt het naar boven
stromende gas minder wrijvingsweerstand, waardoor de capaciteit van de
put met zestig procent is toegenomen. Dat was ook het doel van de hele
operatie, die zo'n vijf miljoen euro kostte.
autospatborden
``Het is eigenlijk het koud persen van metaal, net als ze vroeger met
autospatborden deden', zegt Siemers. Het verschil is alleen dat de buizen
wanden van negen millimeter dikte hebben, wat de oprekking metallurgisch
wat onorthodoxer maakt. Het vergde nogal wat onderzoek en voorbereiding
voor het handvol gespecialiseerde bedrijven dat aan de operatie meedeed,
ook al omdat er in eerdere SET-installaties nooit zo'n lang stuk buis, in
totaal 1858 meter, is opgerekt.
Het is bovendien voor het eerst dat de luchtdichte schroefdraden tussen
de segmenten gebruikt zijn, die zijn meegerekt met de buis. Tientallen
subtiel uiteenlopende schroefdraden zijn per computer gesimuleerd om het
ontwerp te vinden dat zich onder oprekken ook goed hield, zegt Siemers.
Ook is het opgerekte buismateriaal, corrosiebestendig chroomhoudend
staal, nooit eerder gebruikt in een SET-installatie.
De operatie, inclusief primeurs, pakte goed uit, verzekert Siemers. Maar
het gaat hier nog niet om het oneindig rekbare drinkriet voor nieuwe
putten uit de olievakbladen. De Groningse put bestond immers al. Ook het
merendeel van de eerdere SET-installaties is in bestaande putten
uitgevoerd, om de capaciteit te vergroten of om ter plekke lekken of
productiegaten af te dichten. Pas afgelopen najaar vond de eerste
commerciële SET-installatie in een nieuwe put plaats. Shell installeerde
in een olieput in Zuid-Texas een buis van 24,5 centimeter, die werd
opgerekt tot 26 centimeter, tegen de stenen wand van de net geboorde put
aan. ``Dat is iets lastiger, expanderen tegen formatie', zegt Siemers,
``maar het is wel waar we uiteindelijk naar toe willen, putten met
monodiameter-buizen.'
De boortijd, en het aantal verschillende boorkoppen, gaan dan fors
omlaag. Ook is er minder staal nodig voor de wandbekleding en hoeft er
minder boorgruis verwerkt te worden, omdat de put niet langer heel dik
hoeft te beginnen.
Maar het belangrijkste voordeel is de ongelimiteerde lengte, waardoor
diepe of moeilijk bereikbare gasvelden toch exploiteerbaar worden. Dat is
vooral handig in olie- en gasvelden in zee, waar de boorkosten per put
groter zijn. Eén put vanuit één boortoren zou schuin en horizontaal
lopend een hele reeks velden aan kunnen boren, die op kilometers afstand
van elkaar liggen.
Nu is de diepste put ter aarde, geboord door Russische onderzoekers, meer
dan twaalf kilometer diep. Wie weet kan het met SET nog dieper, opperen
enthousiasten. Maar olie of gas zullen ze daar niet vinden. Door de
stijgende aardwarmte, overigens ook een probleem voor puttenboorders,
komt geen van beide delfstoffen voor onder het `olievenster', dat
maximaal negen kilometer diep reikt. Als het al lukt het Russische record
op te rekken met zwellende buizen, zullen aardwetenschappers daar nog het
meest aan hebben.
Roestvrijstalen conus (rechts) waarmee de buis wordt opgerekt door hem
hydraulisch omhoog te drukken.

Copyright: Wayenburg, Bruno van