Zwelbuizen

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.

    • Bruno van Wayenburg