Subsea well abandonment techniques : a comparison between rig and rigless approaches

This paper focuses on the evaluation of lighter and cheaper technologies to abandon subsea wells. Subsea wells have traditionally been abandoned by means of a floating drilling rig deploying heavy tubular elements called marine riser joints. The main objective of this research is to determine whether abandoning a well with a smaller vessel, without the use of a marine riser, could save time without compromising the quality of the abandonment and the safety of both environment and the working group. In order to reach this goal, I analyzed and compared operations executed during the abandonment of two subsea wells in the Gulf of Mexico, and their time consumption. The chosen cases of abandonment offered an example of the two different approaches to plug and abandon subsea wells: a traditional approach relying on a mobile offshore drilling unit and a lighter approach achieved with a lighter intervention vessel. To compare the two real cases, I accessed daily reports of the abandonment projects, which I used to reconstruct the sequence of operations conducted for each abandonment and create a dataset of time consumption of every step taken in order to seal the well, including the amount of time spent troubleshooting and fixing problems. This analysis led to the conclusions that the technology deployed by the lighter intervention vessel is still immature, which caused in our example a long wait to troubleshoot and fix problems; this can remove the time advantage when compared to traditional operations. Another conclusion is that the lighter technology at the moment is not able to recover the whole production tubing string and equipment, which may not fulfill requirements from governments and regulatory bodies. In case the intervention with a vessel becomes more reliable and the governments accept just a partial removal of the completion system, the vessel option could become the optimal choice if their availability around the world is sufficient to avoid high mobilization time and cost. In case of a low availability of vessels it could be cheaper to use a closer drilling rig rather than moving a vessel from its location. This work could be used in the future as a starting point to a detailed economic analysis and comparison between the two technologies to evaluate the economic advantage of abandoning subsea wells with a lighter approach.

Il lavoro di tesi è focalizzato sulla valutazione della convenienza di tecnologie meno costose per l’abbandono di pozzi petroliferi sottomarini. Tradizionalmente i pozzi sottomarini sono stati abbandonati attraverso l’utilizzo di un rig da perforazione galleggiante da cui venivano calati verso il pozzo degli elementi tubolari di acciaio chiamati marine riser joints. L’obiettivo principale di questa tesi è determinare se l’abbandono di pozzi sottomarini con intervention vessels al posto dei rig da perforazione galleggianti, e senza l’utilizzo di marine riser, può risparmiare tempo di lavoro senza compromettere la qualità dell’abbandono e la sicurezza dell’ambiente. Per valutare la convenienza della nuova tecnologia di abbandono ho comparato le operazioni eseguite durante l’abbandono di due pozzi sottomarini localizzati nel golfo del Messico e la loro durata. I casi reali scelti per l’analisi di questa tesi offrono un esempio dei due approcci disponibili per abbandonare i pozzi sottomarini: un approccio tradizionale basato sull’utilizzo di un drilling rig galleggiante e un approccio “leggero” ottenuto con un intervention vessel. Per comparare i due casi ho recuperato i report giornalieri redatti durante gli abbandoni; con questi ho ricostruito la sequenza di operazioni eseguite e ho creato un dataset comprendente il consumo temporale di ogni operazione eseguita. Questo mi ha permesso di studiare e comparare il consumo di tempo dei due approcci. La conclusione principale a cui ha portato l’analisi è che la tecnologia utilizzata dal vessel è ancora immatura; ciò ha causato, nel caso analizzato, un eccessivo consumo di tempo per risolvere problemi e quindi un aumento dei costi sostenuti. Un’altra conclusione è che l’approccio leggero non consente ad oggi il recupero di gran parte del sistema di completamento; questo può non essere accettato dagli enti preposti che approvano i programmi di abbandono dei pozzi sottomarini. Se in futuro la tecnologia utilizzata dal vessel dovesse diventare più affidabile ed accettata dagli enti regolatori, l’abbandono di pozzi sottomarini con l’utilizzo di intervention vessels potrebbe essere economicamente conveniente se la disponibilità dei vessel nel mondo sarà adeguata. In caso di disponibilità limitata i costi di mobilizzazione del vessel verso il pozzo da abbandonare potrebbero annullare i benefici economici. Questo lavoro di tesi potrebbe essere utilizzato in futuro come base per uno studio accurato dei costi di abbandono con vessel e valutarne il potenziale di risparmio.