Oljeselskapene lager alltid modeller av petroleumsreservoarene før de planlegger utvinningen. Forskere tar nå utgangspunkt i reelle produksjonsdata istedenfor statistiske antakelser, for å få forbedre metodene.
Det er en forskergruppe ved RF - Rogalandsforskning som har snudd deler av denne prosessen på hodet. Resultatet kan bli raskere, mer presise og mindre arbeidskrevende metoder.
"- Det unike ved vårt prosjekt går på at vi prøver å snu om på rekkefølgen som ulik informasjon blir brukt i. Samtidig oppnår vi å bruke mest mulig objektiv informasjon tidlig i prosessen, forteller forsker Alv-Arne Grimstad."
Modellering av petroleumsreservoarene er én av mange viktige teknikker som brukes for å utvinne mest mulig olje og gass fra undergrunnen.
Oljeselskapenes ingeniører bygger opp IT-baserte modeller av reservoarene på grunnlag av informasjon fra seismiske undersøkelser og boreprøver, og bruker deretter modellene til å planlegge hvordan de skal bore for å få ut mest mulig olje og gass med lavest mulige kostnader.
Kopi av reservoaret
En modell kan beskrives som en “kopi” av oljereservoaret, hvor et stort antall enkeltpunkter er beskrevet med opplysninger om en rekke forhold: Hvilken bergart som finnes der, bergartens porøsitet, gjennomtrengeligheten for olje og gass, eventuelle sprekker og forkastninger osv.
Når modellen er ferdig kan en kraftig datamaskin kjøre modellen for å regne ut hvordan det lønner seg å bore produksjonshull og/eller injisere vann for å få ut mest mulig olje. En god modell som kan bidra til å øke oljeutbyttet med en prosent eller to, er derfor av stor økonomisk interesse.
- Det unike ved vårt prosjekt går på at vi prøver å snu om på rekkefølgen som ulik informasjon blir brukt i. Der andre metoder starter med en statistisk modell for reservoaregenskapene, basert på resultater fra boreprøver, starter vi med data fra utvinningen av olje, sier forsker Alv-Arne Grimstad ved RFs forskergruppe for boring-, brønn og reservoarmodellering.
Mindre arbeidskrevende
- Slike data gir informasjon om grove trekk i reservoaregenskapene. Dermed kan vi redusere mengden av justerbare parametere, slik at tilpasningen av modellen blir mindre arbeidskrevende. Samtidig oppnår vi å bruke mest mulig objektiv informasjon tidlig i prosessen.
Ett av målene med prosjektet har vært å utvikle et dataprodukt som oljeselskapenes forskningsavdelinger kan bruke til å planlegge utvinningen av olje fra reservoarer.
Prosjektet blir nå videreført i nye prosjekter ved RF, med finansiering fra både industrien og Norges forskningsråd. Prosjektet har vært støttet av forskningsprogrammet Grunnleggende petroleumsforskning (PetroForsk) i Norges forskningsråd.
"Figuren viser et eksempel på en reservoarmodell med forholdsvis komplisert geometri. Vertikale linjer markerer injeksjons- og produksjonsbrønner. Fargekodene markerer dypet, med blåfarge i den dypeste delen av reservoaret."
Tilpasser kartet etter terrenget
- Det er vanlig å ta utgangspunkt i disse reservoarmodellene, og deretter oppdatere dem med det som kommer inn av produksjonsdata under utvinningen. Men dette innebærer at oljeselskapene begynner med en svært detaljert modell som det er svært arbeidskrevende å oppdatere. Dessuten er det ikke sikkert at all informasjonen i modellen strengt tatt er nødvendige for å planlegge produksjonen best mulig.
- Derfor forsøker vi isteden å starte med en modell hvor det er lagt inn ganske få parametere, og så bruker vi data fra produksjonen til å gradvis øke detaljnivået i kartleggingen av reservoaregenskapene. På den måten bruker vi minst mulig geostatistiske data, som i virkeligheten er data du tror stemmer med reservoaret. Vi satser, som sagt, isteden på faktiske og observerte data, forklarer Grimstad.
"Illustrasjonen viser et todimensjonalt eksempel på at observerte produksjonsdata kan gi god informasjon om gjennomtrengeligheten i et petroleumsreservoar. Figuren øverst til venstre viser reservoaret som skal kartlegges, med en produksjonsbrønn i midten og fire vanninjeksjonsbrønner i hvert sitt hjørne. Gjennomtrengeligheten er størst øverst til høyre i modellen (rød farge), og dette kommer tydelig frem allerede etter at fire justerbare parametre er lagt inn i beregningene."
Den nye metoden kan beskrives som å tilpasse kartet etter terrenget, og det er som regel en god idé.
- Metoden kan sammenliknes med å måle vindstyrke og vindretning i et terreng, og så bruker vi disse måleresultatene til å lage et kart som viser høydeforskjellene i terrenget. Det er en analogi fordi vinden nødvendigvis vil følge terrenget, omtrent på samme måte som oljen strømmer gjennom reservoaret der den lettest kommer fram, sier Grimstad.
Annonse
Enkle svar krever enkle spørsmål
Grimstad ser ikke for seg at den nye metoden vil erstatte eksisterende metoder fullt og helt, men at det isteden vil bli utviklet nye teknikker som bygger på begge tankegangene.
- Vi ønsker å redusere arbeidsmengden ved reservoarmodellering så mye som mulig, og vi må stille enkle spørsmål hvis vi ønsker enkle svar. Derfor forsøker vi å redusere antallet parametere som brukes så mye som mulig, samtidig som den ferdige modellen kan bli like god, påpeker han.
Oljeutvinningen skjer som regel ved at det pumpes olje ut av en produksjonsbrønn, samtidig som det injiseres vann under høyt trykk i andre brønner for å drive ut oljen som ligger i reservoaret.
Denne teknikken innebærer at det oppstår trykkforskjeller i reservoaret, og RF-forskernes metode fokuserer på observasjoner av sammenhengene mellom brønntrykkforskjeller og den produserte mengden av olje og gass.
- Hvis reservoaret har høy gjennomtrengelighet, dvs. at oljen strømmer forholdsvis lett gjennom bergarten, er det ikke nødvendig å bygge opp store trykkforskjeller, sier Grimstad.
- Hvis reservoaret derimot har lav gjennomtrengelighet, må det bygges opp et høyere trykk for å drive oljen mot produksjonsbrønnen. Derfor kan vi bruke observasjoner av sammenhengene mellom trykkforskjeller og produksjonsrate til å kartlegge reservoarets egenskaper.
