Driller-thriller

Å bore en oljebrønn er ikke hva det var. Det krever sine verktøy, en pilots fingerferdighet – og bøttevis med erfaring.

Publisert
I denne simulatoren kan man prøvebore en brønn og få de samme reaksjonene som man vil få i virkeligheten. Det gjør det mulig å forutse potensielle uhell og milliontap. (Foto: Thor Nielsen, Sintef)
I denne simulatoren kan man prøvebore en brønn og få de samme reaksjonene som man vil få i virkeligheten. Det gjør det mulig å forutse potensielle uhell og milliontap. (Foto: Thor Nielsen, Sintef)

Treningsfelt for oljeboring

Simulatoren for trening av boreteam på Forus utenfor Stavanger, er resultatet av et tre-årig utviklingsarbeid.

Deltakere: SINTEF Petroleumsforskning AS, Statoil, eDrilling Solutions og Oiltec Solutions.

Sistnevnte drifter simulatoren. Arbeidet er finansiert av Statoil. De andre deltakerne har bidratt med interne prosjektmidler.

På Forus utenfor Stavanger sitter sju menn og to kvinner i noe som likner en sparsomt belyst kinosal. De befinner seg i lokalene til simulatorselskapet Oiltec Solutions.

Utrykk som kick, mud og toolpusher svirrer i lufta, og på et enormt lerret løfter en gul industri-robot opp en del av en borestreng.

I front sitter to av mennene i futuristiske stresslesser og justerer på hvert sitt sett med joysticks, mens de nøye overvåker tall og grafer på et sett dataskjermer. På fagspråket kalles de driller og assistant driller.

Det er de som styrer det enorme verktøyet på filmduken. Effektivt søker det seg tusenvis av meter ned under havbunnen – og inn i oljereservoaret.

– Husk, de forrige kursdeltakerne hadde tommelen opp hele veien, men så gikk alt på ræva, sier instruktør og tidligere driller Just Sverre Wessel advarende, og gliser bredt.

No more easy oil

Simulatoren på Forus betegnes som en av verdens mest avanserte treningsfelt for offshore drilling.  Akkurat nå øves det på å bore de siste meterne av en av brønnene på Kvitebjørn, og konsentrasjonen ligger som et lokk over forsamlingen.

– Det som simuleres nå er en såkalt MPD-operasjon, hvisker forskningssjef Thor Ole Gulsrud.

Han leder avdeling for Boring og brønnkonstruksjon i Sintef Petroleumsforskning, som har utviklet den matematiske modellen som er hjertet i simulatoren.

MPD er en forkortelse for Managed Pressure Drilling. Boremetoden krever et eget team som styrer trykket i brønnen gjennom å regulere væskestrømmen hvert eneste sekund av boreoperasjonen. Målet er å holde trykket på bunnen av brønnen stabilt.

– No more easy oil, vet du, sier forskningssjefen og smiler.

– De lette formasjonene er snart brukt opp, og det gjør at denne simulatoren er blitt svært godt mottatt av oljeselskapene.

Krevende dyp

MPD-metoden er avansert, og stadig oftere i bruk. Årsaken er at oljen som utvinnes i dag, ligger på store havdyp med vanskelige trykkforhold.

– Vi sier at det såkalte trykkvinduet er smalt. Under boring er det viktig at trykket holder seg innenfor et spesifikt nivå. Dersom trykket er for høyt, risikerer man oppsprekking av formasjonen og tap av borevæske.

– Er trykket for lavt, kan man få innstrømning av formasjonsvæske i brønnen. Begge disse forholdene kan gjøre at man mister kontrollen over brønnen, forklarer Gulsrud.

Derfor sitter to MPD-eksperter side om side med drillerne og justerer trykkforholdene nede i dypet ved hjelp av en choke – alt må skje som hånd i hanske.

Skal operasjonen bli vellykket, holder det ikke med grafer og tall som beskriver situasjonen. Dialogen mellom teamene – som denne dagen kommer fra henholdsvis Statoil, KCA Deutag og Halliburton, må også flyte perfekt. Her er det ikke rom for sleivbemerkninger eller feiltolkninger i budskapet.

– Om en drøy uke skal denne gjengen ut på plattform og utføre akkurat det samme i virkeligheten. Her i simulatoren sitter de i samme rom. Men når de kommer på Kvitebjørn, vil trykkekspertene sitte i et annet rom enn drillerne.

– Nå får de uvurderlig erfaring i den kompliserte operasjonen. De blir kjent som team og kan kartlegge sine styrker og svakheter på dialogsiden, forklarer Gulsrud.

– Det er en erfaring det ikke hadde vært mulig å få på noen annen måte.

Millioner av regnestykker

Scenariet som utspiller seg i auditoriet er forbløffende realistisk.

Men hvordan er det mulig å simulere noe så avansert som oljeboring, der alt fra strømningene i rørene, til reservoarets egenskaper og utstyrets styrke spiller inn – og der nesten alt kan skje?

Svaret er ligninger i hopetall. Og et knippe forskere med utpreget interesse for fluiddynamikk og matematisk modellering.

Petroleumsforskerne i avdeling for Boring og brønnkonstruksjon ved Sintef har jobbet i mange år med å utvikle et bibliotek av matematiske modeller. Disse beskriver hva som skjer under ulike operasjoner i en brønn, og brukes som beslutningsstøtte for operatørene på sokkelen.

– Utfordringen med å lage hjernen i en slik simulator, har vært å sy modellene sammen, og ikke minst trekke fra, og legge til de matematiske likningene som var nødvendig for å skape et totalt scenario, forteller fysiker og seniorforsker Knut Steinar Bjørkevoll.

For i en oljebrønn kan mye skje: Brønnen kan rase sammen på grunn av for lavt trykk, det kan oppstå lekkasjer, eller borestrengen kan kjøre seg fast. For å nevne noe.

Etter mer enn to år med utvikling er simulatoren nå godkjent av oppdragsgiver Statoil. Flow-modellen, som er hjertet i simulatoren, inneholder rundt 100 000 linjer med kode.

Og softwaren er integrert med den grafiske framstillinga av hva som faktisk skjer under boring både på plattformen og nede i brønnen.

I forkant av et kurs kan simulatoren mates med alle tilgjengelige data fra brønnen som skal bores. Borelaget kan deretter bore brønnen i simulatoren før det drar offshore.

Men simulatoren kan også brukes til å evaluere en operasjon i etterkant. Hva var det som gikk galt og hvordan kan vi gjøre det bedre neste gang?

– Deepwater Horizon-ulykken i Mecixo gulfen er et eksempel på hvor galt ting kan gå og hvor viktig det er å trene på og etterleve gode prosedyrer, sier Thor Ole Gulsrud.

Fra full kontroll til null kontroll

I auditoriet på Forus har temperaturen steget et par hakk. Situasjonen på Kvitebjørn har snudd fra full kontroll til null kontroll. Advarselen fra instruktør Just Sverre Wessel om glippen til de forrige kursdeltakerne, er plutselig høyaktuell:

Klarer ikke teamet å avverge at trykket stiger nede i den seks tusen meter dype brønnen, vil et kick oppstå. Det betyr at formasjonen vil sprekke, og alt håp for videre drift vil være ute.

– Vi må ut. Det er bare å komme seg ut, og det må skje h… fort, sier en av mennene bak spakene.

– Riiiiktig, roper instruktør Wessel, tydelig fornøyd.

– Bra! Dere er nummer to av alle teamene jeg har hatt som har kommet til den slutningen. Her gjelder det å redde stumpene! Og bare så dere vet det: Jeg har satt opp denne brønnen på en måte som gjør at dere hadde vært fortapt uansett hva dere har gjort, tilføyer han med et flir.

Til alt hell er det kun en simulering. Og den har gitt teamet erfaring som ellers kunne ha kostet mange millioner.