Automatisk ventil kan forhindre utblåsning

Innføring av automatiserte ventiler kan gi økt sikkerhet under håndtering av utblåsninger på olje- og gassinstallasjoner.

Publisert
Oljeriggen Deepwater Horizon i flammer 21. april 2010. (Foto: US Coast Guard)
Oljeriggen Deepwater Horizon i flammer 21. april 2010. (Foto: US Coast Guard)

Flere alvorlige hendelser innen petroleumsindustrien de siste årene, som utblåsningen på Deepwater Horizon i Mexicogulfen i 2010, har intensivert jakten på tiltak som kan forhindre slike hendelser.

Universitetet i Stavanger og International Research Institute of Stavanger (IRIS) er blant dem som leter.

Ny forskning derfra tyder på at bedre ventilstyring kan være fremtidens løsning.

Vanskelig oppgave

En utblåsning er et resultat av et uoppdaget eller dårlig håndtert brønnspark. Et brønnspark er en uønsket innstrømning av væske eller gass i brønnen under boreoperasjonen.

For å sirkulere ut et brønnspark på en sikker måte, benyttes en ventil på returstrømmen. Ved å justere ventilåpningen kan boremannskapet påvirke trykket i brønnen.

Liv Almås Carlsen forsker på petroleumsteknologi ved IRIS og Universitetet i Stavanger. Foto: (Foto: Elisabeth Tønnessen)
Liv Almås Carlsen forsker på petroleumsteknologi ved IRIS og Universitetet i Stavanger. Foto: (Foto: Elisabeth Tønnessen)

I dag opereres denne ventilen ved at en operatør justerer ventilen manuelt samtidig som han ser på viseren på et trykkmanometer. Dette er en vanskelig oppgave for operatøren, ettersom trykkresponsen i brønnen etter en justering av ventilåpningen kan være veldig forsinket.

Menneskelige feil

Spesielt i stressede situasjoner, som kan oppstå under håndtering av et brønnspark, vil det være økt fare for menneskelige feil.

I sitt doktorgradsarbeid har forsker Liv Almås Carlsen sett på ulike metoder for å automatisere denne prosessen ved bruk av moderne reguleringsteknikk.

– Et datastyrt system kan bruke ulike modeller av prosessen, slik at styringen blir mer nøyaktig, sier Carlsen.

– Men kan ikke automatisering også føre til at man mister oversikt og kontroll over en farlig situasjon?

– Vi må selvsagt vite at systemet fungerer før det tas i bruk. På IRIS har vi nå et prosjekt gående hvor vi gjør praktiske tester, sier Carlsen.

Fremtidens løsning

Granskninger i forbindelse med Deepwater Horizon viste at et brønnspark fikk pågå i omtrent 45 minutter uten at noen oppdaget det, verken på riggen eller på land. Dette til tross for at dataene indikerte at et brønnspark var på gang.

IRIS forsker også på hvordan man kan oppdage brønnspark automatisk. Fremtidens løsning ligger kanskje i en kombinasjon av dette og Carlsens ventilstyring.

Et automatisert system med disse egenskapene kunne ha oppdaget og håndtert situasjonen på Deepwater Horizon på en bedre måte.

Om ulykken dermed kunne ha vært forhindret, er vanskelig å si i ettertid. Men forskerne er i hvert fall overbevist om at fremtidens boreprosesser kan bli tryggere på denne måten.

Referanse:

Carlsen, Nygaard & Nikolaou: Evaluation of control methods for drilling operations with unexpected gas influx, Journal of process control, Volume 23, Issue 3, March 2013, Pages 306–316.

Forskningen som er utført av Almås Carlsen er finansiert gjennom forskningsprosjektet eForce Laboratory for Automated Drilling processes (eLAD) hos IRIS, og er støttet av Norges Forskningsråds PETROMAKS program, i tillegg til oljeselskapene Statoil og ConocoPhillips.

Samarbeidspartnere i forskningsprosjektet er Institutt for energiteknikk (IFE) og Christian Michelsen Research (CMR).