Lettere overgang til utvinning av tungolje

Morgendagens offshore-olje er seig – og blir tung å føre i land. Ny viten gir håp for oljefelt som i dag ville fått rødt lys fra økonomene.

Publisert
Her, i Sintefs flerfaselaboratorium, har de vært med på å innhente måledata som viser hvordan morgendagens seige oljer vil te seg ved ilandføring i rør sammen med naturagass. Fra venstre teknikerne Karl Gustav Gustavsen, Arne Erik Rekkebo og prosjektleder Christian Brekken. (Foto: Gry Karin Stimo/Sintef)
Her, i Sintefs flerfaselaboratorium, har de vært med på å innhente måledata som viser hvordan morgendagens seige oljer vil te seg ved ilandføring i rør sammen med naturagass. Fra venstre teknikerne Karl Gustav Gustavsen, Arne Erik Rekkebo og prosjektleder Christian Brekken. (Foto: Gry Karin Stimo/Sintef)

Flerfaseteknologi

Frakt av olje, gass og vann fra petroleumsbrønner i en og samme rørledning på havbunnen – enten til land, eller til plattformer med ledig kapasitet.

Institutt for energiteknikk (IFE) og SINTEF har sammen fått æren for at slik transport ble praktisk mulig over lange avstander.

SINTEFs flerfaseforskning utføres i verdens største strømningslaboratorium – bygd i 1982 på Tiller sør for Trondheim.

Det blir tyngre – bokstavelig talt – å føre offshore-olje til land i framtida enn det har vært til nå.

Mange felt som ennå ikke er bygd ut rundt om i verden, rommer nemlig tunge oljer: nattsvart væske som er seigtflytende i forhold til de oljeressursene vi utnytter i dag.

Mye av den uutnyttede oljen ligger under store havdyp. Der blir plattformer dyre. Mye av den finnes i nord, omgitt av is som det er ønskelig å skåne arbeidere og installasjoner for.

I slike omgivelser vil valget ofte falle falle på undervannsteknologi. Pluss flerfasetransport; frakt av olje, gass og vann direkte fra brønnen, i ett og samme rør langs havbunnen. Enten til land eller til ledige plattformer.

Milevis av slike undersjøiske transportsystemer frakter allerede lette oljer. Men hva vil det koste å anlegge rørsystemer som er robuste nok til at de alltid får tung olje trygt til mål? Opp bratte skråninger fra store dyp?

Fra verdens største strømningslaboratorium henter Sintef-forskere nå måleresultater som gjør det mulig å finne svaret.

Mindre økonomisk risiko

Datamaterialet gir viktig ny kunnskap om hvordan tunge oljer vil te seg i flerfase-ledninger. Det kan vise seg å få stor betydning for skjebnen til flere oljefunn. 

– Måleresultatene reduserer den økonomiske usikkerheten når ilandføringsløsninger for tungolje skal kostnadsberegnes, bekrefter Jo Jernsletten, senior prosessingeniør i Norske Shell.

Ifølge Jernsletten ville en vedvarende uvisshet på dette området, fått to konsekvenser. Mange tungolje-prosjekter ville blitt “over-robuste” på skrivebordstadiet. Og flere av dem ville derfor blitt erklært ulønnsomme.

– Beregninger med utspring i de nye måleresultatene vil endre dette. I flere tilfeller vil de trolig åpne for feltutbygginger som ellers ville blitt skrinlagt, sier Jernsletten.

Forutser pumpebehov

Med denne påmonterte måleenheten har forskerne åpnet et nytt vindu inn mot fenomenet flerfasestrømning i rørledninger for olje og gasstransport. (Foto: Christian Brekken/Sintef)
Med denne påmonterte måleenheten har forskerne åpnet et nytt vindu inn mot fenomenet flerfasestrømning i rørledninger for olje og gasstransport. (Foto: Christian Brekken/Sintef)

Norske Shell er ett av fire oljeselskap som har finansiert arbeidet med den nye måleteknikken ved flerfaselaboratoriet til Sintef.

Jernsletten forklarer at måleresultatene blir brukt til å oppdatere dagens regnemodeller for flerfasetransport. Og at dette vil gi én hovedgevinst: Sikrere prognoser for hvor mye trykket vil falle i et rør med seigtflytende olje, etter hvert som avstanden fra oljebrønnen øker.

Prognoser for trykkfallet viser i sin tur hvor mye olje det vil gå an å frakte gjennom en planlagt rørledning, før utbyggeren eventuelt må inn med kostbare pumper på havbunnen. 

Hedret oppfinnelse

Forskerne ved flerfaselaboratoriet har hatt flere grunner til å smile de siste månedene.

Sammen med Institutt for energiteknikk (IFE) på Kjeller har laboratoriet fått mye av æren for at flerfasetransport på havbunnen ble mulig. Teknologien som kom ut av dette pionerarbeidet, ble av Aftenposten nylig kåret til Norges viktigste oppfinnelse siden 1980.

Så kom de nye måleresultatene – med påfølgende godord fra oljeindustrien. Senior prosjektleder Christian Brekken ved Sintef legger ikke skjul på at dette har varmet.

– Dere bidrar til utnyttelse av oljeressurser som verden ellers måtte ha sett langt etter. Men mange som ønsker å redde klimaet, ville kanskje blitt glade hvis oljefunn må ligge urørt i bakken?

– Selv i de grønneste framtidsscenariene bruker folk en god del olje og gass også i 2050. Energibehovet til jordas voksende befolkning kan ikke dekkes uten.

– Desto viktigere blir det å få petroleumsressurser sikkert og effektivt inn fra de vanskelige reservoarene som står for tur. Flerfaseforskning kan trolig bidra til å hindre at folk og bedrifter får oppleve energikriser, sier Brekken.

Detaljerte strømningsbilder

Mange strømningsmålinger som gjøres i fullskala flerfaselaboratorium, utføres ved bruk av gammastråler.

– De tradisjonelle målingene ga middelverdier for hvor mye gass og hvor mye væske som strømmer gjennom den 1000 meter lange rørsløyfa. Dette var godt nok så lenge det handlet om lette oljer og grove matematiske modeller, forklarer Brekken.

Forsker Ivar Eskerud Smith (til venstre) og prosjektleder Christian Brekken diskuterer resultater fra måleprosjektet. (Foto: Gry Karin Stimo/Sintef)
Forsker Ivar Eskerud Smith (til venstre) og prosjektleder Christian Brekken diskuterer resultater fra måleprosjektet. (Foto: Gry Karin Stimo/Sintef)

Målingene i de nye forsøkene gjøres ved hjelp av utstyr som på fagspråket kalles traverserende tetthetsmålere. En gammastråle sendes horisontalt inn i røret, og endringen i strålingen måles på baksida.

Så flyttes strålekilde og detektor med millimeter-nøyaktighet i vertikal retning (traversering). Slik gir målingene et detaljert bilde av strømningen for utvalgte tverrsnitt av røret.

– Er dere i mål allerede, eller trengs det nye målinger framover?

– Vi kommer til å gjøre mange nye målinger. Ikke minst planlegger vi et samarbeid med IFE på Kjeller, som bruker en beslektet målemetode. Hver for seg har de to metodene både sine styrker og svakheter, sier Brekken.

– Sammen ønsker vi å bruke flere målemetoder under ulike betingelser. I fellesskap skal vi gi oljeindustrien muligheten til å bekrefte gyldigheten av neste generasjons modeller for flerfasetransport.