Seksjonen forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Forskningsrådet, Sintef, NTNU og UiO.
J. Kristan Sveen leder flerfaselabben ved IFE. (Foto: Tormod Haugstad)

PETROLEUM

Her utvikles en mer effektiv oljeindustri

Krisen i oljeindustrien har økt interessen for ny teknologi innen flerfasetransport, reservoaranalyse og redusert korrosjon. Det nyter norske forskere godt av.

KJELLER: Oljeprisens dramatiske fall og kostnadskutt rammer så langt ikke forskningen på olje og gass hos sektor for petroleumsteknologi ved Institutt for energiteknikk (Ife).

– Vi får betalt for at vi har vært langsiktige når det gjelder forskning, og fordi vi har vært verdensledende der vi satser. Nå får vi mange nye oppdrag, sier forskningsdirektør Tore Gimse til Teknisk Ukeblad.

Et eksempel er flerfasetransport og utviklingen av Olga-teknologien som i Aftenposten i 2012 ble kåret til den viktigste oppfinnelsen etter 1980. Den ble grunnlaget for suksessen på Troll-feltet og har spart industrien for flere hundre milliarder.

I dag er det Schlumberger som har de kommersielle rettighetene til Olga, men Sintef og Ife har æren for å ha utviklet konseptet som ble funnet opp på Ife. Og Olga er ikke død.

Nye oppgraderinger

– Det gjøres stadig nye kvantesprang med flerfaseteknologien ved at det utvikles mer detaljerte simuleringer, sier Kristian Sveen, avdelingssjef for prosessteknologi og strømning ved Ife. 

Han forklarer at dette er modeller som må verifiseres og sammenliknes med mer avanserte målinger fra felt og laboratorier.

– For å møte dette behovet har vi nå oppgradert forskningslaboratoriet på Ife for 25 millioner kroner, finansiert av Statoil og Forskningsrådet, forteller Sveen.

Også flerfaseanlegget til Sintef på Tiller er blitt oppgradert med et tilsvarende beløp.

Dermed er flerfaselaben på Ife en av verdens tre–fire mest avanserte hvor man kan bygge looper med realistisk trykk og ulike systemer for vannkjemi.

Sveen bruker bildet av det som skjer når en rørlegger har stoppet vannet og installert nye rør i huset ditt. Som oftest kommer det en ukontrollert, støtvis sprut når vannet settes på igjen, fordi det har samlet seg luftlommer i rørsystemet.

Når slik strømning oppskaleres til rørdimensjoner på én meter diameter og med trykk som er 10–15 ganger så høyt som i et bolighus, gir dette et visst begrep om hvilke krefter som er involvert.

– Flerfase handler om å ha riktig dimensjon på transportrøret når det under et voldsomt trykk skal transporteres olje, gass og vann over lange avstander fram til et prosessanlegg på land.

 

Rustanalyse: Tekniker Knut Espen Lorentzen har skåret hull i rørledningen for å jakte på årsaken til korrosjon.
Rustanalyse: Tekniker Knut Espen Lorentzen har skåret hull i rørledningen for å jakte på årsaken til korrosjon. Foto: Tormod Haugstad

 

Arven fra kjernekraft

Ife het en gang Institutt for atomenergi. Og all teknologiutvikling innen flerfase, korrosjon og tracere har sitt utgangspunkt i hvordan man på 60- og 70-tallet forsket på strømning av vanndamp og materialutvikling for å ha en kontrollert produksjon av kjernekraft i reaktoren på Kjeller.

Nå brukes den blant annet til materialforskning og utvikling av livsnødvendige medisiner, men avdelingene på Ife preges av kompetanseoverføring fra forskere som har vært der i 30–35 år til nyrekrutterte.

– Korrosjonsproblemer i kjernekraftverk var en sentral aktivitet på 70-tallet på grunn av faren for sprekkdannelser. På 80-tallet begynte vi med forskning på korrosjon på rørledninger i Nordsjøen, forteller Rolf Nyborg som leder avdelingen for material- og korrosjonsteknologi.

Nå ser de mer mot utlandet.

– Statoil er fortsatt en viktig kunde og kommer til oss når de har konkrete driftsproblemer, men vi har mange prosjekter mot utenlandske oljeselskaper. I disse tider ønsker alle operatører lengre driftstid på sine felt, forteller Nyborg.

Flere andre prosjekter går ut på å se på årsaken til korrosjon på fleksible rørledninger.

Et av prosjektene gjøres i samarbeid med 4Subsea som er verdensledende innenfor driftstjenester på fleksible rør. Med finansiering fra Forskningsrådet og tre oljeselskaper ser man på brukte rør som er hentet opp fra Nordsjøen.

– En driftsstans koster mye. Materialutvikling og design av de fleksible rørledningene kombinert med god driftsstyring og overvåkning er avgjørende for å redusere risiko for stans, sier Nyborg.

Ife har også fått Climit-midler for å samarbeide med Gassco, Total, Shell og ArcelorMittal om å undersøke korrosjonsproblematikk i tilknytning til CO2-transport som kan bli et stort område hvis den skal lagres i Nordsjøen.

Tracer-teknologi

Are Haugan leder avdeling for tracer-teknologi. Tracere, også kalt sporingsstoffer, benyttes blant annet til å kartlegge hvordan gass og vann strømmer i et reservoar.

Dette er essensiell kunnskap for optimal drift av reservoarene.

Det gir viktig informasjon til oljeselskapene om hvilke injeksjonsbrønner som gir trykkstøtte til de forskjellige produksjonsbrønnene, og hvor nye brønner skal plasseres for å få mest mulig olje og gass ut av et reservoar.

Den første tracer-injeksjonen utført av Ife ble gjort på Ekofisk i 1986. Da brukte man radioaktive tracere. I dag er disse erstattet med kjemiske tracere.

– Passive vann- og gasstracere benyttes til å kartlegge hvordan vann og gass strømmer i et reservoar. Tracerne tilsettes i henholdsvis vannet eller gassen som pumpes ned i injeksjonsbrønnene, sier Haugan.

– Deretter måler man i hvilke produksjonsbrønner tracerne dukker opp, hvor stor andel av den injiserte traceren som kommer til de forskjellige produksjonsbrønnene, og hvor lang transporttid det er fra injeksjonsbrønnen til produksjonsbrønnene, forklarer han.

Denne informasjonen benyttes til å forbedre reservoarmodellene.

Har skapt to selskaper

Ut fra Ife er det sprunget to kommersielle tracer-selskaper. I 2005 ble Resman etablert i samarbeid med Sintef og Statoil. Selskapet eies i dag av Nordic Capital.

Resman har spesialisert seg på tracere installert nede i produksjonsbrønnen for å lokalisere hvor vann og olje strømmer inn i brønnen.

Ife har etablert et nytt selskap, Restrack, som kartlegger strømningene og gjenværende olje inne i et reservoar — mellom brønner og i nærbrønnsområdet. Nå eier Ife cirka 60 prosent av selskapet.

Da Restrack ble startet i 2013, forsvant nesten halve avdelingen. Hele 12 personer sluttet og ble med over i det nye selskapet.

– Hvorfor sluttet ikke du også?

– For meg er det spennende å samarbeide om å utvikle ny teknologi. Da vi mistet så mange medarbeidere, ble vi enige om at vi skulle få drive med underskudd de første tre årene, forteller Haugan.

– Etter to år med underskudd ble det overskudd i 2015. Nå har vi økt porteføljen og antall ansatte i forhold til tidligere, sier han.

I et prosjekt for å utvikle nye tracere for måling av gjenværende olje i nærbrønnsområdet har Ife samarbeidet med åtte oljeselskaper og mottatt støtte fra Forskningsrådet.

Dette er en viktig teknologi for å estimere potensialet og effekten av EOR-metoder, og i fjor sommer ble det gjennomført en vellykket felttest i Midtøsten.

Krisedyktige: - Vi får betalt for å være langsiktige i vår forskning, sier avdelingssjefene Are Haugan(fra venstre), Rolf Nyborg, Kristian Sveen og forskningsdirektør Tore Gimse.
Krisedyktige: - Vi får betalt for å være langsiktige i vår forskning, sier avdelingssjefene Are Haugan(fra venstre), Rolf Nyborg, Kristian Sveen og forskningsdirektør Tore Gimse. Foto: Tormod Haugstad

Redusert 1000 ganger

Med den patenterte teknologien som skal leveres av Restrack, oppnår man mer presise målinger i tillegg til at kjemikaliemengden er redusert tusen ganger.

I stedet for 100–500 kg med tracer-kjemikalier med gammel teknologi, kan man nå bruke 100–500 gram. Tracerne som har vært benyttet tidligere, er svært brannfarlige – dermed er HMS-graden formidabelt forbedret.

Da vi spør Are Haugan om hvordan de har klart å redusere kjemikaliemengden til en tusendel, smiler han lurt:

– Vi har designet nye tracer-molekyler som detekteres med ekstremt følsomme analysemetoder, og laget dem selv på vår egen lab.

– Følsomheten til analysemetodene kan sammenliknes med at du fyller Ullevaal stadion til randen med vann og tilsetter en spiseskje med tracer, for deretter å finne den igjen, forklarer han.

– Hva blir det neste?

– Vi har et nytt prosjekt med støtte fra Forskningsrådet hvor vi skal utvikle såkalte nanotracere, det vil si partikler med diameter i området 1–100 nanometer, forteller Haugan.

Han forklarer at nanotracerne skal vekselvirke med omgivelsene i reservoaret på en forutsigbar måte, og på den måten kunne måle ulike parametere i reservoaret, for eksempel temperatur, pH og salinitet.

– Dette er imidlertid bare ett av mange spennende prosjekter vi arbeider med, sier han.

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)