Tønsberg: Med det nye prosessanlegget skal utvinningsgraden på Tordis-feltet økes fra 49 til 55 prosent.

Statoil har beregnet at det er mulig å utvinne 1,8 milliarder fat olje ekstra dersom de når sine mål for utvinningsgraden i undervannsfelt. Det tilsvarer verdier for 750 milliarder kroner, eller et helt statsbudsjett.

IOR – Increased oil recovery

Det offisielle navnet på prosjektet er Tordis IOR – Increased oil recovery eller økt oljeutvinning. Selve bunnrammen med prosessanlegget lyder navnet Tiora.

Prosjektet er planlagt satt i drift 4. oktober. Da skal separasjonsanlegget stå ferdig oppkoblet på havbunnen klar til å prosessere olje, vann og gass. Vannet skal pumpes tilbake i reservoaret, mens olje og gass går videre til Gullfaks C for endelig prosessering og stabilisering av oljen før den eksporteres.

Fjerner uønsket vann

Totalt ni eksisterende brønner skal knyttes opp til den nye bunnrammen. Statoil valgte et separasjonsanlegg under vann fordi vannmengden i væskestrømmen fra reservoaret, det såkalte vannkuttet økte raskt, samtidig som trykket i reservoaret også synker.

Den store vannmengden medførte at oljeproduksjonen ble mindre enn ventet fordi Gullfaks C kun har en begrenset kapasitet i den væskemengden de kan prosessere. Statoil gikk da til det skritt å installere en undervanns separasjonsenhet. Formålet med denne er å fjerne vannet fra brønnstrømmen og reinjisere det tilbake i reservoaret sammen med sand som følger med brønnstrømmen opp i separatoren.

Uten omkoblingsmuligheter

Tidligere har Hydro gjort dette i det såkalte Troll Pilot-prosjektet, som etter noen oppstartsproblemer, har fungert tilfredsstillende i flere år.

– Forskjellen er at vi ikke har noen omkoblingsmuligheter for brønnstrømmene dersom separasjonsenheten skulle falle ut. Vi er 100 prosent avhengig av at den fungerer som den skal, forteller Statoils prosjektleder Jan Kyllo.

Tordis IOR gir Statoil muligheter til å øke produksjonen fra reservoaret, og dermed gjør det mulig å utvinne mer olje fra feltet enn det som lå til grunn da det ble søkt om utvinningstillatelse.

– Tordis IOR er et viktig prosjekt for Statoil. Vi har som ambisjon å øke utvinningsgraden fra undervannsfelt til 55 prosent, fra dagens 40 prosent. Tordis IOR er et viktig bidrag, sier ansvarlig for økt oljeutvinning i Statoil, Rolf Utseth. – En annen fordel med prosjektet er at vi kan forsere utvinningstakten og dermed forbedre økonomien i prosjektet ytterligere, understreker han.

Returnerer sand

I likhet med en mengde andre felt på norsk sokkel, sendes det produserte vannet ned i Utsiraformasjonen. Det spesielle med Tordis IOR er at sammen med vannet sendes også sanden som følger med brønnstrømmen opp.

Reservoaret på Tordis er som de andre feltene på Haltenbanken et sandsteinsreservoar. Når væsken i reservoaret strømmer inn i brønnen, dras en mengde sandkorn med i brønnstrømmen, akkurat som vi kjenner fra elveleier på land. Disse sandkornene skilles ut sammen med vannet i separatoren. Mens vannet renner ut gjennom et avløp, blir sanden værende i separatoren. På Tordis IOR er det derfor installert et Condeep. Sanden i bunnen av separatoren spyles ut i et eget avløp og føres til en egen desander –, sandutskiller. Her skilles sanden fra vannet i en egen tank. Det sandfrie vannet føres videre til innsugssiden på vanninjeksjonspumpa. En ventil på trykksiden av pumpa slipper sanden inn i vannet igjen før det ledes til vanninjeksjonsbrønnen for så å deponeres i Utsiraformasjonen.

Leder gassen utenom

På innløpssiden på Tordis IOR er det gjort en rekke fornyelser. For å redusere størrelsen på separatoren ble det tidlig bestemt at den assosierte gassen skulle skilles ut før brønnstrømmen når separatoren. Størrelsen på en separator blir ofte bestemt ut fra de volumene som ledes gjennom separatoren, og assosiert gass krever store volumer.

FMC Technologies, som fikk oppdraget med å utvikle og bygge Tordis IOR, samarbeidet med det belgiske firmaet CDS for å montere en gassutskiller i innløpsrøret til separatorene. CDS hadde tidligere utviklet dette i samarbeid med Statoil, med tanke på å kunne installere slike enheter på plattformer. Med Tordis IOR ble det første gang at enheten skulle installeres under vann og håndtere så store væskemengder som fra Tordis-reservoarene.

Gassen ble skilt ut via en hydrosyklon som står like før innløpet på separatoren. Gassen føres tilbake til oljen etter at vann og olje er skilt i separatortanken. En flerfasepumpe pumper deretter olje- og gassblandingen opp til Gullfaks C hvor blandingen føres til det eksisterende separasjonstoget.

Avansert prosesstyring

Tordis IOR-separatoren er en gravitasjonsseparator. Det vil si at oljen skiller seg fra vannet ved at vannet synker ned og olje flyter opp. Siden den har en langt mindre diameter enn de separatorene som i dag står på plattformene, kreves en langt bedre styring av væskenivåene i separatoren slik at det er mulig å finne skillet mellom olje og vann.

Siden gassen tas ut før den når separatoren, er det ikke behov for trykkavlastning, slik at trykkfallet over separatoren er liten. Kun væske, olje og vann separeres. I stedet for å bruke en reguleringsventil for å regulere væskenivået, brukes pumper. Ifølge prosjektleder hos FMC Technologies, Ann Christin Gjerdseth, har Tordis IOR de mest avanserte kontrollenhetene som noensinne er plassert på havbunnen.

– Tidligere kunne vi styre undervannsenhetene med relativt lav hastighet på dataforbindelsene. Med prosessanlegg på havbunnen må vi tenke annerledes og øke både hastigheter og overføringskapasitet. Det neste steget vi må gjennomføre er å utvikle kontrollsystemer som er basert på bredbånd. Da vil vi få helt nye muligheter til å styre prosesser under vann.

Etter Lego-prinsippet

Mekanisk er Tordis IOR komplisert. Dette er en av de største enhetene som hittil er planlagt plassert på havbunnen. Med 1300 tonn overgår den også de store havbunnsrammene for Ormen Lange. Den eneste enheten som har en større havbunnsramme, er på Snorre.

Selve manifolden som er selve ryggraden i Tordis IOR, er på 230 tonn. På manifolden monteres alle prosessenhetene, separator, sandutskiller, vanninjeksjonspumpe, multifasepumpe samt rørforbindelser til og fra Tordis IOR. Et sentralt konstruksjonskriterium for en undervannsinstallasjon er at enhetene er uttrekkbare. Dvs. at ved feil kan et skip heise dem opp for å utføre nødvendig vedlikehold og reparasjoner, før de senkes ned i havet, for deretter å settes i drift igjen. Derfor må det være lett tilgang ovenfra på en slik konstruksjon. Det gjøres ved at utstyret monteres på en manifold, ikke ulikt hva barn gjør når de bygger med Lego.

Brøkdel av kostnadene

Totalt veier Tordis IOR 1300 tonn inklusive beskyttelsesstrukturer. Produksjonskapasiteten er på 207 000 fat væske per dag. Ved normal operasjon vil det renne 190 000 fat gjennom undervannsenheten daglig. Det er 10 000 fat mer væske per dag enn opprinnelig produksjonsjonskapasitet på Statfjord B plattformen.

Til sammenligning tok det fire år å bygge Statfjord B, med en totalvekt som var 1000 ganger større enn Tordis IOR.

– Det mest spennende med undervannsteknologien er nettopp at størrelsene kan reduseres betydelig. Dermed kan også utbyggingskostnadene reduseres kraftig. Dette vil ha meget stor betydning for utvikling av framtidens feltutbygginger, mener Rolf Utseth.

Uten sammenligning for øvrig: Statfjord B kostet 13 milliarder 1980-kroner, mens Tordis IOR har en prislapp på vel 600 millioner 2007-kroner.

Kjøpte underleverandør

Hovedsamarbeidspartnere i prosjektet har foruten Statoil og FMC Technologies vært det belgiske selskapet CDS og Framo Engineering i Bergen. CDS ble valgt fordi de hadde gode relasjoner til Statoil når det gjaldt å finne gode løsninger for separatorer og sandutskillere. Framo Engineering er ledende på undervannspumper, og har levert mer enn 50 undervannspumper til offshoremarkedet.

– Vi valgt leverandører vi visste kunne levere og som hadde den kompetansen vi var ute etter, sier Ann Christin Gjerdseth.

Samarbeidet med CDS gikk for øvrig så bra at FMC kjøpte opp selskapet.

– Den teknologien som CDS har er viktig for å utvikle framtidens undervannsanlegg, sier direktør for prosessystemer hos FMC Technologies, Tom Munkejord.

Integrert team

Prosjektet ble gjennomført på kort tid. Kontrakten ble tildelt august 2005, mens produksjonsstart er satt til 4. oktober i år. Med en kort produksjonstid fordi utstyret måtte testes grundig før det ble sammenstilt, gikk deler av fabrikasjon og engineering i parallell.

– Vi gjennomførte prosjektet som et integrert team, hvor både oppdragsgiver og utøvere arbeidet for å komme i mål i tide, forteller prosjektleder i Statoil, Jan Kyllo.

Viktig for StatoilHydro

Konserndirektør Margareth Øvrum understreker at Tordis er viktig for utviklingen av kompetanse for undervannsprosessering. Tordis skal bidra til at StatoilHydro skal få gjennomslag i dypvannsområdene i Mexicogolfen.

– Vår undervannskompetanse fra norsk sokkel er i dag et av våre beste aktiva i den skarpe internasjonale konkurransen, sier Øvrum og viser til dypvannsområdene i Mexicogolfen.

– Når fusjonen mellom Statoil og Hydro om kort tid er en realitet, vil det nye norske selskapet være et av de ledende på dypt vann i Mexicogolfen. Her tar vi med oss den kunnskap og teknologiske slagkraft som er knyttet til utviklingen av Tordis-prosjektet, sier Øvrum.

Undervannskompresjon neste

Tordis IOR er det første skrittet på veien for å få havbunnsprosessering kommersielt. For StatoilHydro betyr dette at de kan utnytte eksisterende infrastruktur lenger, ved at mindre felt kan bygges ut med løsninger som Tordis. Det vil også bety at det kan bli lønnsomt å utvinne tyngre olje fra større havdyp enn tidligere.

Neste skritt på veien er å ta i bruk undervanns kompressorteknolgi. Her utvikles flere prosjekter. Både Ormen Lange og Åsgard planlegger å installere undervannskompresjon innen 2015. Deretter vurderes bruk av denne teknologien for utviklingen av Troll Vest, etter at oljesonen er tømt. Troll Vest kan tenkes å settes i drift nærmere 2020.

Mot nord

StatoilHydro mener at undervansprosessering er nødvendig i alle sårbare områder. Det gir billigere utbygginger, enklere drift og langt mindre miljøbelastninger. Bruk av undervannsprosessering er derfor meget aktuelt ved utbygging av felt til havs utenfor Troms og i Barentshavet.