Heavelock

Denne ventilen kan være det som skal til for å få mer ut av modne oljefelt

Heavelock mener de har løsningen for trykkbalansert boring.

Denne ventilen skal motvirke tryket som dannes i brønnen, fordi borestrengen beveger seg opp og ned i takt med bølgene, når det bores fra en flytende rigg. Det kan gjøre det mulig å bore de mer trykksensitive brønnene og slik få mer ut av modne felt på norsk sokkel.
Denne ventilen skal motvirke tryket som dannes i brønnen, fordi borestrengen beveger seg opp og ned i takt med bølgene, når det bores fra en flytende rigg. Det kan gjøre det mulig å bore de mer trykksensitive brønnene og slik få mer ut av modne felt på norsk sokkel. (Foto: Ina Steen Andersen)

Heavelock mener de har løsningen for trykkbalansert boring.

Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 235,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

Borre, Horten: Trykkbalansert boring kan ifølge Oljedirektoratet bli en av de viktigste bidragsyteren til økt oljeutvinning på eksisterende felt.

For å kunne få til dette fra flytende borerigger, trengs det blant annet teknologi som kan motvirke det trykket som bølgene skaper nede i brønnen. 

Nettopp det er det Heavelock mener de har løsningen på. 

De siste ukene har teknologien, en ventil som skal festes nede på borestrengen, vært gjennom de siste nødvendige testene, før den er klar for fullskalatester.

Liten ventil med stor oppgave

Det er lite tegn til at noe skjer i lokalene til Techni, hvor ventilen testes. Heldigvis. Skjermen viser et stadig høyere trykk, men selv på 450 bar vises ingen tegn til lekkasje eller andre svakheter. 

Selve ventilen er kanskje ikke spesielt stor, men den har likevel en stor oppgave. Den skal kjempe mot bølgene i Nordsjøen. Eller rettere sagt, den skal kjempe mot trykket som disse bølgene skaper nede i brønnen, når det bores fra en flyter. Flytere brukes vanligvis på havdyp over 130 meter, hvor faste installasjoner ikke står på bunnen. 

– En flytende borerigg beveger seg opp og ned med bølgene. Under boring er borestrengen heave-kompensert, men når man kobler på neste borerør hver 30. meter, må kompenseringen slås av og da vil også borestrengen bevege seg opp og ned i takt med bølgebevegelsen som et stempel. Dermed får du trykksvingninger nede i brønnen, forklarer Martin Kvernland, daglig leder i Heavelock, til Teknisk Ukeblad. 

Ventilhuset, uten innmat i denne omgang, ble trykktestet i lokalene til Techni. Foto:  Ina Steen Andersen

Det er dette trykket ventilen skal motvirke. 

Får de det til kan det låse opp store volumer olje, som det i dag er svært vanskelig å få tak i.  

Årsaken er at mange brønner på norsk sokkel, spesielt på modne felt, krever at trykket i brønnen ved boring holdes veldig stabilt. Etter hvert som olje og gass blir produsert fra modne felt, blir konvensjonelle boremetoder mindre effektive, fordi de medfører trykkvariasjoner som kan skade hullet, og hvis trykket blir for lavt kan man få plutselig innstrømming av hydrokarboner. 

Alt dette kan føre til vesentlige tap av verdier for et oljeselskap. Ved hjelp av trykkbalansert boring klarer man å holde trykket stabilt mens man borer, men stempeleffekten fra flytere mens man skrur inn nye borerør finnes det ingen kvalifisert løsning for å kompensere for.

For en moden sokkel som den norske, med stadig flere brønner som krever lavt trykk, er trykkbalansert boring en teknologi mange peker på. 

Utjevner effekten fra bølgene

Når det bores brønner, pumpes borevæske ned gjennom borestrengen, som så tar med seg borekaks på vei opp igjen. I tillegg bidrar borevæsken til å stabilere trykket, men ikke nok til at den kan gjøre opp for trykket som stempelbevegelsene fører til. 

Dette trykket er uønsket. Enkelt forklart kan det ødelegge brønnen. Spesielt i modne områder er dette et problem. Her kan hele formasjoner bli ødelagt, og du kan få innstrømming av hydrokarboner. Alt dette kan føre til vesentlige tap av verdier for et oljeselskap. 

Det har vært brukt trykkbalansert boring fra flytende rigger i Norge før, for eksempel har Lundin tatt det i bruk i Barentshavet, men da med bruk av midlertidig og tungt utstyr, og Equinor har brukt det i en forenklet form på Troll-feltet.  

Målet til Heavelock er å regulere trykket ved hjelp av en ventil. Trykket i brønnen endres raskt, og dermed må reguleringen også skje rask. For å minimalisere tidsforsinkelser monteres dermed ventilen langt nede på borestrengen, ikke langt over borekrona.

Slik beskriver Heavelock trykksvingningene fra bølger med og uten teknologien deres. Foto: Heavelock

Ventilen kontrollerer borevæsken i takt med stempelbevegelsen som bølgene skaper. Den holder igjen og slipper ut borevæske, for å etterfylle med væske under borekrona når borestrengen går oppover og holde igjen væske i borestrengen når borestrengen går nedover.

– Så i stedet for å lage store konstruksjoner på havoverflaten, som skal kjempe mot tidvis enorme Nordsjø-bølger, så har vi i stedet utviklet en ventil som kan utjevne effekten av bølgene, forklarer Dmitri Gorski, teknologisjef i Heavelock.

I simuleringer og småskalatester sammen med Equinor har Heavelock klart å få redusert trykkvariasjoner fra mer enn 20 bar og ned til mellom 2 og 3 bar. 

Ventilen er helt autonom, og fungerer ved hjelp av algoritmer. Den merker selv endringene i trykk og kompenserer for disse. Det er også mulig å få inn maskinlæringsteknologi, slik at den kan lære av seg selv. 

– Det er i grunnen en robot. Den hadde ikke vært mulig å lage uten alt som har skjedd innen digitalisering de siste årene, påpeker Gorski. 

Vellykkede tester

Før testen går i gang hos Techni går de gjennom alle prosedyrer, risikoanalyser og hva som skal skje. Det er en ganske standard trykktest som skal gjennomføres, som en del kvalifiseringsløpet teknologien må gjennom. Det er likevel viktig at alt foregår på korrekt måte.

Teknologisjef i Heavelock, Dmitri Gorski, klistrer logoen på ventilhuset før testen. Foto:  Ina Steen Andersen

Før de kan starte med fullskalatester, med fullt trykk og full flow, må de vise at teknologien tåler det den skal. I denne testen er det kun selve ventilhuset som testen, uten innmat.

I neste test har de med pumpebil for å sende væske gjennom, slik at de kan sjekke at alt det mekaniske og elektroniske fungerer. 

Testen følges på en skjerm fra et møterom i etasjen over. Foto:  Ina Steen Andersen

Gorski klistrer logoen på verktøyet. Så er det klart. Testen følger de via en skjerm i etasjen over. Det er ikke så mye som skjer. Kun en teller som viser antall bar. Testen starter på 100 bar, så øker trykket med 100 bar hvert femte minutt. Maksimalt trykk på 450 bar skal så holdes i en time.

Det går som det skal, og testene blir godkjent, slik at teknologien nå er klar for neste trinn. 

– Noe av det mer spennende vi har vært med på

Techni ble hyret inn av Heavelock for å bistå med den kompetansen det lille teknologiselskapet selv ikke sitter på. Ideen til Heavelock ble utviklet av to professorer ved NTNU, og ble senere skilt ut i et eget selskap, som i dag har fire ansatte. 

– Vår kjernekompetanse er selve teknologiutviklingen. Vi kan ikke være spesialister på alt, derfor har vi hentet inn et team fra Techni som kan bistå oss med det andre, forklarer Gorski. 

Techni driver i stor grad oppdragsbasert utvikling, men lager også egen teknologi. De var blant annet nominert til Norwegian Tech Awards i fjor. Deres oppgaver i forbindelse med Heavelock-teknologien er å utvikle alle de praktiske delen av teknologien, engineering, fabrikasjon, mekanikk og elektronikk.

Testen i lokalene til Techni forberedes. Techni selv mener teknologien er noe av det mer spennende de har vært med på. Foto:  Ina Steen Andersen

I løpet av selskapets 21 leveår har det hatt 700 oppdrag, men teknologisjef Harald Borgen er likevel spesielt interessert i teknologien til Heavelock. 

– Dette er blant noe av det mer spennende vi har vært med på, blant annet med tanke på den potensielle verdien til teknologien. Derfor har vi også valgt å gå inn på eiersiden, sier han. 

– Ikke mulig fra havoverflaten

Det er de to professorer fra NTNU, Ole Morten Aamo og Sigbjørn Sangesland som står bak teknologien.

Aamo forteller at det i utgangspunktet var Statoil, som siden er blitt Equinor, som kom til NTNU med en problemstilling knyttet til heave. De hadde gjennomført noen tester på testboreriggen Ullrigg i Stavanger, som ikke hadde gitt de ønskede resultatene. Selskapet ønsket en analyse av dataene fra testen, for å finne årsaken til at det ikke hadde fungert som de trodde det skulle.

Det ble skrevet en masteroppgave i 2011 som konkluderte med at problemet bunnet i at forsinkelsen på trykkbølgene gjennom brønnen er i samme størrelse som bølgeperioden. Det gjør det vanskelig å kompensere for dette fra topside.

– Dermed var problemet identifisert, forklarer Aamo.  

Equinor ønsket videre å se på om det var mulig å kompensere for disse trykksvingningene fra topside, ved å ta i bruk et system for trykkbalansert boring hvor de styrer returstrømmen i brønnen for å hurtig kunne kontrollere trykket. Kunne dette gjøres med en mer nøyaktig modellering av brønnen?

– Vi har gjort matten, og det er mulig teoretisk sett. Vi gjorde også noen eksperimenter i en lab, som viste en viss effekt. Men i praksis har vi ingen tro på det, sier Aamo.

Væskedynamikken og tidsforsinkelsene gjør det vanskelig.

– Det krever at du kan forutsi riggens bevegelser i bølgene noen sekunder frem i tid. Vi konkluderte med at det ikke var en oppgave som var mulig å gjennomføre fra havoverflaten.

Flyttet teknologien ned i brønnen

Løsningen ble altså å flytte alt av hardware, sensorer, aktivering, beregninger inn i en komponent nede i brønnen, der problemet er. Etter hvert ble ideen beskyttet og tatt ut i et eget selskap – Heavelock.

De to oppfinnerne er fremdeles involvert i selskapet, både som medeiere og styremedlem.

– Det er veldig spennende å få følge utviklingen. Det er en annerledes fra slik vi vanligvis jobber ved et universitet, hvor vitenskapelige artikler er produktet. Det er ikke ofte du får sjansen til å lage et kommersielt produkt av arbeidet ditt, påpeker Aamo.

Og signalene fra markedet er at det er et produkt som trengs.

– Dette er en veldig konkret problemstilling. Det er en flaskehals for å få gjennomført trykkbalansert boring for flytere, noe som er viktig for å få økt oljeutvinning. Å få slike tilbakemeldinger styrker både motivasjonen og troen på at dette er et produkt som vil bli tatt i bruk og vil gjøre nytte for seg, poengterer han.

– Viktig for å sikre fremtidig produksjon

Equinor har lenge jobbet med å utvikle boreteknologi som gjør det mulig å bore brønner i reservoarer med lite borevindu etter mange år med produksjon.

– Dette er krevende fordi tradisjonelle boremetoder krever trykkbølgebevegelser som er større enn denne typen brønner kan håndtere, før en begynner å tape borevæske til formasjonen, sier pressesjef i Equinor, Bård Glad Pedersen, til Teknisk Ukeblad.

Han påpeker at Equinor har erfaring med trykkbalansert boring i denne typen formasjoner på plattformer som Gullfaks og Kvitebjørn.

Oljeselskapet har også erfaring med denne typen operasjoner på flyterigg på Troll-feltet.

– Her er det redusert reservoartrykk som er utfordringen og ikke lite borevindu. Det gjør at vi kan bruke en forenklet versjon av trykkbalansert boring, forklarer Pedersen. 

Equinor ønsker ikke å kommentere teknologien til Heavelock direkte, men påpeker likevel at trykkbalansert boring er et område selskapet er opptatt av. 

– Teknologiene som gir oss mulighet for å bore brønner, som ikke kunne vært boret med tradisjonell teknologi på en kostnadseffektiv måte, vil være viktig for å sikre fremtidig produksjon på norsk sokkel, understreker Pedersen. 

Håper å ta teknologien offshore i 2021

Neste steg på veien er testriggen Ullrigg hos Iris i Stavanger. Det blir den første virkelig store testen av teknologien.

Deretter håper de å få støtte fra Demo2000 til å få teknologien moden nok til at flere privat aktører sier seg villige til å investere i den. 

Målet er at den skal være klar til offshore bruk i 2020, med den første offshore testen året etter.

– Det er stor interesse for det vi driver med. Og det vil bare bli viktigere å få ut det som er mulig fra eksisterende felt, poengterer Gorski. 

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå