FINALISTER: Robert Aasheim og Taale Stette kom helt til finalen forHydros innovasjonspris for 2006 for det arbeidet de gjennomførte på Grane. I 2007 kan resultatet bli en mergevinst på 4,5 milliarder kroner. (Bilde: Anders J. Steensen)

Grane over på auto

  • Olje og gass

Dette problemet måtte løses

Grane-feltet produserer en tung olje, 19 0 API. Da feltet startet opp, fikk de store problemer med separatorene slik at feltet ikke leverte olje til den spesifikasjonen som var forutsatt. Det ble for mye vann i oljen, og den måtte lagres i separate kaverner på mottaksanlegget på Sture.

Vannmengdene medførte redusert pris på olje fra feltet.

De store vannmengdene medførte også ofte havarier på koalesceren, enheten som samler vanndråpene og skal fjerne de siste vannrestene ifra oljen før den sendes til lager. Selv om denne prosessenheten var dimensjonert for å kunne håndtere inntil 20 prosent vann, kortsluttet den, noe som medførte at useparert olje og vann ble sendt til land.

Deler av hovedprosessen ble styrt manuelt. Når alle brønnene etter hvert kommer i drift, vil ikke operatørene klare å kontrollere prosessen og dermed produksjonen på plattformen.

Porsgrunn: Problemer med prosessanlegget på Grane medførte at prosessoperatørene kjørte deler av anlegget i manuell modus. I en oppstartsfase kan dette gå bra fordi man har et begrenset antall brønner å produsere fra, men etter hvert som flere og flere brønner blir ferdigstilt, vil operatørene miste oversikten og de klarer ikke å produsere ønsket mengde og kvalitet.

Hovedutfordringen lå i separatorene. Disse tankene som er på hele 400 m 3 hver, separerer olje, vann og gass. Problemet var å avlese væskenivået i innløpsseparatoren, særlig skille mellom vann og olje.

– Instrumenteringen virket ikke. Ingen av de forskjellige nivåmålerne virket som de skulle. Verken de kapasitive, dp-målingene, gammamålinger eller det manuelle seglasset ga riktig avlesning, forteller overingeniør Taale Stette.





Ustabil drift og redusert produksjon

Hydro satte ned en gruppe for å vurdere hva som måtte gjøres fordi produksjonssystemet rett og slett ble ustabilt da de nådde et produksjonsvolum på 215 000 fat olje daglig. Deler av prosessen ble kjørt manuelt og det var umulig å få stabil drift. Forskjellige tiltak ble vurdert, men først da forskerne ved avdelingen for prosessregulering fra forskningssenteret kom på banen, ble det fart i sakene.





Mistet inntekter

– Grane klarte ikke å produsere mer enn 90 prosent av maksimal kapasitet. At feltet leverer olje til rett kvalitet til raffineriene, er også viktig, hvis ikke faller prisen på oljen. For å produsere maksimalt og for å nå den rette kvaliteten må separatorene virke som forutsatt. Siden ingen av nivåmålingene virket, måtte vi gå annerledes til verks, forteller Stette. Det første som ble gjort var å sjekke rådataene fra den radioaktive nivåmåleren. Det viste seg at ikke alle dataene den leverte ble brukt til å vise skillet mellom vann og olje. Ved å analysere rådataene kunne forskerne utvikle en algoritme som beregnet vann/oljeskillet i separatoren. Det ble da mulig å sette nivåreguleringen i auto.





Brukte kjente data

– Deretter måtte vi få kontroll med innløpet, hva som kom fra brønnene. Da ble det mulig å utnytte maksimal produksjonskapasitet. Derfor brukte vi tidligere erfaring og gass-, olje- og vannforholdene fra horisontale brønner, forteller seniorforsker Robert Aasheim. Han hadde over lengre tid arbeidet med problemstillinger rundt dette for oljeutvinningen på Troll-feltet.

Forskere i Modelling, Control and Flow Assurance-gruppa utviklet en ny algoritme basert på flere av målingene som var i brønnstrømmen over strupeventilen som styrer brønnstrømmen inn i prosessanlegget. Denne algoritmen som ble lagt inn som et program i kontrollsystemet på Grane, beregnet gassraten. – Vi styrer oljemengden indirekte ved å beregne og styre gassmengden. Dette er i utgangspunktet en ustabil prosess, og det er lite som skal til før hele prosessen tripper, sier Aasheim





Løsningen ligger i programvare

– Algoritmene ble lagt inn i styresystemet, og regulerer nivået i separatorene sammen med kontrollen av brønnstrømmene. Hele problemet med prosessen ble løst i programvare uten at vi behøvde å investere i nytt utstyr ute på plattformen og uten at produksjonen ble stanset. I dag produserer Grane stabilt med alle regulatorene i automodus. Resultatet er 10 prosent høyere produksjonsrate enn tidligere, sier Stette.

Også kvaliteten på oljen er jevn og i henhold til spesifikasjonene, hvilket betyr at verdien av olje i seg selv øker. – Dette viser at det er nødvendig med systemtankegang for å kunne løse slike problemer. Feil på et element i produksjonsprosessen kan forårsakes av helt andre elementer i prosessen enn utstyret selv, understreker Aasheim.