Må varme opp oljen ved stans: Uten denne teknologien ville aldri Fenja-feltet blitt bygget ut

Fenja-feltet i Norskehavet rykker stadig nærmere produksjonsstart. Operatør Neptune Energy er i ferd med å nå en ny milepæl, for feltet som skal utvinne oljen og gassen fra Pil og Bue-funnene.

De er nå, sammen med teknologiselskapet TechnipFMC, i gang med å legge verdens lengste oppvarmede produksjonsrør, kalt electrically trace-heated pipe-in-pipe solution (ETH).

Denne teknologien er helt nødvendig for at et felt som Fenja skal bygges ut, fordi oljen har et høyt innhold av voks, og blir géléaktig i konsistensen dersom den kommer under en viss temperatur.

Neptune tror teknologien kan åpne for at også andre felt med lignende problematikk kan bli realisert.

Blir til slush

Produksjonsrørene må varmes opp hvis det skulle skje en nedstenging. I normal produksjon holder oljen en høy nok temperatur til at den forblir flytende, men ved stans blir den kaldere og blir som en gélé i konsistensen som plugger igjen rørene.

– Det blir som en slush som må dyttes gjennom røret. Å flytte på den vil kreve et trykk på 3000 bar, forklarer Joar Kristensen, prosjektleder for Fenja-utbyggingen, til Teknisk Ukeblad.

Men problemstillingen er todelt: I tillegg til voks, er det også problemer knyttet til mulige hydrater i strømmen, som er en blanding av vann og gass, som ved lavere temperaturer og høye trykk kan føre til isdannelser, som kan tette rørledningen.

– Har man en stans på to dager uten å kunne varme opp oljestrømmen, så blir det litt som en bil som har stått stille i lengre tid. ETH-teknologien løser problemene på en elegant måte, ved å smelte geleen eller ispluggen som dannes, påpeker Fredrik Møller, prosjektleder for undervannkonstruksjon og ETH på Fenja.

Kort forklart er ETH-teknologien et produksjonsrør med varmekabler. Den 37 kilometer lange undervanns rørledningen mellom Fenja og Njord A-plattformen er den lengste i sitt slag. Teknologien er utviklet gjennom et samarbeid mellom de to selskapene.

De første 3,5 kilometerne med ETH-rørledning er alt installert og testet. Før vintersesongen starter skal de ha lagt til sammen 9 kilometer, mens resten blir lagt i 2021.

Det rekordlange oppvarmede produksjonsrøret er for øvrig ikke den eneste verdensrekorden til Fenja-utbyggingen. I mai gjennomførte Neptune Energy og Seadrill den aller første dobbeltboringen fra en havbunnsramme noensinne på Fenja-feltet. Med riggen West Phoenix boret de to brønner samtidig – som førte til en halvering av borekostnadene.

Essensiell teknologi

Etter at funnene ble gjort i 2014, ble det raskt klart for operatøren (som den gang het VNG Norge) at dersom de skulle gå for en subsea-løsning, tilknyttet en eksisterende vertsplattform, ville de trenge en teknologi som ETH, på grunn av den lange avstanden.

I 2016 ble det klart at det var dette som ble løsningen, ved å knytte produksjonen opp til Njord-feltet, og de startet alt da på arbeidet med teknologien. Da utbyggingsplanen ble levert i 2018 var de allerede godt i gang med teknologien.

– Målet vårt var egentlig at vi skulle unngå bruk av ny teknologi på Fenja. Men vi så ganske raskt at vi ikke kom utenom. Og teknologien har vist seg å være essensiell. Uten den hadde vi aldri kunnet utvinne oljen fra Fenja, understreker prosjektlederen for utbyggingen.

Eksisterende teknologi for elektrisk oppvarming av rør hadde utfordringer som ikke lot seg løse, blant annet er den for tung for topside og krever også mer effekt enn det som er tilgjengelig på Njord.

Voksholdig olje er ikke en unik problemstilling på Fenja, og gir utfordringer for behandling av oljen gjennom hele løpet. Det er likevel håndterbart, forklarer Kristensen.

Kan ikke repareres

ETH-teknologien består av en rør-i-rør-løsning. Ytterrøret på 18 tommer er 20 millimeter tykt. Deretter følger et lag tørr isolasjon, og et 12 tommer stort og 15 millimeter tykt innerrør.

Rundt innerrøret ligger fire varmekabler, trefasekabler, som går i en heliks rundt røret. Disse er høyspente, med en spenning på 3800 Volt. I tillegg er det to optiske kabler som logger temperatur, slik at denne kan styres etter behov. Røret kan varmes opp til 35 grader.

– Disse rørene er ganske spesielle. Det finnes standarder for høyspentkabler og det finnes standarder for varmekabler – men ikke for høyspente varmekabler – som vi har her. Dermed måtte vi, basert på egne krav og kvalifiseringen til TechnipFMC, utvikle vår egen standard, forklarer Møller.

Produksjonsrørene er tunge og veier hele 431 kilo per meter, når de er fylt med vann. Det må de være på grunn av 316 liner som kan krølles dersom de ikke er trykksatt med vann under installasjon. Dermed kreves et kraftig installasjonsfartøy for å legge rørene, ved hjelp av en diger trommel som mater ut røret.

Så langt er 3,5 kilometer med rør lagt. De begynte ved Njord og beveger seg i retning Fenja. Siden røret er så langt og tungt, kan de ikke legge hele røret i ett stykke, men må inn til land og hente mer, før de tar fatt på neste strekk i slutten av måneden.

– Det vi har installert så langt har vi også fått testet før nedlegging. Det fungerer per i dag, noe som tar en bør av alles skuldre, sier Møller.

For et viktig aspekt ved røret er at det ikke kan byttes ut. Det må fungere fra det legges ned til feltet er ferdig å produsere etter omkring 25 år.

– Vanligvis er en kabel reparerbar, men siden kablene ligger inne i ringrommet på et rør-i-rør, vil det ikke være tilgang til å reparere dem, når de først er installert på havbunnen. Det gjør en del med kravene til kvalitet. Vi trenger ikke egentlig fire varmekabler, i verste fall kan vi klare oss med én, men vi har fire som forsikring dersom noe skulle gå galt i løpet av driftsfasen, sier Kristensen.

Alt er nytt

Dette er én av faktorene som har vært utfordrende for TechnipFMC i prosjektet. Alle komponentene har blitt utviklet fra bunnen av, hvor design, produksjon, tester er helt nytt. Vanligvis kan de ta produkter som alt er tilgjengelig i markedet og bruke dem på litt nye måter, men det har ikke vært mulig her.

– Vi måtte utvikle alt fra scratch, samtidig som det har vært høye krav til kvalitet, både på produkt og arbeid, sier Christian Adriaenssens, engineering manager for Fenja i TechnipFMC.

Lengden på produksjonsrøret har også gitt ekstra utfordringer. Røret produseres i lengder på én kilometer på land, som så skjøtes sammen. Og jo flere skjøter, spleiser og bolter, jo større blir risikoen for feil.

– Det er et langt rør, og vi kan ikke ha mye feil før det blir uakseptabelt, påpeker han.

Kvalifiseringen i prosjektet har vært omfattende og har tatt tid. Men testing før installasjonen har vist at alt fungerer.

– For TechnipFMC er Fenja viktig som et referanseprosjekt på ETH. Vi har tidligere hatt noen ETH-prosjekter, men da har det vært mindre dimensjoner, kortere lengde på røret og nærmere et forskningsprosjekt. Dette er industrialisering i stor skala, og selv industrialiseringen har vært en utfordring, forklarer Ståle Ryggvik, prosjektdirektør for Fenja i TechnipFMC.

For dette var ingen standard produksjon for oljeserviceselskapet.

– Vi har mye mer komponenter å håndtere enn ved vanlige rør. Vi har mange underleverandører inne, nye prosedyrer og tilpassing av maskiner. Det er én ting å gjennomføre noe i et laboratorium, det er noe helt annet å gjøre det i en produksjon, hvor vi skal være effektive samtidig som vi har like gode kvalitetsrutiner, understreker Ryggvik.

Dyrt rør

Med et så komplekst produksjonsrør, med et langt og komplisert kvalifiseringsprogram, er det ingen overraskelse at det også koster betydelig mer enn et standard rør, uten at selskapene vil gå inn på pris.

– Det er betydelig dyrere enn for et vanlig rør, men det er samtidig kostnadseffektiv i forhold til andre løsninger for feltet. Den ekstra investeringen er verdt det, for å i det hele tatt kunne utvinne feltet. Men i andre prosjekter vil det kanskje finnes alternativ, sier Kristensen.

– Og noe av det som er kjekt med teknologien, er at det ikke bare er Fenja som kan ta denne i bruk. ETH er et verktøy som kan åpne for at andre felt kan bli bygget ut, legger han til.

Korona-forsinkelser

Fenja-feltet skal bygges ut som en subsea-satellitt, knyttet til Njord A-plattformen til Equinor, som er under oppgradering hos Kværner Stord. Den vil ha to havbunnsrammer og totalt seks brønner. Det inkluderer tre produksjonsbrønner, to vanninjeksjonsbrønner og en for gassinjeksjon.

I første runde er det kun Pil-funnet som bygges ut. Feltet inneholder rundt 100 millioner fat olje og gass, hvor nærmere 70 prosent er olje, og resten er gass.

Heller ikke Fenja-feltet forblir uberørt av koronakrisen. Så langt ligger det an til at oppstart blir omkring ett år forsinket.

– Det er elementer som blir berørt. Njord A og Njord B-oppgraderingene har utfordringer på verftet på grunn av begrenset tilgang på utenlandske arbeidere. Men det er også tekniske utfordringer her, som har gjort at ting tar lenger tid. Av de aktivitetene vi styrer selv, så hadde vi en situasjon med fire Covid-19-smittede om bord på riggen West Phoenix, som var på jobb på Fenja. Situasjonen her er nå klarert og vi er i gang med operasjoner igjen, sier Kristensen.

Produksjonsstart er nå planlagt i starten av 2022. Forventet maksimal dagsproduksjon er 40.000 fat oljeekvivalenter.

Ny Bue-brønn

En eventuell utbygging av Bue, som vil bekreftes i en ny brønn, vil kunne gi økte ressurser. Operatøren har tidligere anslått at det da vil være mulig å hente ut ytterligere 20 millioner fat oljeekvivalenter herfra. Den nye Bue-brønnen er planlagt i løpet av tredje kvartal i år.

Pil ble funnet i 2014, og ligger på Haltenbanken i Norskehavet, omkring 32 kilometer fra Njord, som funnet nå skal knyttes opp til, 60 kilometer fra Draugen og 120 kilometer vest for Kristiansund.