Teknologi
Opdagelse og påvisning af reservoirs
Der er stor forskel på, hvor dybt kulbrinte-reservoirs er placeret. Nogle findes få meter under havbundsoverfladen, mens andre er placeret flere km under den (i den danske del af Nordsøen findes reservoirerne typisk 2-2,5 km under havbunden).
Nogle reservoirs er ikke så lette at finde som andre - f.eks. små dybtliggende reservoirs. I dag er der derfor et stigende behov for at udvikle teknologier, som kan afsløre disse. I søgningen på kulbrinte-reservoirs benytter man sig i dag typisk af en kombination af seismiske undersøgelser og efterforskningsboringer.
Ved hjælp af seismiske undersøgelser er det muligt for geologer at kortlægge undergrunden uden at skulle foretage boringer i den. Fra et skib sendes der vha. luftkanoner kraftige lydbølger mod havbunden. Disse tilbagekastes med forskellig intensitet og efter varierende tidsinterval alt afhængig af, hvad de rammer. Med hydrofoner opfanger man de tilbagekastede lydbølger og har dermed mulighed for at danne et billede af undergrundens beskaffenhed. Ud fra dette vurderes det om, der er sandsynlighed for tilstedeværelsen af kulbrinte-reservoirs. Man kan typisk kortlægge undergrunden ned til en dybde af 10 km med denne teknik.
For at fastslå om der virkelig er olie/gas i et givent område, er det dog nødvendigt at foretage en efterforskningsboring. En sådan foretages af en borerig, som vha. slæbebåde bugseres til sit bestemmelsessted. Herhjemme benyttes typisk rigge af typen jack-up. De største af denne type rigge kan foretage boringer på havdybder på op til 150 meter - i den danske del af Nordsøen er havdybden sjældent over 50 meter.
Når riggen er i position, sænkes benene og dækket hæves, således at riggen står på havbunden, og dækket befinder sig nogle meter over havoverfladen.
Fra riggen påbegyndes boringen ved at hamre et langt stålrør ned i havbunden. Herigennem sænkes et tyndere rør med en borekrone påsat. Yderst på borekronen er påsat tre skarpe tandhjul, som ved rotation fræser sig igennem undergrunden.
Der findes mange typer borekroner, og valget afhænger bl.a. af hårdheden af det lag, der bores i. Det samme gør hastigheden af boringen, og denne kan variere fra 30 cm til 60 m i timen – det kan tage op til flere måneder, før en boring har nået sin endelige dybde.
Efterhånden som brønden bliver dybere, fores den med stålrør. Samtidig med boringen pumpes der en speciel blanding af ler, kemikalier og vand (såkaldt boremudder) ned i brønden og ud gennem borekronen. Boremudderet sammensættes, så det passer til det materiale, der bores i, og det har flere vigtige funktioner. Dels opretholder det trykket i brønden, så denne forhindres i at kollapse, dels smører, renser og køler det borekronen, og dels blander det sig med det materiale, som udbores i brønden. Dette materiale føres tilbage til riggen via ydersiden af borestammen. Dette giver mulighed for at foretage analyser på de udborede klippestykker og derved få vigtig information omkring det lag der bores i - samt i sidste ende fastslå, om man er stødt på de olie- og gasholdige reservoirs. På riggen renses boremudderet, hvorefter det kan recirkuleres til brønden.
Når brønden har nået sin endelige dybde, perforeres brønden ved at bringe små sprængladninger til sprængning i bunden af brønden. Er der olie og gas tilstede, vil det, grundet trykforskel, strømme op gennem brønden.
Der fortages eventuelt flere boringer i området og ud fra disse vurderes størrelsen af reservoiret. Disse data danner grundlag for en vurdering af, om der skal opstartes en produktion på stedet.
Feltopbygning og drift
Besluttes det at indlede en produktion, opbygges der en produktionsplatform på stedet. Denne kan bestå af flere mindre platforme, men består som minimum af en indvindingsplatform. På mindre felter, som Kraka, Dagmar og Cecilie, klarer man sig med ubemandede indvindingsplatforme, mens man på større felter, som Dan, Gorm og Tyra, har behov for flere faciliteter.
Konstruktionen af en platform foregår på land, hvorefter den sejles ud til feltet. Det første som installeres er et understel, som forankres i havbunden vha. lange stålrør. Herpå monteres selve dækket. Alt efter hvilken type platform der er tale om monteres endelig forskellige typer moduler. De største platforme er behandlings- og beboelsesplatforme. Her findes procesudstyr til at behandle den udvundne olie/gas, før den kan sendes til land gennem rørledninger, samt faciliteter til mandskabet.
Udvinding
Når de nødvendige platforme er færdiginstalleret, bliver der ofte boret flere indvindingsbrønde. Siden slutningen af 80’erne har man i stigende grad benyttet sig af horisontale boringer. Udviklingen af denne teknik har været revolutionerende for olieindustrien, idet horisontale boringer besidder mange fordele over de konventionelle vertikale boringer. Det er nu muligt at udnytte ”flade” reservoirs i langt større grad end tidligere. Produktionen i en horisontal brønd er typisk en faktor 4-5 gange større end den er i en vertikal brønd. Derudover kan man fra én platform udvinde olie og gas fra flere reservoirs i en horisontal afstand på flere km fra platformen. Dette er, på trods af at horisontale brønde er dyrere at bore end vertikale brønde, en stor økonomisk gevinst, idet man derved kan udvinde olie og gas fra et reservoir uden at skulle til at bygge en platform over det.
Grundet trykket vil olien og gassen som regel selv søge op i brønden, men ofte vil man kunne øge udbyttet betydeligt ved at benytte forskellige teknikker for at få olien og gassen op til overfladen. En mulighed er injektion af vand eller gas i reservoiret gennem en nabobrønd. Dette vil øget trykket i reservoiret og dermed presse olien og gassen op til overfladen. For øjeblikket arbejdes der på et projekt, hvor man undersøger udnyttelse af kraftværkers røggas til at øge trykket i reservoirs. Således vil der i år 2005 blive opført et pilot-anlæg til rensning af røggas fra Vestkraft i Esbjerg. Anlægget bliver det første af sin slags i Europa og viser det sig succesfuld, er det planen at det skal opskaleres, således at det kan ”producere” CO2 til nedpumpning i olie-/gasreservoirs. Dermed vil der både være en miljømæssig gevinst i form af en reduktion af CO2-udledning samt en økonomisk gevinst i form af øget olie-/gasproduktion.
For at letten olien og gassens vej til overfladen kan man desuden benyttes sig af en teknik kaldet stimulering af brønden. Her pumpes der saltsyre ned gennem brønden, hvorved man ved en ætsning får den kalk hvor olien og gassen befinder sig i til at sprække. Samtidig pumpes der sand ud i sprækkerne for at forhindre, at de lukker sig igen.
Udviklingen i de teknikker der bruges til at udvinde olien med har gjort at det i dag er muligt at udvinde 25-40 % af olien fra reservoirs i den danske del af Nordsøen. Til sammenligning kan nævnes at det for 20 år siden kun var muligt at udvinde 5-15 %. Udvindingsgraden er dog stadig lav sammenlignet med felter i den engelske og norske del af Nordsøen - her kan der udvindes omkring 50 %. Dette skyldes at olien i den danske del af Nordsøen befinder sig i kridtlag som nok er porøse, men ikke er særlig permeable. I den engelske og norske del af Nordsøen befinder olien sig i mere permeable sandformationer. Udvindingsgraden af gas kan komme op på ca. 75 %.
Råproduktet fra et reservoir består sædvanligvis af en blanding af en række forskellige hydrocarboner, nitrogen, carbondioxid og vand. Der kan tillige forekomme H2S, hvilket er uønsket, idet dette medfører sundhedsmæssige og korrosive risici. Typen og mængden af hydrocarbonerne varierer kraftigt mellem forskellige verdensdele, og medfører forskellige slutprodukter.
Når strømmen fra reservoiret når overfladen, bliver den ført til behandlingsanlæg for at separere og rense den. Separeringen sker over en række separatorer, hvorigennem man via trykfald får inddelt den oprindelige blanding i en olie-, gas- samt en vandstrøm. Disse tre hovedkomponenter renses, gassen tørres, og tryk og temperatur på olie- og gasstrømmene reguleres, hvorefter disse sendes gennem hver sin rørledning til yderligere behandling på land. Vandet ledes, efter endt rensning, tilbage til havet. Ikke alle offshore installationer har eget behandlingsanlæg, men de fleste større felter har. Her er der også kapacitet til at behandle råproduktet fra felter, som ikke selv har behandlingsanlæg.
På de første danske offshore boringer udnyttede man oprindelig kun olien, idet man ikke havde faciliteter til at håndtere gassen. Denne blev derfor enten pumpet tilbage i undergrunden eller afbrændt. I 1979 besluttede man imidlertid at bygge en forbindelse fra Tyra Øst-feltet og ind til land, således at naturgassen kunne føres gennem rørledninger til et behandlingsanlæg på land og derefter videre til forbrugerne. I 1980 blev det vedtaget at bygge en tilsvarende forbindelse til olien. Hidtil havde man klaret sig med tankskibe. I dag er de fleste felter forbundet således at det meste af den producerede olie og gas føres til land gennem ledningsnettet – olien til behandlingsanlæg i Fredericia og gassen til behandlingsanlæg i Nybro ved Varde. Her foretages en yderligere rensning før olien og gassen ledes videre til aftagerne.
Dekommissionering
Sidste led i udvindingen af olie/gas fra et felt er en oprydning på stedet. Platformen skal dekommissioneres (skrottes). De fleste platforme er konstrueret til at være i drift i ca. 30 år - en alder som flere platforme nu er ved at nå. Endnu har man dog ikke udført dekommissionering af platforme i den danske del af Nordsøen, men fra år 2005 kan vi forvente at se de første eksempler herpå. I alt findes der i dag 600 platforme i Nordsøen som inden for de næste 40 år skal dekommissioneres. Dekommissioneringen anslås at toppe omkring år 2025.
Baggrunden for dekommissionering er den såkaldte OSPAR-konvention i hvilken det bl.a. er forskrevet at udtjente platforme ikke må dumpes eller efterlades på havet. Dermed er olieselskaberne forpligtet til at dekommissionere udtjente platforme – en opgave der estimeres til at løbe op i mindst 100-200 millioner kr. pr. platform.
Offshore Center Danmark fungerer for øjeblikket som koordinator på et projekt, med det formål at udarbejde prisbillige, sikre og miljøvenlige metoder til dekommissionering af udtjente platforme. Projektet udarbejdes i samarbejde med følgende virksomheder og institutioner:
Det er målet med projektet at gøre Danmark til førende indenfor miljørigtig dekommissionering. En sådan kompetence vil også åbne muligheder for den dansk offshore-industri i udlandet, og med 7-8.000 offshore-installationer på verdensplan vil det kunne vise sig som en stor gevinst i fremtiden. Mere information om projektet kan findes her.
|
