Separator på havets bunn
Undervannsprosessering kan defineres som enhver aktiv behandling av blandingen av olje, gass, vann og sand – brønnstrømmen – i et undervannsanlegg. Det kan være pumping, separasjon og prosessering, vanninnsprøyting eller gasskompresjon.
Fordeler med gjenbruk av vann
Vannet og sanden som følger med oljen og gassen opp fra brønnen, er altså et problem som det gjelder å bli kvitt. Det har derfor vært et mål i flere teknologiutviklingsprosjekter å finne metoder for å bli kvitt vannet så tidlig som mulig i produksjonsprosessen.
Smarte ingeniører har funnet ut at ved å skille ut dette vannet på havbunnen, så nær toppen av brønnen (brønnhodet) som mulig, vil en oppnå flere fordeler. For det første vil brønnstrømmen minus vann flyte lettere opp mot plattformen. Det vil bidra til økt produksjon. For det andre: Ved å sprøyte det utskilte vannet tilbake i en nærliggende formasjon, kan det bidra til å opprettholde trykket i reservoaret, noe som igjen har potensial for ytterligere økt produksjon. Et tredje element er at ved å plassere vannbehandlingsanlegget på havbunnen, vil det ikke være behov for et tilsvarende anlegg på plattformen. Det letter vekten plattformen må bære, noe som sparer kostnader ved design og bygging.[REMOVE]Fotnote: Utstillingen Ned i dypet, Norsk Oljemuseum, 2021.
Det er to norske prosjekter som har realisert løsninger for undervanns vanninjeksjonsanlegg. Først ute var Troll Pilot som Norsk Hydro og ABB sto bak i 2000. Dernest kom Tordis Improved Oil Recovery (IOR), som Statoil og FMC sto bak i 2007. Vi skal se nærmere på den sistnevnte løsningen.
Separasjon og vanninjeksjon på Tordis
Forløperen til Tordis IOR var et prosjekt FMC Technologies fikk støtte til i 2001 fra DEMO 2000.[REMOVE]Fotnote: Som følge av de negative ringvirkningene av oljekrisen i 1998–99, bevilget staten penger til et forskningsprogram som fikk navnet DEMO 2000. Programmet startet i 1999. Statoil hadde gjennom hele 1990-årene hatt et tett samarbeid med leverandørbedriften Kongsberg Offshore, som etter et oppkjøp het FMC Technologies. Prosjektet FMC fikk støtte til var å utvikle en undervannsseparator som kunne håndtere kontinuerlig sandproduksjon, lignende Troll Pilot.
Tordis var opprinnelig Saga Petroleums felt, men ble overtatt av Statoil da Saga ble overtatt og felt fordelt mellom Hydro og Statoil i 1999. Tordis kom i produksjon 3. juni 1994, og var da Sagas andre undervannsutbygging. Feltet var utbygd med en sentral havbunnsinstallasjon (manifold) som produserte til Gullfaks C. Til sammen åtte satellittbrønner og to bunnrammer var knyttet opp til manifolden. Systemet omfattet både produksjons- og vanninjeksjonsbrønner.[REMOVE]Fotnote: Gjerde, Kristin Øye og Nergaard, Arnfinn, Subseahistorien : norsk undervannsproduksjon i 50 år, (2019): 243.
Tordis hadde høy vannproduksjon, noe som reduserte produksjonen. Statoil ønsket å gjøre noe med det. I 2005 fikk Statoil godkjent en tilleggsutbygging som innebar installasjon av et separasjonsanlegg. Hovedprinsippet var at brønnstrømmen skulle føres gjennom den nye separatoren på havbunnen. Olje skulle pumpes tilbake inn i rørledningen og videre til Gullfaks C. Det utskilte vannet, samt sand, skulle sprøytes ned i en egen vanninjeksjonsbrønn.[REMOVE]Fotnote: Smst.: 244.
FMC Technologies fikk hovedkontrakten for leveransene til Tordis SSBI, som det nå ble kalt, i samarbeid med Framo Engineering og nederlandske CDS Engineering som var spesialister innen separasjonsteknologi.[REMOVE]Fotnote: Fantoft, Hendriks, Elde: “Technology Qualification for the Tordis Subsea Separation, Boosting and Injection System”. OTC 17981, 2006.
Tordis SSBI ble bygd i moduler, slik at hovedsystemene kunne trekkes opp til overflaten for reparasjon.[REMOVE]Fotnote: Gjerde, Kristin Øye og Nergaard, Arnfinn, Subseahistorien : norsk undervannsproduksjon i 50 år, (2019): 245. Grundig testing måtte til før Tordis SSBI ble satt i drift i oktober 2007. I tiden etter oppstart kunne prosjektteamet konstatere at separatoren var effektiv og sandhåndteringen fungerte i henhold til forventningene. Vanninjeksjonen kom i gang etter planen, og systemet viste seg å fungere med høy oppetid. Likevel oppsto det problemer.
Full stans, men verdifull lærdom
Tidlig i mai 2008 ble det varslet om et oljeflak på havoverflaten nær Tordis-feltet. Undersøkelser viste at det oljeholdige injeksjonsvannet hadde funnet veien tilbake til overflaten og laget en grop med en åpning på 40 meters lengde og 7 meters dybde i havbunnen.[REMOVE]Fotnote: Oljedirektoratet, Norsk Sokkel, 16.11.2009 «Tolket Tordis feil». Tordis SSBI ble øyeblikkelig stengt ned.
OD konkluderte etter en undersøkelse med at Statoil hadde feiltolket geologien og at den typen geologisk formasjon som injeksjonsvannet skulle pumpes ned i, manglet i dette området. Prestisjeprosjektet fikk med dette en kraftig nedtur. I en intern granskingsrapport konkluderte Statoil med at hendelsen hadde medført alvorlige utslipp, tap av en injeksjonsbrønn, materielle tap og tap av den økte oljeproduksjonen som skulle bære prosjektet økonomisk. Hele ni sentrale elementer i systemet hadde sviktet.[REMOVE]Fotnote: StatoilHydro: «Granskingsrapport- Utslipp av oljeholdig vann og tap av injeksjonsbrønn» 11.08.2008.
Tordis IOR kom aldri til å operere som planlagt igjen. Det ble besluttet å fortsette å bruke separatoren, men i stedet for å injisere vannet i en injeksjonsbrønn ble det separerte vannet fra 2013 pumpet til plattformen for rensing og injeksjon.[REMOVE]Fotnote: Økland, Davies, Ramberg og Rognøl: “Steps to the Subsea Factory” OTC 24307, 2013.
Likevel kan Tordis IOR karakteriseres som et verdifullt bidrag til teknologiutviklingen på havbunnen. Prosjektet ble referansegrunnlag for en rekke initiativer i ettertid.
I 2018 var totalt 12 undervanns-separasjonssystemer planlagt, i produksjon eller skrinlagt på verdensbasis.[REMOVE]Fotnote: Offshore Magazine: “2018 Worldwide Survey of Subsea Processing: Separation, Compression and Pumping Systems, Status of technology as of March 2018”. Av ni tilfeller med oppgitt hovedleverandør stod OneSubsea for to og TechnipFMC for de sju andre. De norske initiativene i 1999, 2000 og 2001 hadde vist seg å gi verdensdominans innen undervannsprosessering.[REMOVE]Fotnote: Gjerde, Kristin Øye og Nergaard, Arnfinn, Subseahistorien : norsk undervannsproduksjon i 50 år, (2019): 246.
