Løser en av oljeindustriens største utfordringer med menneskeskapt vulkan

Endre Woldstad Siv.ing. - Elkraftteknikk

19. oktober 2017 15 minutter lesetid

Permanent brønnplugging, eller P&A, er en hodepine for oljebransjen. Tilgjengelig teknologi representerer svært høye kostnader og antas å ha variabel levetid. Men det var før norske Interwell P&A kom opp med ideen om å bruke teknologi basert på naturens egen metode.

Michael Terje Skjold jobbet tidligere med P&A (plug & abandonment) i Nordsjøen og kjente utfordringene på kroppen hver dag. Det er en felles oppfatning blant de som jobber med P&A at dagens metoder ofte ikke er gode nok, og at de er svært ressurskrevende, da de krever at pluggingarbeidet utføres fra rigg. Dette er både miljøbelastende og dyrt.Sintef anslår at det vil koste flere hundre milliarder kroner å plugge over 4 000 utvinningsbrønner på norsk sokkel permanent. De mener at nye og revolusjonerende løsninger kan bli en viktig norsk eksportartikkel i fremtiden, samtidig som de løser et stort samfunnsproblem.

– Gjennom arbeidet mitt tenkte jeg at det må være mulig å gjøre P&A på en mer effektiv og sikrere måte, og begynte så smått å fundere på alternative metoder. Jeg hadde en stor fordel i at jeg har en teknologiinteressert omgangskrets, og det var ikke få ganger vi ble sittende og diskutere hvordan brønnplugging kunne løses. Jeg tror det var i en sånn sammenheng at magma, eller steinsmelting, ble nevnt første gangen, forteller Skjold.

Kunden

Interwell P&A

Interwell er leverandør av skreddersydde løsninger for olje- og gassbrønner, og er et norsk selskap med internasjonale operasjoner.

Selskapets 150 ansatte har inngående brønninnsikt og forstår kundens utfordringer, noe som gjør det mulig å levere skreddersydde, høyteknologiske løsninger og standardprodukter.

Konsernet har hovedkontor i Stavanger, med avdelinger i Trondheim, Aberdeen og Midt-Østen. Største enkeltaksjonær i konsernet er industri- og finansselskapet Ferd.

Setter ting tilbake til naturen

Ideen trengte noen år på å modnes før Skjold var klar for å presentere konseptet for omverdenen. Det startet med noen små forsøk i bakhagen, kombinert med litteratursøk. Han begynte å lese om magma, intrusive bergarter og vulkaner på Island, og innså at løsningen egentlig ligger helt oppe i dagen. Etter hvert var han overbevist om at steinsmelting ville fungere, og begynte å se seg om etter fagfolk som ville satse på teknologien.

Brønnplugging (P&A)

Verdens oljebrønner blir stadig eldre, og dette gir et økende behov for brønnplugging.
Det anslås at det i dag er 4 000 norske oljebrønner som vil trenge permanent nedstengning i fremtiden.
Den norske stat betaler 78 prosent av kostnadene gjennom skattereduksjoner.
Med dagens løsninger og estimater utgjør dette 876 000 000 000 NOK, som utgjør rundt 16 prosent av det statlige pensjonsfondet.
Ettersom dagens metode ikke anses som effektiv, blir mange brønner bare stengt midlertidig i påvente av bedre løsninger.

Kilde: Interwell P&A, Sintef, Petroleumstilsynet, Norsk olje og gass

– Ideen er egentlig simpel, men gjennomføringen har vist seg å være langt mer kompleks enn jeg kunne forutse. Uten fagfolk i verdensklasse hadde vi ikke vært der vi er i dag, sier han.

Den nye og revolusjonerende metoden baserer seg på en kjemisk eksotermisk reaksjon. Målet er å tilbakestille naturen til opprinnelig tilstand.

– Det vi gjør er å tilbakeføre bergarten til der den var før vi boret et hull. Vi simulerer en menneskeskapt vulkan ved hjelp av magma, og greier derfor å skape en effekt som har like gode eller bedre egenskaper enn omkringliggende formasjon. Vi optimaliserer egentlig bare en allerede kjent kjemisk reaksjon, og bruker kjent teknologi, men til en ny applikasjon, forteller Skjold.

Operasjon fra båt i stedet for rigg

Ved å tilføre jernoksyd og aluminium oppnår Interwell en prosess som gir svært høy varme, men med avtagende energi. Dermed er metoden svært trygg for dem som skal utføre den. Prosessen gir en barriere som har egenskaper lignende en intrusiv, eller vulkansk, bergart, som tetter brønnen på naturens egen måte.

– Den kjemiske prosessen går over flere minutter i en rolig og fin prosess. Selv om det er snakk om svært høy temperatur i kombinasjon med vann, er vår metode veldig trygg og fin. Det er ikke snakk om en eksplosjon, men en langsom prosess der vi hele tiden har full kontroll på utviklingen, forteller Skjold.

I dag utføres i all hovedsak P&A-operasjoner på rigger, med bruk av sement som tetningsmiddel. Dette betyr at man må bruke ressurskrevende utstyr og mye tid på å klargjøre brønnen for operasjon, samt operere P&A-verktøy på borestreng, eventuelt kveilerør, for å muliggjøre pumping av sement. Det er ofte også ønskelig at kappebergarten som ligger over reservoaret blir eksponert. Dette medfører fjerning av fôringsrør, noe som kan være en svært krevende operasjon.

Med Interwell P&A sin teknologi vil man kunne utføre en isolering av reservoaret med utstyr som plasseres i brønnen ved hjelp av kabel. I tillegg vil løsningen bruke materialet som allerede er tilstede i brønnen til å lage en barriere som ikke bare isolerer mot et rør eller kappebergart, men som faktisk binder seg til omkringliggende formasjon gjennom en metamorfoseprosess. Dermed skapes en barriere med egenskaper og en fysisk form som tåler ekstreme påkjenninger og isolerer potensielle lekkasjer fra reservoaret.

Subsea-brønner representerer de høyeste kostnadene for brønnplugging. Her er den største fordelen på kort sikt at operasjonen kan utføres fra båt, i stedet for fra rigg. Dette gjør at operasjonen tar kortere tid og gir vesentlig mindre miljøpåvirkning underveis i arbeidet. Dette sparer oljeselskapene og den norske stat for mange milliarder.

– Det er snakk om en voldsom kostnadsbesparelse. Dagens metode med bruk av sement er både tungvinn og tidkrevende. Petroleumstilsynet har anslått at så mye som 38 % av utførte forlatte brønner kan ha et brønnintegritetsproblem, dette har trigget bransjen til å tenke nytt., forteller han.

Ferd er største enkeltaksjonær

– Vi i Ferd har en visjon. Vi skal levere varig verdi og etterlate oss et tydelig fotavtrykk. For å nå denne visjonen er vi avhengige av de selskapene vi investerer i, og at de kan bidra til at vi når denne visjonen. Interwell hadde både troverdighet og eventyrlyst. De lette etter nye løsninger, som vi på det tidspunktet ikke engang visste at vi hadde behov for. Vi fikk stor tillit til selskapet, noe som gjorde at vi valgte å investere i Interwell. Potensialet for Interwells løsning er evigheten. Himmelen er ikke lenger begrensningen, dette gir faktisk fotavtrykk på månen. Vi vet ennå ikke helt hvordan vi skal ta ut dette potensialet, og hvor raskt vi kommer dit, men vi vet at vi har det riktige selskapet, de riktige partnerne og de riktige folkene.

Eier og styreformann Johan H. Andresen om hvorfor Ferd valgte å investere i ideen.

Miljø som driver

Skjold presenterte ideen for Interwell i 2012. Troen var sterk, men det tok likevel litt tid å komme i gang. Det er en enorm forpliktelse å ta på seg utviklingen av et uprøvd konsept, som i tillegg bryter helt med dagens metodikk.

– Vi så at dette kunne bli en game changer for hele bransjen. Vi trodde på ideen, og da vi i tillegg konkluderte med at vi kunne teste den uten at det ble for dyrt, var det i grunnen ingen tvil. Det at vi fikk en mulighet til å bidra til miljøet på en god måte, var en mulighet vi ikke kunne la gå fra oss. Ideen er rett og slett brilliant, sier Eirik Bergsvik, tidligere administrerende direktør i Interwell AS.

– Oljebransjen er både konservativ og risikoavers, og vi visste at det skal mye til for å få dem til å gå over til ny teknologi. Vår metode bryter også helt med det kjente, noe som gjorde at risikoen ble større. Vi visste at vi måtte legge voldsomme ressurser i kvalitetssikring og testing. Da er det godt å ha et selskap som Interwell i ryggen, sier Skjold.

Løsningen fikk navnet Rig-less Plug and Abandonment og det ble etablert et nytt selskap som skulle løfte ideen, Interwell P&A AS.

Samtidig som Interwell bestemte seg for å satse på ny og miljøfremmende teknologi, kom oljekrisen. Det er anslått at det siden 2014 har forsvunnet over 40 000 jobber i oljenæringen. Likevel erfarte Interwell at det var interesse og satsningsvilje i bransjen.

– Heldigvis blir ikke behovet for å plugge brønner mindre, men behovet for kostnadseffektivisering øker, samtidig som at miljøaspektet blir stadig viktigere for stadig flere. Med vår metode sparer vi miljøet for mye frakt og merarbeid, men det aller viktigste miljøaspektet er selvsagt at vi kan hindre lekkasjer og utslipp av hydrokarboner, sier han.

I verste fall kan en lekkasje fra et reservoar skape store miljøødeleggelser både til havs og til lands. Hydrokarboner fra landbrønner kan forurense drikkevann eller ødelegge omgivelser for dyr og mennesker. Tanken på at vår metode kan forhindre dette er veldig tilfredsstillende.

– Oljebransjen er kjent for å holde seg til kjente metoder, standarder, leverandører og så videre. Oppleves de som mer åpne for innovative løsninger nå etter oljekrisen?

– Vi har erfart at bransjen er mer opptatt av effektiviseringsmetoder, og da spesielt de som kan gi en markant kostreduksjon. Til tross for oljekrisen opplever vi at det har vært vilje fra både operatørselskaper og myndigheter til å satse på ny teknologi. Utfordringen nå er blant annet å få bransjen til å forstå at krav og regler stort sett er bygget på tidligere kunnskap og eksisterende teknologi, ikke nødvendigvis på kommende, ny teknologi. Når man introduserer en radikalt, ny teknologi som vi gjør i dette tilfellet, må eksisterende industristandarder og teknologikrav justeres, noe som kan ta litt tid, sier Skjold.

Ny teknologi møter geologi

Det er nå 15 personer som jobber fulltid med å utvikle og teste konseptet. Interwell har blant annet vært i Canada for å teste teknologien i landbaserte brønner. Det er gjort studier og erfaringsoverføringer på Island og i Skottland, og fagekspertise er hentet inn fra hele verden. Ingenting overlates til tilfeldighetene når oljeindustrien skal overbevises.

– Hadde noen fortalt meg i 2012 at vi skulle være der vi er i dag, hadde jeg nok ikke trodd på det. Veien har vært lang, men ekstremt lærerik. Det er fascinerende å jobbe med de aller beste fagfolkene innen sine kategorier, og det å se to så ulike fagfelt – teknologi og geologi – bokstavelig talt smelte sammen, har vært utrolig givende, forteller Skjold.

I disse dager venter han på den første sertifiseringen, fasilitert av DNV GL. Første milepæl er allerede forsert, da testresultatene fra Canada nylig kom tilbake med svært oppløftende informasjon. Resultatene presenteres på Norsk olje og gass’ P&A-forum i Stavanger 18. oktober i år.

– Testresultatene er ganske så oppsiktsvekkende. Så vidt vi vet er det ingen andre som har gjort tilsvarende omfattende tester i et plugget brønnreservoar. Vi har totalt utført fire operasjoner, og resultatene er positive. Vi har blant annet langtidsovervåket en brønn i Canada, eid av oljeselskapet Centrica, i over ett år, og prøvene kunne ikke har vært bedre, forteller han.

– Svarene vi har fått beviser at det grunnleggende konseptet fungerer som det skal.

Samarbeid er nøkkelen til suksess

– Det har til tider føltes som å løpe maraton etter maraton. Hver gang du nærmer deg mål, er det noen som flytter på målstreken. Kombinasjonen av å være naiv og sta har vist seg å være helt nødvendig for å komme i mål, sier han.

– Vi har underveis møtt mange personer som vil, men som ikke vil nok. Heldigvis har vi hatt noen viktige nøkkelpersoner som hele tiden har trodd på oss, og som virkelig vil. Uten disse hadde vi nok ikke vært der vi er i dag.

Drømmen om å skape en metode som løser et stort samfunnsbehov og en enorm miljøproblematikk er like om hjørnet. På veien har Interwell P&A fått støtte fra Forskningsrådet, Statoil og Aker BP. Nå håper de at resten av bransjen tar løsningen imot med like åpne armer.

– Hva har patentene betydd for dere?

– De har gitt oss en trygghet på at vi har beskyttet investeringen vår. Der oljeselskapene har reservoarer med hydrokarboner som sine viktigste verdier, har vi vår verdi i selve teknologien. Da er det viktig at denne er beskyttet. At vi har patentene i ryggen gjør at vi kan snakke fritt om teknologien, at vi kan dele kunnskap og samarbeide med andre uten å bekymre oss for eierskap eller risikoen for å bli kopiert.

– For å få kunnskap må man også gi noe, og dette har vært helt sentralt i utviklingen av vår Rig-less Plug & Abandonment-løsning. På mange måter kan man si at patenter har vært avgjørende for at vi har kunnet satse på dette, sier han.

– Hva er ditt råd til andre som har en idé i magen?

– Finn en god partner så fort du kan. Ingen kan gjøre alt alene, og skal du ha krefter til å stå løpet ut må du ha andre på laget. Konsentrer deg om det du er god på, og bruk eksperter på alt det andre, som patentbeskyttelse, forskning, økonomistyring, nettverksbygging, miljøalibi og så videre. Følg magefølelsen og tør å stole på at du kan gå din egen vei. Dette krever en god porsjon utholdenhet, men er trolig verdt det til slutt.

Patent muliggjør samarbeid

En forutsetning for tett samarbeid er beskyttelse av ideen. Noe av det første Interwell gjorde da de bestemte seg for å satse på konseptet, var å søke patentbeskyttelse.

– Interwell hadde tidligere jobbet med Onsagers med stor suksess, og det var naturlig å kontakte dem da vi trengte hjelp til å beskytte vår nye idé. Vi startet med et grunnpatent, og begynte å beskrive prosessen med å smelte stein. Etterhvert viste det seg at vi trengte flere delpatenter for å få dette til, sier Skjold.

Han forteller at patentet har blitt utsatt for vurderinger av andre aktørers advokater i forbindelse med omfanget av patentet, og er blitt erklært som et av de mest solide patentene de har lest.

– Det ble en meget bra patentsøknad. Mye takket være inngående teknisk kompetanse fra våre kontaktpersoner i Onsagers. Når man jobber med noe så spesifikt som teknologi og geologi, kan selve beskrivelsen være en tung prosess. Da er det svært viktig at vår samarbeidspartner har den kompetansen som trengs for blant annet å beskrive den eksotermiske reaksjonen, som smelter formasjonen og re-etablerer kappebergarten i detalj, sier han.

I tillegg er god bransjekunnskap svært viktig. For å skrive en god patentsøknad må man ha full oversikt over hva som er patentsøkt tidligere, hva som er innvilget og ikke, og hvorfor.

– Å skrive gode patentsøknader er et eget fagfelt, og i tillegg må man være spesialist på vårt fagfelt. Det er en krevende balansegang. Det var en befrielse for oss at vi kunne bruke vårt eget språk, og likevel bli forstått av de som skulle hjelpe oss. Våre kontaktpersoner i Onsagers hadde, i likhet med meg, bakgrunn som petroleumsingeniører, noe som gjorde at de kunne omforme det jeg sa til en svært god søknad, forteller Skjold.

I dag ligger det inne flere patentsøknader i flere markeder rundt om i verden.

Ønsker å gi noe tilbake til samfunnet

Selv er Skjold familiefar, med en datter på tretten og en sønn på seks år. Han bruker familien som fristed.

– Ofte er det også sånn at seksåringen får meg til å tenke. Det er ingen som undrer seg bedre enn en seksåring. Jeg lærer også mye av å hjelpe trettenåringen med lekser. Takk Gud for Google!, sier han humoristisk.

Egentlig skulle Michael Terje Skjold jobbe med skogsbruk, og han utdannet seg innen landbruk. Men da han ikke hadde råd til egen gård, og det ikke dukket opp noen odelsjente i tide, omskolerte han seg til petroleumstekniker. Han lurer fortsatt på hva han skal bli når han blir stor.

– Etter dette prosjektet drømmer jeg om å bli geolog. For et fantastisk spennende univers! I Interwell har jeg fått jobbe med noen av de beste ingeniørene innen sitt fagfelt. De er unge og idealistiske, og ønsker å gi noe tilbake til samfunnet. Vi har en skikkelig gründer-drive hele gjengen, noe som hele tiden gir ny energi, sier han.

– Akkurat nå kan jeg ikke tenke meg noe mer spennende enn å forsøke å løse utfordringen med bærekraftig brønnplugging. Vi har nok ikke helt forstått hvor mye vår teknologi kan bety for både oljebransjen og miljøet i uendelig mange år fremover, sier han.

– Dette er et svært ambisiøst prosjekt, med stort potensiale for å kutte kostnader. Verdien i dette prosjektet er svært høy, ikke bare for Interwell, men for hele bransjen og samfunnet forøvrig, sier Tarjei Nødtvedt Malme, programkoordinator i Forskningsrådet.

Tar du eierskap til din unike teknologi gir det arbeidsro og mulighet å kapitalisere på din ide enten du skal bringen den til markedet selv, eller sammen med andre.

Bidragsytere

Endre Woldstad

Siv.ing. - Elkraftteknikk

Endre er sivilingeniør i elkraftteknikk, med kunnskap om kraftelektronikk, offshoreteknologi, P&A, dieselelektriske fremdriftssystemer, batteridrift, smartteknologi m.m.

Kontakt

Håvard Larsen Rykkje

M.Sc., Petroleum Technology

Siv.ing. i petroleumsteknologi (boring) med kunnskap om subsea-systemer, boring, slam, produksjon, intervensjon, hivkompensering av borerør, Plugging and Abandonment, Fracking m.m.