edrift på norsk sokkel - det tredje effektiviseringsspranget

Transkript

1 edrift på norsk sokkel - det tredje effektiviseringsspranget

2 Innholdsfortegnelse 1 Sammendrag Innledning Utviklingstrekk Generelt Nye arbeidsprosesser og samarbeidsformer integrerte operasjoner Elektronisk informasjonsdeling Informasjons- og kommunikasjonsteknologi Smarte bore- og brønnoperasjoner Smart produksjonsoptimalisering og reservoarstyring Smarte drifts- og vedlikeholdsprosesser Modne områder som drivkraft ConocoPhillips operasjoner i Ekofisk-området BPs operasjoner i sørlige Nordsjø Statoils operasjoner i Tampen-området Hydros operasjoner i Oseberg-området Nye utbygginger som drivkraft Utviklingen av Ormen Lange Utviklingen av Snøhvit Scenario Innledning Et mulig bilde av aktivitetene på sokkelen i Arbeidsprosessene og samarbeidsformene er endret De økonomiske gevinstene er store Effektene på miljø og sikkerhet er positive Industristrukturen er betydelig endret Barrierer Tekniske barrierer Organisatoriske barrierer Konklusjoner og anbefalinger...33

3 1 Sammendrag Flere er av den oppfatning at det er mulig å forbedre HMS-resultatene, øke utvinningsgraden og redusere driftskostnadene vesentlig gjennom utvikling og innføring av såkalte edriftskonsepter på norsk sokkel. Det finnes ingen entydig definisjon av edrift, men begrepet benyttes i denne rapporten til å betegne driftskonsepter der nye informasjons- og kommunikasjonsteknologier (IKT) og sanntidsdata utnyttes til å optimalisere operasjonene på sokkelen. OLF satte høsten 2002 ned en arbeidsgruppe bestående av representanter fra olje- og serviceselskaper som skulle: Kartlegge status, drivkrefter og utviklingsretninger mht. innføring av edrift på norsk sokkel Utvikle et fremtidsscenario for norsk sokkel anno 2010, der edrift er innført Vurdere potensialet og kartlegge barrierer og konsekvenser forbundet med implementering av edrift Fremme anbefalinger med hensyn til fokusområder Rapporten beskriver de teknologiske utviklingstrekkene som peker i retning av edrift, og eksempler fra norsk sokkel som viser at utviklingen i denne retning allerede er i gang. Et hovedtrekk i utviklingen er økende mengder sanntidsdata som overføres til land. Det pekes på at effektiv utnyttelse av økte datamengder er en vesentlig utfordring industrien står foran for å kunne realisere det potensialet disse representerer. Effektiv sanntids datautnyttelse vil resultere i: Smartere og mer effektive boreoperasjoner og mer optimale brønnbaner Smartere utvinning, mer optimal strømningskontroll i brønner og prosessanlegg og bedre reservoarutnyttelse Smartere drifts- og vedlikeholdsprosesser Dette vil gi: Økt produksjon og utvinningsgrad Forlengelse av haleproduksjonsfasen for modne felt Kostnadseffektiv innfasing av satellittfelt rundt plattformsentre Økt sikkerhet og driftsregularitet Det beskrevne scenariet for 2010 indikerer at edrift har potensial til å representere et betydelig effektiviseringssprang på norsk sokkel, og at edrift er en av de sentrale forutsetningene for realisering av den langsiktige utviklingsbanen som diskutert i Stortingsmelding nr. 38 ( ): Om olje og gassvirksomheten. Rapporten diskuterer videre de tekniske og organisatoriske barrierene som må brytes, inklusive endring av arbeidsprosesser, arbeidsdeling mellom hav og land og samarbeidsformer mellom operatører og leverandører. Det pekes spesielt på de sikkerhetsmessige aspektene i denne endringsprosessen og at utviklingen vil resultere i betydelige endringer av industristrukturen innen olje og gass. Side 3

4 Arbeidsgruppen anbefaler å bruke begrepet integrerte operasjoner framfor fjernstyring for å betegne utviklingen. Tiden er moden, og norsk sokkel er i god posisjon til å gripe disse mulighetene. Utfordringen blir å sikre tilstrekkelig omfang, kraft og tempo i implementeringen både med tanke på verdiskapingen på norsk sokkel og for å posisjonere norsk kunnskapsindustri mot et internasjonalt marked i rask utvikling. Rapporten avsluttes med anbefalinger til fokusområder for olje- og serviceselskapene, arbeidsgiver- og arbeidstakerorganisasjonene, myndigheter, og universiteter og forskningsinstitusjoner rettet mot edrift. Det pekes spesielt på synergimulighetene mellom norsk oljeog gassindustri og kunnskaps- og IT-industri. Side 4

5 2 Innledning Flere er av den oppfatning at det er mulig å forbedre HMS-resultatene, øke utvinningsgraden og redusere driftskostnadene vesentlig gjennom utvikling og innføring av IKT-støttede driftskonsepter, såkalte edrifts-konsepter. Det finnes ingen entydig definisjon av edrift, men begrepet benyttes i denne rapporten til å betegne driftskonsepter der nye informasjons- og kommunikasjonsteknologier (IKT) og sanntidsdata utnyttes til å optimalisere operasjonene på sokkelen. Utviklingen i denne retning er i gang, og flere edrifts-konsepter er lansert. Disse er gitt navn som Smarte felt, efelt, Instrumenterte felt, Digitale felt og Fjerndrift. Industriens interesse for utvikling og utnyttelse av mulighetene knyttet til edrift varierer til tross for dette sterkt. OLF satte derfor høsten 2002 i gang et prosjekt for å: Kartlegge status, drivkrefter og utviklingsretninger med hensyn til innføring av edrift på norsk sokkel Utvikle et fremtidsscenario for norsk sokkel anno 2010, der edrift er innført Vurdere potensialet og kartlegge barrierer og konsekvenser forbundet med implementering av edrift Fremme anbefalinger med hensyn til fokusområder Lisensadministrasjon Boring og brønnoperasjoner Reservoarstyring og produksjonsoptimalisering Drift og vedlikehold Logistikk og innkjøp Figur 2-1: Funksjonsområder som omfattes av edrift Kjernefunksjonene for edrift er her definert til å inkludere boring og brønnoperasjoner, produksjonsoptimalisering og reservoarstyring, drift og vedlikehold. ehandel, som først og fremst retter seg mot logistikk og innkjøp, og lisensadministrasjon understøtter begge edrift, men er ikke spesielt fokusert på i denne rapporten. Prosjektgruppen har bestått av Trond Lilleng, Norsk Hydro (leder), Thore Langeland, OLF, Roy Ruså, Petoro, Paul Hocking og Tor Minsaas, BP, Per Christian Malmin, Statoil, Kristin Anfinsen, ConocoPhillips, Mona Wahlen, Baker Hughes INTEQ, Turid Øygard, OD (observatør) og Kaare Finbak, TietoEnator. I denne rapporten presenteres prosjektets konklusjoner. Rapporten er strukturert på følgende vis: I kapittel 3 diskuteres utviklingstrekkene i retning av edrift, og de muligheter IKT og standarder for elektronisk deling av informasjon gir oljeindustrien til å effektivisere arbeidsprosesser og samarbeidsformer Side 5

6 I kapittel 4 og 5 beskrives eksempler på implementering av edrift i enkelte modne områder og nye utbyggingsprosjekter på norsk sokkel. I kapittel 6 presenteres scenariet for år 2010, der edrift er implementert. I kapittel 7 diskuteres viktige barrierer for innføring av edrift. I kapittel 8 presenteres prosjektets konklusjoner og anbefalinger. Rapporten er utarbeidet med basis i informasjon og innspill fra de fleste operatører og noen sentrale leverandører på norsk sokkel. Arbeidsgruppen har avholdt separate diskusjonsmøter med Baker Hughes, Schlumberger, Halliburton, Aker Kværner, CorrOcean, RC/DEI, ABB, Norsk Hydro og Statoil, som alle har gitt viktige bidrag. 3 Utviklingstrekk 3.1 Generelt Siden midten av åttitallet er det tatt to effektiviseringssprang på norsk sokkel. De har begge resultert i en sterk reduksjon av driftskostnadene. Industrien har mulighet til å ta nok et effektiviseringssprang gjennom utnyttelse av de muligheter som IKT og nye standarder for elektronisk deling av informasjon nå gir industrien. Industri og myndigheter er enige om at norsk sokkel står overfor store utfordringer. Det gjenspeiles i nyhetsmeldinger, situasjonsrapporter og stortingsmeldinger. Dette skyldes blant annet følgende: Oljeproduksjonen på norsk sokkel faller, mens driftskostnadene stiger Skjerpede lønnsomhetskrav fra eiere og kapitalmarked i kombinasjon med et høyt kostnads- og skattenivå sammenlignet med andre olje og gassprovinser, og forventninger om en lavere framtidig oljepris, har ført til et sterkt kostnads- og effektiviseringspress. Reduserte letemuligheter og mangel på utbyggingsprosjekter har ført til et fallende aktivitetsnivå Disse utviklingstrekkene indikerer alle at norsk sokkel er en moden olje- og gassprovins med fallende aktivitetsnivå og attraktivitet. Mrd. NOK (nominelle) Investeringer i nye felt Figur 3-1: Utbyggingstempoet er fallende (SSB, 2002) Side 6

7 Den norske olje- og gassindustrien har stått overfor store utfordringer før, og har møtt disse ved å utvikle og anvende ny teknologi og restrukturere virksomheten. Industrien tok i perioden to effektiviseringssprang. Disse sprangene karakteriseres m.a. av: Forbedret 2D seismikk, nytt boreutstyr som topdrive, nye loggeteknologier under boring, mer avanserte verktøy for geologisk modellering og reservoarsimulering, og nye utdrivningsmetoder som alternerende vann og gassinjeksjon (WAG) Bruk av 3D seismikk, horisontale brønner, roterende styrbare boresystemer, flytende produksjonsenheter, undervannsløsninger og løsninger for flerfasetransport av ubehandlet brønnstrøm, parallelliserte arbeidsprosesser, integrerte team og partnerskap NOK pr. fat oe Sprang 1 Løftekostnader Sprang 2 Sprang Figur 3-2: Industrien på norsk sokkel tok i perioden to effektiviseringssprang. edrift vi kunne muliggjøre et nytt Utbyggings- og driftskostnadene pr. fat oe ble, som en følge av disse sprangene, sterkt redusert. Samtidig ble oljeutvinningsgraden økt betydelig, skadelige utslipp pr. produsert enhet redusert og sikkerheten forbedret. Industrien antas å ville følge samme strategi i årene framover. Men i årene framover vil IKT og nye arbeidsprosesser og driftsformer trolig spille en vel så viktig rolle som tradisjonelle oppstrømsteknologier. Årsaken til dette er de mange mulighetene som oppstår når nye oljeog gassteknologier og IKT kombineres og utnyttes i sammenheng, bl.a. følgende: Avanserte retningsboringssystemer og målesystemer som ser dypt inn i formasjonene under boring Intelligente nedihullssensorer og kompletteringer 4D seismikk, inkl. avanserte streamere og kabler på havbunnen for repeterende seismisk monitorering Intelligente tilstands- og prosessensorer på plattformer og havbunn Nye datatransmisjonsteknologier og fiberbaserte bredbåndsnett som forbinder hav og land Utviklingen av operasjonssentra hos operatører og serviceselskap med avanserte audiovisuelle grensesnitt og dataløsninger Internettbaserte IKT-løsninger og internasjonale standarder for elektronisk deling og utveksling av informasjon som gjør det mulig å samle inn og utveksle sanntidsdata mellom operasjonene til havs og produksjonsstyrings- og optimaliseringsfunksjoner på land, uavhengig av geografi Side 7

8 Denne utviklingen muliggjør en radikal endring av arbeidsprosesser, arbeidsdeling mellom hav og land og samarbeidsformer mellom operatører og leverandører. Årlig produksjon av olje, gass og NGL (mill. Sm 3 oe) Forvitringsbanen Den langsiktige utviklingsbanen Figur 3-3: edrift er et sentralt virkemiddel for å realisere den langsiktige verdiskapingen på den norsk sokkelen Potensialet forbundet med implementering av edrift antas så stort at en kan tale om et nytt effektiviseringssprang. Som beskrevet i de etterfølgende kapitler, indikerer utviklingstrekk og erfaringer fra pilotprosjekter på norsk sokkel og i andre land at edrift vil kunne redusere kostnadsnivået, akselerere produksjonen, øke utvinningsgraden og forbedre HMSresultatene vesentlig. edrift anses således som et sentralt virkemiddel for realisering av den langsiktige utviklingsbanen beskrevet i Stortingsmelding nr. 38 ( ): Om olje- og gassvirksomheten. 3.2 Nye arbeidsprosesser og samarbeidsformer integrerte operasjoner Industrien benytter i dag begrensede deler av innsamlede data fra operasjonene på sokkelen. Samtidig øker datamengdene dramatisk. Prosesser og verktøy for effektiv utnyttelse av økte datamengder i sanntid i operasjonelle beslutningsprosesser forventes å føre til betydelige endringer av dagens arbeidsprosesser og driftsformer. Beslutningssløyfer og arbeidsprosesser vil bli tettere integrert. Arbeidsdelingen mellom hav og land vil bli endret, og virtuelle team bestående av personell fra operatører, serviceselskaper og leverandører vil bli etablert. Sanntids tilgjengelighet av et bredt spekter av ekspertise fra alle involverte aktører vil gi bedre og raskere operasjonelle beslutninger. Et av hovedtrekkene i utviklingen er at arbeidsprosesser og beslutningssløyfer knyttet til undergrunn og prosessanlegg blir gjort online og integrert mye tettere enn tidligere. I tillegg går utviklingen i retning av en mye tettere integrasjon mellom sokkel og land og mellom operatører og serviceselskaper. Side 8

9 Reservoar - optimalisering Produksjonsoptimalisering Kort sløyfe (dag) Longer plateau production Lang sløyfe (måned og år) recovery Figur 3-4: Beslutnings- og arbeidsprosesser knyttet til undergrunnen og prosessanleggene vil bli integrert og lagt inn i de samme beslutnings- og optimaliseringssløyfer Det finnes allerede en rekke eksempler på "lokal" fjernoperasjon av produksjonsenheter på norsk sokkel. For eksempel fjernopereres Sleipner B fra Sleipner A, Hod fra Valhall, Huldra fra Veslefrikk og Tambar fra Ula. I Ekofisk-området har ConocoPhillips avbemannet to plattformer, installert én ubemannet plattform og lagt planer for fjernoperasjon av nye, opprinnelig bemannede enheter. En rekke undervannsinstallasjoner på sokkelen fjernopereres, og det er mulig å fjernoperere store deler av produksjonsanlegget på Troll A fra landanlegget på Kollsnes. edrift vil akselerere og forsterke denne utviklingen. Det nye i denne sammenheng er at fiberoptiske kabler etter hvert forbinder de fleste produksjonsinstallasjonene direkte til land. Begrensninger i kommunikasjonskapasiteten som tidligere umuligjorde fjernoperasjon fra land er derved fjernet. Analyser av enkelte felt i haleproduksjonsfasen viser at timeforbruket kan reduseres betydelig ved økt automatisering, modifisering av utstyr med stort vedlikeholdsbehov og overføring av arbeidsoppgaver til land, samtidig som kravene til sikkerhet, ytre miljø, arbeidsmiljø og beredskap fullt ut kan ivaretas. Resultatet av disse analysene er i samsvar med erfaringene på britisk og nederlandsk sokkel. Der er bemanningen på enkelte plattformer i haleproduksjonsfase blitt redusert med opp til 70% uten at det har gått ut over produksjonen og sikkerheten, og edrift har vært et sentralt virkemiddel. Utviklingen ute på sokkelen går i retning av en tettere integrasjon av drifts- og vedlikeholdsfunksjonene og flerfaglige team. edrift vil bidra til at miljøene på sokkel og land kan utveksle kvalitetssikrede data i sanntid og kommunisere raskere og bedre, og derved effektivisere planleggings- og samarbeidsprosessene som tradisjonelt har vært sekvensielle og tidkrevende. På land vil integrasjonen mellom fagområdene forsterkes, og det vil utvikle seg til dels nye fagdisipliner i grenseflaten mellom de tradisjonelle fagområdene. Nye arbeidsprosesser og samarbeidsformer vil gjøre det mulig for landstøtteenhetene å avlaste og være mer proaktive overfor sokkelenhetene. Den grunnleggende forutsetningen for denne utviklingen er en kraftig forbedring av planleggingsprosessene og datautnyttelsen, hvilket også forventes å resultere i en tettere Side 9

10 integrering av serviceselskaper og annen ekspertise i daglige, operasjonelle oppgaver og beslutningsprosesser. Operatører og serviceselskaper er i ferd med å utvikle et nettverk av landbaserte operasjonsog ekspertsentra som vil understøtte denne utviklingen. I disse operasjonssentraene vil selskapene ta i bruk nye, avanserte kommunikasjons-, video-, visualiserings- og virtual reality -verktøy. 3.3 Elektronisk informasjonsdeling For at edrift skal kunne implementeres, må standarder for elektronisk deling av informasjon mellom selskaper og disipliner etableres. Utviklingen innenfor dette området har de siste årene vært meget positiv. En grunnleggende forutsetning for edrift er at operatører, leverandører og fagdisipliner kan dele elektronisk informasjon med hverandre på en effektiv og sikker måte. For at informasjon skal kunne deles elektronisk, må det etableres og implementeres felles standarder for deling og utveksling av informasjon. Disse standardene kan bygges opp på samme måte som et typisk språk, dvs. gjennom etablering av en felles syntaks og semantikk. Standardiseringsarbeidet har pågått i år. Industrien har tradisjonelt utviklet standarder for både språk og arbeidsprosesser. Eksempler på slike er ISOs STEP-standard for ingeniørdata og POSCs EPICENTRE-standard for geologiske og geofysiske data. Disse standardene har bidratt betydelig til en standardisering av semantikken. Men de har vært vanskelige å implementere og har i flere tilfeller ført til uheldig frysing av arbeidsprosesser. P&ID-vindu Dataarkvindu ISO TC67 3D reservoarvindu 3D DAK-vindu Figur 3-5: ISO gjør det mulig å dele undergrunns- og anleggsinformasjon i sanntid på tvers av disipliner og selskaper De siste årene har det imidlertid skjedd en meget positiv utvikling innenfor dette området. Standardiseringen fokuserer i dag primært på syntaks og semantikk. Siden Side 10

11 arbeidsprosesser er utelatt, gir dette meget stor fleksibilitet ved implementering og enkel oppdatering. De viktigste datastandarder i dag er ISO standarden Integration of life-cycle data for process plants including oil and gas production facilities, POSCs EPICENTRE-standard og Wellsite Information Transfer Standard (WITSML) for bore- og loggedata Disse standardene gjør det mulig å etablere virtuelle modeller av anlegg, reservoarer og brønner og å dele informasjon innen anleggs-, undergrunns- og boredisiplinene. For at informasjonen skal kunne deles mellom alle disipliner må imidlertid enda noen brikker legges på plass: ISO-standarden må utvides til å inkludere begrepene i POSCs EPICENTRE- og WITSML-standarder Det må utarbeides ordlister for gjenstående anlegg- og prosessdisipliner I tillegg må standardene tas i bruk. Implementeringsløpet er allerede startet. Erfaringene til de selskapene som har tatt standardene i bruk, er positive. 3.4 Informasjons- og kommunikasjonsteknologi Utviklingen innenfor IKT-området har gjort det teknisk mulig å overføre sanntidsinformasjon til land og å optimalisere og styre de fleste av operasjonene derifra. Løsninger for automatisk innsamling av data, detektering av avvik og optimalisering av driften, vil bedre muligheten til dette ytterligere. Oljeindustrien har i dag tilgang til intelligente sensorer, bredbåndsnett og internettbaserte databaser og applikasjoner for optimalisering og styring av flere av operasjonene til havs: Det finnes instrumenter for måling av tilstand og status for brønner, prosessanlegg og utstyr, og løsninger for sanntidsanalyse av måleresultatene Det er investert i et fibernett med en overføringskapasitet på 2.5 gigabit pr. sekund mellom flere av feltsentrene på sokkelen og land Programvare for visualisering av reservoarer, brønner og anlegg og identifikasjon av avvik eller anomalier har gjort det mulig å analysere innsamlet informasjonen i løpet av kort tid Internettbaserte samhandlingsløsninger og avanserte video- og audioløsninger har gjort det mulig for spesialister verden over å diskutere og vurdere avvik, raskt identifisere tiltak, fatte nødvendige beslutninger og derved effektivt bistå driftspersonell til havs Dette gjør at det i dag er teknisk mulig å overvåke store deler av installasjonene og å optimalisere, koordinere og styre enkeltprosesser og aktiviteter på sokkelen fra land. I løpet av de neste årene forventes mulighetene til dette å bli enda bedre. Årsaken er at: Tilgangen på billigere og mer robuste sensorer forventes å føre til en økning av instrumenteringsgraden til havs Feltbussteknologien vil gjøre det billigere og enklere å instrumentere utstyret og å koble det opp til kontrollsystemene på plattformene Flere initiativ til videre utbygging av bredbåndsnettet på norsk sokkel forventes tatt Programvareleverandørene forventes implementere de nye standardene for elektronisk deling av informasjon og tilby oljeselskap og leverandører programmer for deling av informasjon mellom alle disipliner og selskaper Side 11

12 Programvare for automatisert datafangst og deteksjon av avvik samt sanntids optimalisering av reservoarer, brønner og anlegg, forventes redusere behovet for manuelle analyser og korte ned beslutningssløyfene ytterligere Intelligente systemer og komponenter Virtuell modell av reservoar, brønner, produksjonsprosess og anlegg 4D og 4C seismikk (på havbunn eller konvensjonell) Fiberkabel Distribuerte kontrollog monitoreringssystemer Samhandlingsløsninger Nedihulls sensorer og intelligente kompletteringer Operatør Leverandører Integrerte, landbaserte operasjonssentra Figur 3-6: Det er i dag mulig å overføre store datamengder til land. Mulighetene til å utnytte denne i sanntid vil bli enda bedre i årene som kommer Feltbussteknologien blir nærmere diskutert i seksjon 3.7. Denne teknologien vil sammen med de nye standardene for elektronisk deling av informasjon kunne revolusjonere bransjens tilgang på informasjon, mulighet til å nyttiggjøre seg informasjon og derved integrere beslutningsprosesser. 3.5 Smarte bore- og brønnoperasjoner Situasjonen mht. implementering av edrift innen boring og brønnoperasjoner varierer. Erfaringene til de selskapene som har kommet lengst, er positive. Noen boretjenesteleverandører har redusert personellbehovet til havs med opp mot 50% samtidig som kvaliteten på boretjenestene er bedret. En del aktører innenfor boreområdet har kommet ganske langt i implementering av edrift. Det gjelder leverandører av bore- og loggetjenester spesielt. De er i ferd med å utvikle og teste ut nye arbeidsprosesser for både boring og geostyring. Hovedleverandørene av boretjenester leverer i dag alle ulike typer edriftsløsninger. Baker Hughes INTEQ har for eksempel styrt boreoperasjoner på ni rigger fra sitt operasjonssenter Beacon i Tananger. Resultatene er oppløftende. Beslutningsprosessene og tjenestekvaliteten er bedret, boretiden redusert, brønnene bedre plassert og brønneffektiviteten økt. Samtidig er opp mot 50% av disse leverandørenes riggpersonell flyttet til land uten at sikkerhetsnivået er redusert. Side 12

13 Figur 3-7: Fra et av operasjonsrommene i Baker Hughes INTEQs BEACON-senter Selskapene har gjennom flytting av sokkelpersonell til landsentra og overføring av boredata i sanntid til disse sentra kunnet utnytte egen og andres kompetanse og ressurser bedre: Tilgang på bore- og formasjonsdata i sanntid og samarbeid mellom bore- og reservoarpersonell om sammenligning av disse dataene med reservoarmodeller, har gjort det mulig å endre brønnplaner og brønners plassering under boring Video- og visualiseringsverktøy har ført til at ekspertise verden over kan brukes til å løse evt. boreproblemer uavhengig av sted og tid Industrien arbeider intensivt for å bedre tilgangen på sanntidsdata og realisere nye effektiviserings- og forbedringsmuligheter. Innsatsen rettes bl.a. mot økning av dataoverføringshastigheten fra borekrone til overflate, bedring av prosessen for innsamling, kvalitetskontroll og tilgjengeliggjøring av data, kvaliteten og stabiliteten til nettverk og infrastruktur og integrasjonen mellom bore-, reservoarmodellerings- og simuleringsverktøy. Figur 3-7: BPs landbaserte boresenter på Forus Utviklingen vil resultere i en ytterligere reduksjon av tolknings- og analysetiden, i utvikling av konsepter for tolkning under boring isteden for måling under boring og i løsninger for automatisk identifikasjon av avvik. De første skritt er allerede tatt: Side 13

14 Norsk Hydro og BP samarbeider med Baker Hughes INTEQ og deres Beacon-senter om boring av lange horisontalbrønner og grenbrønner med strenge krav til brønnbaneoptimalisering og geostyring på hhv. Troll og Valhall BP og ConocoPhillips åpnet hvert sitt landbaserte boresentrer høsten Statoil er i ferd med å etablere et slikt senter i Stjørdalen, og Norsk Hydro bygger nytt operasjonssenter på Sandsli, som vil bli åpnet høsten Disse sentrene vil integreres med leverandørenes operasjonssentre og føre til at det etableres en ny, integrert samarbeidsform mellom operatører og serviceselskap innen boring og loggetjenester. 3.6 Smart produksjonsoptimalisering og reservoarstyring Det er tatt i bruk nedihullssensorer og -komponenter for sanntidsovervåking og brønnstyring og avansert seismisk monitoreringsutstyr (4D), og det utvikles programvare for samtidig optimalisering av reservoarutvinning, brønnstrøm og prosessanlegg. Det finnes eksempler på at en gjennom bruk av slik programvare har økt enkeltbrønners produksjon med opp mot 10%. Med edrifts-løsninger for produksjonsoptimalisering og reservoarstyring forstås løsninger for bruk av sanntid brønn- og produksjonsdata til samtidig optimalisering av daglig produksjon og langsiktig utvinningsgrad. For de fleste produksjonsenhetene i Nordsjøen utarbeides det i dag ukentlige produksjonsplaner. Disse planene lages med basis i den langsiktige utvinningsstrategien for feltet, produksjonserfaringer og planer for brønnvedlikehold. De følges opp på daglige produksjonsmøter mellom sokkel- og landapparatet. Denne arbeidsprosessen er imidlertid ikke optimal, idet det kun er en indirekte kobling mellom den kortsiktige produksjonsoptimaliseringen og den langsiktige utvinningsoptimaliseringen. Det er derfor en risiko for at den kortsiktige produksjonen optimaliseres på bekostning av den langsiktige utvinningsgraden. For å unngå dette jobbes det intenst med å etablere en automatisert kobling mellom produksjonsstyrings- og reservoarsimuleringsverktøyene. Det forventes at et økende antall brønner vil bli komplettert med nedihullssensorer. Disse kan måle trykk, temperatur, strømningsforhold og sandproduksjon. Flere typer sensorer, m.a. fiberoptiske, er tilgjengelige på markedet eller under utvikling. De fiberoptiske sensorene har ingen bevegelige deler og er meget robuste. Både punktsensorer og distribuerte sensorer, bl.a. distribuerte temperatursensorer langs hele brønnbanen, som gir selskapene helt ny informasjon om strømningsbildet i brønnene, er utviklet og tatt i bruk. BP har installert en serie fiberoptiske sensorer i brønner på oljefeltet Wytch Farm i Storbritannia. Data fra disse brønnene overføres i sanntid til BPs og leverandørers operasjonssentre for tolkning og analyse. Dette har m.a. redusert behovet for brønnintervensjon og -vedlikehold. Avansert nedihullsmonitorering kombinert med overflatestyrte nedihullskomponenter eller intelligente kompletteringer, gjør det mulig å styre innstrømningen nede i brønnen fra overflaten og derved unngå kostbare intervensjoner. Det er implementert slike løsninger bl.a. på Snorre, Troll, Oseberg og Gullfaks. Fra produksjonsbrønner på Huldra-feltet overføres data i sanntid fra nedihullsinstrumenter via Veslefrikk til Statoils operasjonssenter på Kokstad utenfor Bergen, for automatisert styring og oppfølging. Flere oljeselskaper, leverandører og forskningsmiljøer arbeider med å integrere verktøyene for kort- og langsiktig optimalisering av produksjonen. Foreløpige utprøvinger viser gode resultater. Side 14

15 Integrasjon av planleggings- og optimaliseringsverktøyene fører også til at seismiske data kan anvendes på nye måter. Seismisk monitorering ved bruk av 4D (gjentatt 3D), 4C (havbunnsseismikk) og brønnseismikk øker reservoarforståelsen og muliggjør rask identifisering av behov for optimalisering og justering av intelligente kompletteringer eller nye brønner. 3.7 Smarte drifts- og vedlikeholdsprosesser Det pågår for tiden en stille revolusjon innen drift og vedlikehold. Denne har sitt utspring i automasjonsmiljøet og mulighetene som instrumentering, integrasjon av kontroll- og styringssystemer og tilgang til sanntids styringsinformasjon fra land gir selskapene til å endre driftsform og optimalisere drifts- og vedlikeholdsarbeidet. Effekten forventes å være en betydelig avlastning av sokkelorganisasjonen, bedre prioritert vedlikehold, mer automatisert og optimalisert drift, og redusert nedetid på utstyret. FØR FRAMTIDEN Leverandør? Internett Operatør Fiberkabel Kontrollrom Feltbus Feltutstyr Intelligent feltutstyr Figur 3-8: Informasjon fra feltutstyr blir tilgjengelig for alle som trenger denne, i operatørers og leverandørers operasjonssentre Endringene innenfor drifts- og vedlikeholdsområdet kan tilskrives fire hovedforhold: Utstyret på feltene kan i tillegg til å gjøre sin tiltenkte oppgave også overvåke tilstand og slitasje og utføre oppgaver som tidligere lå i kontrollsystemene Feltbussteknologien har gjort det billigere og enklere å instrumentere utstyret og koble det opp til kontrollsystemet på plattformene. Dessuten åpner den for overføring av mer informasjon, både sekundær prosessinformasjon og, kanskje viktigere, driftsforhold, vedlikeholdsdata og feilsituasjoner Side 15

16 Det er utviklet kontrollsystemer, bygget opp av standardiserte byggeklosser, som kan suppleres med avanserte tilleggsfunksjoner for alt fra detektering av avvik til alarmhåndtering og optimalisering Informasjon om utstyr og anlegg kan overføres til land via fiberkabel og gjøres tilgjengelig for landbaserte operasjonssentra til operatører og leverandører via internett Følgende eksempler illustrerer mulige nytteverdier av denne utviklingen: Fjernovervåkning av utstyr Det er vanlig med tilstandsbasert vedlikehold, spesielt for tyngre utstyr som pumper, turbiner og kompressorer. En har til nå basert vurderingene av behovet for større overhalinger eller reparasjoner på informasjon fra en kombinasjon av manuelle og automatiske målinger. Erfaringer med bruk av informasjon fra automatiserte målinger alene er imidlertid også gode. Enkelte operatører, bl.a. BP, har erfart at en viktig faktor for å lykkes med dette har vært å gjøre bruk av høyt spesialiserte leverandører, som utfører lignende arbeid for mange kunder, til overvåking av utstyret og detektering av avvik. For mindre utstyr er instrumenteringskostnadene fremdeles høye. Disse overvåkes derfor i stor grad manuelt. Det synes likevel å være et voksende marked for overvåkning også av mindre utstyr, både på eldre og på nyere felt. Hovedårsakene til dette er at det for flere mindre komponenter er utviklet algoritmer for sammenligning av måleverdier med resultater fra matematiske modeller for eksempel for kraftforbruk på pumper i forhold til trykkforskjell og mengde eller virkningsgrad på varmevekslere. Overvåkingen foretas typisk av leverandører, som rapporterer avvik og muligheter for feil til operatørens kontrollrom eller vedlikeholdsavdeling for videre oppfølging. Feltbuss representerer også en tilnærming til fjernovervåking av utstyr. Innen elektro er det vanlig å benytte intelligent utstyr i tavlefelt. Disse gir mye informasjon om driftsforhold og feilsituasjoner. Tilsvarende er det etter hvert tilgjengelig smarte ventiler og annet feltutstyr som kan gi nyttig informasjon til vurderingene omkring tilstand og vedlikeholdsbehov. Fjernovervåkning av korrosjon og erosjon Inspeksjon og måling av korrosjon og erosjon har tradisjonelt blitt utført manuelt. Inspeksjonshyppigheten har blitt bestemt på grunnlag av faste regler. Tilgangen på løpende informasjon om anleggenes tilstand, har gjort det mulig å innføre risikobasert inspeksjon (RBI). Inspeksjonshyppigheten fastsettes da med basis i en kvantitativ analyse av konsekvensene av og risikoen for svikt. Det er imidlertid en forutsetning at anlegget er designet korrekt. Forhold som dimensjonering, materialvalg og slitestyrke må være riktig og gjort med tilstrekkelig robusthet. Innføring av RBI forutsetter at det utføres en konsekvensvurdering for hvert anlegg, at overvåkingssystemer endres og at drifts-, prosess- og inspeksjonspersonellets arbeidsoppgaver gjennomgås. Selskaper som har tatt i bruk teknikker for sanntidsovervåking av korrosjons- og erosjonshastigheter og riktig dosering av kjemikalier, kjøper for eksempel en stor del av overvåkings- og analysetjenestene fra leverandører. Leverandørene rapporterer evt. avvik til operatørens drifts- og vedlikeholdspersonell for oppfølging. Fjernovervåkning av utstyrs effektivitet og ytelse Dette er et relativt nytt felt, men det finnes eksempler på leverandører som tilbyr operatører løpende overvåking og analyse av effektiviteten og ytelsen til turbiner, kompressorer, Side 16

17 pumper, varmevekslere og annet roterende utstyr. De sammenligner måledata med avanserte referansemodeller og rapporterer muligheter for bedring av effektivitet og ytelse til operatørenes kontrollrom eller produksjonsingeniører. Forbedret områdeovervåkning Det er utviklet en del løsninger for fjernmonitorering av branntilløp, gasslekkasjer og lignende, for eksempel systemer for detektering og varsling av gasslekkasjer ved hjelp av infrarød stråling, branntilløp ved hjelp av videoovervåking og teknikker for mønstergjenkjenning. Sikkerhetsgevinstene ved bruk av denne type løsninger er store, som en følge av at områders status kan sjekkes før en operatør sendes ut for å undersøke en alarm. En av de mest spennende løsninger som er under utvikling, er kanskje Siemens Human Intervention Surveillance System (HISS). Dette systemet identifiserer avvik gjennom overføring av signaler fra en bredbånds fiberoptisk mikrofon (øre), et videokamera (øye) og et system for analyse av luften (nese) til et avansert overvåkingssystem som er i stand til å detektere og rapportere avvik fra normaltilstanden. I og med at flere eldre plattformene har eller vil bli modifisert, vil ny teknologi også kunne komme til nytte på eldre plattformer, som i utgangspunktet ofte har en lav instrumenteringsgrad og kontrollsystemer som kan være år gamle. De fleste operatører planlegger i slike prosjekter å øke automasjonsgraden, installere nye kontrollsystemer og utstyr som krever mindre vedlikehold og innføre rutiner for automatisk overvåking av utstyr. Dette bidrar til at nye driftsformer og vedlikeholdsprosesser gradvis vil bli implementert også på eldre felt. 4 Modne områder som drivkraft For å illustrere utviklingstrekk i retning av edrift innen modne områder på norsk sokkel, er det nedenfor beskrevet en del eksempler fra Ekofisk-området, Ula og Valhall, Tampen og Oseberg-området. Eksempler fra andre deler av sokkelen kunne også vært inkludert i denne sammenheng. 4.1 ConocoPhillips operasjoner i Ekofisk-området ConocoPhillips har i løpet av 90-tallet endret sine arbeidsprosesser vesentlig. Flere plattformer er avbemannet og fjernoperert, og vedlikeholds- og brønnarbeid er kampanjeorganisert. Gevinstene forbundet med denne omleggingen har vært betydelige. ConocoPhillips har som mål å koordinere driften og fjernoperere flere plattformfunksjoner fra et driftssenter i Tananger. Selskapet har allerede opprettet et landbasert boresenter, og startet planlegging og pilotering av et landbasert driftssenter. Ekofisk har vært i produksjon siden Feltet består av totalt 29 plattformer. Av disse er 18 i dag i drift. Flere av plattformene i området fjernopereres i dag. Brønnhodeplattformen 2/7D-Embla fjernopereres fra Eldfisk Kompleks. I 1996 ble de opprinnelig bemannede produksjonsplattformene 2/4 A og 2/4 B omgjort til ubemannede plattformer og fjernoperert fra 2/4K. Omleggingen til fjerndrift førte til en vesentlig endring av driftsform. Produksjonsprosessene ble forenklet, overflødig utstyr fjernet og vedlikeholdsarbeidet sterkt redusert. Større vedlikeholds- og brønnarbeid ble for eksempel kampanjeorganisert. Som det framgår av Figur 4-2, er kostnadsgevinstene betydelige. Side 17

18 Disse endringene berørte i liten grad landorganisasjonen. Men Ekofisk-komplekset har vært tilknyttet driftskontoret i Tananger via en fiberoptisk kabel fra 1998, og det overføres i dag sanntids bore- og loggedata til et landbasert Onshore Drilling Center (ODC) for bore- og brønnoperasjoner. Fra dette senteret følges i dag wireline-logging, geostyrings- og brønnstimuleringsoperasjoner i sann tid. Figur 4-1: Ekofisk-komplekset 175 Årlige driftskostnader Mill. NOK pr. år Eldfisk B Ekofisk A Bemannede installasjoner Ekofisk A Embla Fjernovervåkede installasjoner Figur 4-2: Driftskostnadene for noen av Ekofisk-installasjonene ConocoPhillips planlegger også å etablere et Onshore Operations Center (OOC). Fra dette vil drifts- og vedlikeholdsarbeidet til havs koordineres. ODC og OOC vil utgjøre en vesentlig del av et nytt, fremtidsrettet driftskonsept for Ekofisk-området. For å forlenge levetiden til feltet, forbedre produksjonsstabiliteten og bedre sikkerhetsnivået, vurderer ConocoPhillips å fjernoperere flere av Ekofisk-installasjonene. Flere av dagens sokkelaktiviteter må da flyttes til land. Det framtidige driftssenteret i Tananger vurderes i den sammenheng som nødvendig for å kunne gi sokkelorganisasjonen nødvendig driftsstøtte. Side 18

19 En slik omlegging forventes å bli betydelig mer krevende enn omleggingen gjort på 90-tallet, da de gjenværende installasjoner er mer kompliserte prosessteknisk og omleggingen forutsetter en betydelig endring av landorganisasjonen. 4.2 BPs operasjoner i sørlige Nordsjø BP har etablert et landbasert senter for boreoperasjoner. Selskapet har også utviklet en egen produksjonssimulator som - med basis i sanntidsdata fra operasjonene til havs - identifiserer muligheter for optimalisering av produksjonen. BP tilrettelegger for å utnytte mulighetene til sanntid monitorering av utstyr og produksjon og endring av sitt drifts- og vedlikeholdskonsept for operasjonene i sydlige Nordsjø i retning av edrift. BPs operasjoner i den sørlige del av Nordsjøen består av feltene Ula, Valhall og Tambar. På grunn av nærheten til Ekofisk er det et utstrakt samarbeid med ConocoPhillips, spesielt innen logistikk og kommunikasjon. Området er inne i en sterk utviklingsfase, og tre nye normalt ubemannede plattformer blir installert i løpet av 2003; to brønnhodeplattformer på flankene av Valhall-feltet (nord og sør), samt en vanninjeksjonsplattform, som bygges sammen med brønnhodeplattformen på hovedfeltet. Figur 4-3: Valhall-feltet Alle installasjonene er oppkoblet til BPs hovedkontor på Forus via fiberkabel. Kabelen ble installert i Muligheten til å overføre store mengder data fra hav til land har allerede ført til en del endringer: Det er i dag installert høykvalitets videokonferanseutstyr på alle hovedinstallasjoner Kontroll- og sikkerhetssystemene på alle opprinnelige installasjoner har blitt oppgradert og tilrettelagt for fjernovervåking og fjerndrift Operatørstasjoner har blitt installert på land (med lesetilgang) for Ula og Valhall Valhalls sikkerhets- og kontrollsystemer er oppgradert med den nyeste teknologien fra ABB og Honeywell BP har installert utstyr for vibrasjonsmonitorering og fjernovervåking av gassturbiner og kompressorer. En ekstern leverandør benytter dette til tilstandbasert vedlikeholdsanalyse av roterende utstyr ABBs sanntidssystem for slug-kontroll benyttes på Ula, CorrOceans monitoreringssystem for sandkontroll og korrosjon på Tambar Side 19

20 BP har i tillegg nylig åpnet et landbasert operasjonsrom for boring og brønnoperasjoner. Dette er i drift 24 timer i døgnet, bemannet med spesialister som støtter borelederen til havs og utstyrt for utnyttelse av sanntidsinformasjon under boring av kompliserte brønner og optimalisering av brønnbaner under boring BP har også hatt stor suksess med 4D data på Valhall, og har sammen med partnerne besluttet å installere et permanent 4C system for seismisk overvåkning. Mer enn 100 km med seismiske kabler er gravd ned i havbunnen. Dette er første installasjon av sitt slag i verden når det gjelder dekning og omfang. 4.3 Statoils operasjoner i Tampen-området Statoil har installert moderne kontrollsystemer på alle plattformer på Statfjord- og Gullfaksfeltene og knyttet disse opp mot datanettet på land slik at data om operasjonene til havs i prinsippet er tilgjengelige for alle landansatte. Statoil vil nyttiggjøre seg mulighetene dette gir selskapet til mer aktiv styring av operasjonene fra land. Det vil kreve endringer av både hav- og landorganisasjoner. Figur 4-4: Tampen-området Statoil er fra operatør for alle olje- og gassfeltene i Tampen-området. Området inkluderte foruten de modne feltene Statfjord og Gullfaks fra da av også Snorre og Visund og en rekke satellittfelt tilknyttet disse hovedfeltene. Bredbånds fibernett er installert mellom Tampen-området og land, komplettert med bredbånds radiolinjer til de fleste plattformene i området. Det er også installert Information Management Systems (IMS) for overføring av data fra prosesskontrollsystemene til det administrative datanettet på land. I prinsippet kan derfor hele organisasjonen nå "alle" data. Prosessdataene er på land knyttet til den tekniske informasjon om målepunktene, slik at en lett kan holde oversikt over hvor de aktuelle målepunkter er plassert i prosessen. Moderne prosesskontrollsystemer er installert på Statfjord- og Gullfaks-plattformene, og gir grunnlag for langt mer automatisert drift enn tidligere. På Statfjord A er det for eksempel installert et MPC-system (Model Predictive Control) for eliminasjon av produksjonstripper ved Side 20