Nedlukning bliver århundredets oprydningstjans

Nedlukningen af den danske olie- og gasproduktion i Nordsøen er så småt ved at gå i gang. Det er en kæmpestor og meget dyr oprydningsopgave, som mange af landets
forskere derfor forsøger at gøre så velovervejet og effektiv som muligt.

Oliefesten er ved at være forbi i Nordsøen. Eller er i hvert fald nået til det stadie, hvor nogle af festdeltagerne begynder at sive. Den vilde ungdom med uanede muligheder og ekspansioner indenfor olie- og gasproduktion er et overstået kapitel, og næste kapitel hedder noget i retning af ‘Neddrosling med henblik på pension’. Pensionsdatoen er fra politisk side sat til 2050, hvor al olie- og gasproduktion standser, men allerede nu står flere felter over for udfasning og lukning.

En del af de omkring 400 olie- og gasbrønde i den danske del af Nordsøen er nemlig etableret for op mod 50 år siden og er ved at være slidte. Samtidig er flere felter også ved at være udtømt, og så er det tid til at lukke. I fagsprog kaldes det for ‘abandonment’, og selve brøndlukningen omtales ‘P&A’ for ‘plug and abandon’, som vel kan oversættes til ‘sæt en prop i og forlad’.

‘Plug and abandon’ lyder måske nemt, men det er det selvfølgelig ikke. Det er derimod en “kæmpe arbejdsopgave”, som Charlotte Nørgaard Larsen fra DTU Offshore formulerer det. Hun er programleder på centerets forskningsprogram ‘Nedlukning af olie- og gasfelter’, der blev sat i søen i 2020 med fokus på at optimere de forestående nedlukninger af olie- og gasfelter i den danske Nordsø.

“Programmet skal hjælpe med at en skabe robust og omkostningseffektiv nedlukning med miljøsikring på kort og lang sigt. Abandonment er stadig lidt nyt her i Danmark, så der er flere ting, vi gerne vil forstå bedre, inden arbejdet med nedlukningerne for alvor går i gang,” siger hun. Derfor er der udvalgt 11 forskellige forskningsprojekter, der vil forsøge at blive klogere på f.eks. selve materialet til forseglingen, sensorer til at kunne måle uønsket udsivning fra brønden m.m.

Nøglebegreber

Platform
Ved felter på havet er platformen den struktur, der stikker op over vandet, hvor selve produktionen og videresendelsen af olien og gassen foregår, samt indkvartering af medarbejderne. Et felt kan godt have flere platforme tilknyttet.
Felt
Et olie- og gasfelt er et olie- og/eller gasreservoir, der produceres olie og/eller gas fra, og bruges også som fællesbetegnelse for både reservoir, brønde og platforme.
Reservoir
Et olie- og gasreservoir er en forekomst af olie og/eller gas nede i undergrunden, hvor de geologiske forhold gør det muligt at pumpe det op.
Brønd
En brønd er en boring, der når ned i reservoiret. Siderne af boringen er styrket med beton, og indeni er der et metalrør, hvor væsken med olien og gassen pumpes op til overfladen. En brønd i Nordsøen, der kan være flere kilometer dyb, består af flere rør, der overlapper hinanden for at give styrke og stabilitet. Øverst er rørene tykkest og bliver smallere mod bunden. Et felt kan have mange brønde tilknyttet – dels for at udnytte det optimalt, men også fordi de kan slides op med tiden og skal erstattes. Man kan derfor godt lukke en enkelt brønd uden at lukke et helt felt.

Hvad mangler vi at vide?

Charlotte Nørgaard Larsen forklarer, at abandonment helt grundlæggende handler om at genskabe de isolerende lag i undergrunden, der er blevet boret hul i for
at pumpe olien og gassen op. Og det er noget, hun har indgående kendskab til via sin tidligere stilling hos A.P. Møller Mærsk, hvor hun var med til at planlægge og bore talrige af de brønde, som nu skal lukkes.

“I brugsfasen var alle de lag, der ligger oven over reservoiret, bare noget, man skulle ned igennem. Ikke noget, man tænkte så meget over. Nu, hvor man skal lukke ned, er de lag derimod vigtige at forstå,” siger hun.

For eksempel kan der højere oppe være andre områder med olie og/eller gas, der potentielt kan sive op via den passage, brønden har skabt i undergrunden. Det er typisk områder, hvor der ikke har været olie eller gas nok til, at det kunne betale sig at udnytte det, forklarer hun, men der kan dog stadig være risiko for udsivning til overfladen fra dem. Derfor er en vigtig del af nedlukningen at vurdere geologien over reservoiret, og hvor stort såkaldt flowpotentiale der er i de øvre lag. Nogle lag kan nemlig også virke som naturlige forseglinger, hvis de er meget tætte og derfor har lavt flowpotentiale. På
den måde planlægges det for hver enkelt brønd, hvordan lukningen præcis skal foregå.

Cement med evigt perspektiv

Selve forseglingen laves typisk med god gammeldags cement, der hældes ned i hullet, så det danner flere niveauer af barrierer op gennem undergrunden. Charlotte Nørgaard Larsen forklarer, at det oftest gøres i tre niveauer:

1. En forsegling lige over selve reservoiret, der genskaber det naturlige låg, der har holdt olien og gassen nede i jorden i tusinder af år.
2. Så en forsegling et sted i midten, eller måske flere, afhængigt af lagene og deres flowpotentiale.
3. Og til sidst en forsegling lige under havbunden (se fig. 9 herunder).

Det bliver dermed flere lag af cement, der holder på olien og gassen. Altså en temmelig central del af forseglingen, og derfor også noget, der forskes i under Nedlukningsforskningsprogrammet.

“Den almindelige cement, der typisk er brugt i andre lande, som har lavet nedlukninger (f.eks. Storbritannien og Norge, red.), fungerer indtil videre fint, men vi vil blandt andet gerne undersøge langtidsvirkningen nærmere. Over geologisk tid kan der ske mange ting i undergrunden,” siger hun.

Nedlukningen skal nemlig ske ‘med et evigt perspektiv’, som det hedder i abandonment-afsnittet i den omfattende norske manual om olie- og gasproduktion, som også bruges i Danmark (kaldet NORSOK D-010, 2013). De forseglinger, der
laves, skal dermed kunne holde til ‘enhver forudseelig kemisk og geologisk proces’, som der står.

Evigheden tilføjes i en computer

Derfor er professor Jørgen Skibsted på Aarhus Universitets Institut for Kemi i gang med at udsætte cementprøver for et utal af kemiske og geologiske processer, der med større
eller mindre rimelighed vil kunne forventes at ske ude under Nordsøens havbund. Han fortæller, at der blandt andet er stor forskel på, hvad cementen skal kunne holde til lige ved havbunden og længere nede i brønden.

“Ved den dybeste plug mange hundrede meter nede i jorden kan der for eksempel sagtens være temperaturer på 65-70 grader celsius, og trykket er meget højere end ved overfladen. Vandet dernede er også af en anden sammensætning end ved overfladen, og det skal cementen kunne tåle, også over lang tid,” siger han.

Det er klart, at man ikke kan vente i tusind og hundredtusinder af år på, hvad der sker med cementprøverne i laboratoriet. Evighedsperspektivet tilføjes i en computer, som han forklarer.

“Vores resultater tages videre i særligt udviklede computermodeller hos vores forskerkolleger ved DTU, som estimerer, hvad der sker med cementen over tid.”

En brøndbarrieres 6 bud
En brønd kan godt lukkes midlertidigt, men skal lukningen være permanent, er der særligt strikse krav. Barrieren skal forsegle på tværs af hele brønden, dvs. helt ud til bjergarterne i undergrunden, så der lukkes af både lodret og vandret. De permanente barrierer (der skal typisk være mindst tre) i en olie-/gasbrønd skal derudover:
• være uigennemtrængelig (for relevante substanser)
• være langtidsvirkende
• ikke kunne skrumpe ind
• kunne modstå mekaniske trykpåvirkninger og slag
• kunne modstå relevante substanser, f.eks. svovlsyre, CO2, olie, gas
• kunne danne en tæt forbindelse til ståloverflader

Væske holder olie på plads

Det vil imidlertid sjældent være sådan, at der står en stråle ud med olie, hvis der går en revne i en cementprop. Det fortæller Christian Husum Frederiksen, som er production technology advisor ved DTU Offshore, og som også er med i Nedlukning-programmet. Han påpeger, at det selvfølgelig er meget vigtigt, at brøndene forsegles efter de gældende internationale standarder, men at olien og gassen i mange tilfælde vil have svært ved at komme op til overfladen af sig selv.

“I de her aldrende felter, som skal lukkes, er trykket fra olien og gassen nede i reservoirerne ikke længere højt nok til at overvinde selve vægten fra væskesøjlen inde i røret, som jo er en kolonne på måske tre kilometer. Det vejer en hel del, og det skal olien og gassen skubbe væk for at komme op til overfladen,” siger han (se fig. 10).

Når felterne er nyåbnede, vil trykket normalt være højt nok til, at olien og gassen kan komme op til overfladen, men det overtryk forsvinder med tiden, efterhånden som der bliver mindre og mindre olie og gas dernede.

“For overhovedet at få olie og gas ud af felterne skal man ofte hjælpe den på vej med det, vi kalder ‘gaslift’. Her pumpes ekstra gas ind i produktionsrøret, så væskekolonnen kommer til at veje mindre, og olien og gassen fra reservoiret bedre kan stige op til overfladen. Så hvis der mod forventning skulle opstå revner i forseglingen, er det min vurdering, at der ikke vil stå en stråle ud, men nærmere ske en langsom udsivning
og formentlig primært af gas, ikke olie. Men det har man så de tre lag cement til at standse,” siger Christian Husum Frederiksen.

Brønde med skæl

Forseglingen med cementpropperne er imidlertid et af de sidste trin i en forudgående proces. Charlotte Nørgaard Larsen forklarer, at inden man pumper cement ned
i brønden, skal man først have ‘klargjort’ brønden. Omfanget varierer fra brønd til brønd, men fælles for mange af dem er udfordringer med ‘skæl’. I brøndens levetid vil der nemlig ofte dannes forskellige forkalkninger lidt i stil med dem i en elkedel eller bruser. I oliebrønde kaldes de ‘scale’, altså engelsk for skæl.

Forkalkningerne kan gøre det svært at komme længere ned i røret for at sætte propper i forbindelse med klargøringen, men derudover vil cementpropper sat oven i en masse scales heller ikke kunne holde over tid.

“Er der rigtig meget scale, kan man være nødt til at bore det ud,” siger Charlotte Nørgaard Larsen.

Det foregår ved, at man kører et stykke tyndt rør, coil tubing, ned i brønden og skraber scale af rørets inderside uden at beskadige røret, lidt ligesom en flaskerenser. Det er alt sammen meget dyrt og tidskrævende, samtidig med at det kan skabe problematisk affaldsmateriale, som skal opsamles og transporteres ind til land og gøres noget ved. Der er derfor også to forskningsprojekter under Nedlukning-programmet, der
undersøger, om man kan undgå at bore scale ud.

“Én idé, vi arbejder med, er at udvikle et alternativt forseglingsmateriale i stedet for mekaniske cementplugs, som kan pumpes forbi forkalkningerne og stadig lave en forsegling. Men det er i en tidlig fase,” siger hun.

Den anden idé, forskerne arbejder på, er, om scale kan forstærkes og dermed blive en del af en plug, hvis cementen sættes ovenpå, og man derved undgår at skulle fjerne scales’ne.

Miljø og muligt genbrug

Så er der desuden hele spørgsmålet om havbundsmiljøet. Når et firma får lov til at producere olie, gas eller begge dele fra den danske undergrund, binder de sig samtidig til at efterlade havbunden og miljøet i samme tilstand, som de fik den. Det kræver imidlertid, at man ved, hvilke ændringer i havmiljøet der skyldes produktionen, og hvilke der ikke gør.

Det er faktisk ikke helt nemt, fortæller Charlotte Nørgaard Larsen. Der kan være tilfælde, hvor olie- og gasproduktionen i undergrunden har skabt unaturlige udsivninger af gas fra de dybere lag. Men der kan også være naturlige udsivninger af gas fra lag højere oppe i havbunden, og det kan være svært at kende forskel. Der er dermed ikke nødvendigvis et fast og sikkert sammenligningsgrundlag at holde omgivelserne op imod, når oliefirmaerne en dag skal ‘aflevere’ havbunden igen. Det arbejder et hold forskere dog på at skabe.

I 2022 har holdet haft to togter i Nordsøen for at prøve at skabe en slags ramme for at se, hvad der er olie- og gasproduktionens ‘skyld’, og hvad der ikke er.

Læs artiklen: Nordsøtogt: Hvordan spotter man et utæt felt?

Platforme med positiv miljøeffekt?

En stor del af nedlukningssnakken for tiden går desuden på, om fjernelse af installationerne overhovedet er den bedste løsning. For hvad nu, hvis boreplatformene og felterne kan bruges til noget andet? Noget, der har en positiv effekt på havmiljøet?

“Der mangler viden om, hvilken rolle platformene spiller for det maritime liv. Mange observationer viser, at de fysiske strukturer fungerer som en slags kunstige rev med skjulested og fødegrundlag for fisk, for eksempel den truede torsk. Før man tager beslutningen om at fjerne platformene helt, bør man derfor undersøge, præcis hvilken rolle de spiller,” siger Charlotte Nørgaard Larsen.

Hør podcasten: Elsker hvaler vores olieplatforme?

Ligeledes er der en voksende interesse for at bruge platforme og brønde til CO₂ fanget fra f.eks. energiproduktion og tung industri, så den ikke belaster atmosfæren. Den teknik kaldes Carbon Capture and Storage (CCS) eller CO₂-fangst og -lagring. Her kan de underjordiske reservoirer, som engang var fulde af olie og gas, genbruges til at opbevare CO₂, som jo også er en gas. Næsten lige meget hvad der skal ske med de danske olie- og gasfelter, er det ret sikkert, at det vil kræve, at man ved noget om den geologi, de er udsprunget af, pointerer Charlotte Nørgaard Larsen.

“En del af den viden, der skulle til for at starte olie- og gasproduktionen, skal vi nu bruge i nedlukningsfasen, bare på en anden måde. Det er egentlig en meget rar tanke.”

Et felt lukkes på én gang
Forsegling og permanent lukning vil typisk ske for et helt felt (flere brønde) ad gangen, da der skal en kæmpe operation i gang, som er for dyr at køre drypvist. Én brøndlukning koster typisk mellem 40 og 130 mio. kr. ifølge britiske Oil & Gas Authority. En lukning af et helt felt indebærer også fjernelse af alle installationer, herunder selve platformen.

Ingen lukning før feltet er tomt
Olie- og gasfirmaer (kaldet operatører) kan ikke uden videre bestemme sig for at lukke og forsegle et olie- og gasfelt, men skal have en række godkendelser (indtil 2050). Bl.a. tilladelse fra Energistyrelsen, der forvalter Undergrundsloven, som licenserne til indvindelse af olie og gas er udstedt under. En operatør forvalter blot en tilladelse til indvinding af olie og gas på det pågældende sted.
Hvis Energistyrelsen skal give lov til en lukning, skal operatøren redegøre for, at det ikke længere kan betale sig at fortsætte produktionen af feltet. Energistyrelsen skal nemlig sikre, at staten har fået det maksimale ud af undergrundens ressourcer. Derudover skal det gennem tilladelsen sikres, at området bliver ryddet op og efterladt på en ordentlig måde. I sidste ende er det Energistyrelsen, der laver en afgørelse om nedlukning af et felt og tilbagelevering af den tilhørende licens. Der er dog også teoretisk mulighed for at genbruge felterne til at opbevare f.eks. CO₂ som en del af klimakampen. Læs mere om CO₂-lagring.

---