HD-technology for Steeply Inclined and Vertical Flow: Production Optimization for Wells, Risers and Pipelines

HD-teknologien i OLGA-simulatoren for flerfasetransport i rørledninger har blitt utvidet til annulær- og churnstrømning, som er viktige strømningsregimer i stigerør og brønner. De nyutviklede strømningsmodellene gir "HD-nøyaktighet" for bratte og vertikale rør. Mindre usikkerhetsmarginer betyr høyere presisjon i utviklingen av nye rørledningsprosjekter og i operasjonelle valg knyttet til eksisterende rørledninger. Det vil medføre lavere kostnader, forbedret sikkerhet og redusert miljøpåvirkning. En fagjury oppnevnt av Aftenposten valgte i 2012 flerfaseteknologien som den viktigste norske oppfinnelsen siden 1980. Flerfaseteknologien gjør det mulig å transportere blandinger av olje, gass og produksjonsvann i lange rørledninger fra olje- og gassbrønner på havbunnen til plattformer eller mottaksanlegg på land. Det gjør produksjonen billigere og mer energieffektiv og åpner opp for utbygninger som ellers ikke ville vært lønnsomme. Andre fordeler er høyere sikkerhet for mennesker og miljø og mindre utslipp av klimagasser. OLGA er et program som simulerer flerfasetransport i rørledninger. OLGA brukes til designbeslutninger, som f. eks. valg av rørledningstrase og rørdimensjon, og i driftsbeslutninger som f. eks. i beregningen av en produksjonsøkning der det er viktig å sikre at det ikke kommer for mye væske inn i mottaksanlegget. Flerfasestrømning i rørledninger er svært kompleks av natur med mange ulike strømningsregimer, og simuleringene har ofte en betydelig grad av usikkerhet. HD-teknologien er en unik metode som gjennom avanserte fysiske modeller for strømningen over rørtverrsnittet gjør simuleringene mer nøyaktige enn tradisjonelle metoder. Teknologien er inntil nå tatt i bruk for stratifisert strømning, et typisk strømningsregime i nær horisontale rørledninger der gass, olje og produksjonsvann fordeler seg lagvis. Nå er HD-teknologien utvidet til annulær- og churnstrømning, som er viktige strømningsregimer i bratte eller vertikale stigerør og brønner. Annulærstrømning forekommer ved høye gassrater og består av et relativt tynt veskelag på rørveggen og en gasskjerne med en stor andel veskedråper. Churnstrømning kan betraktes som en ustabil og svært kaotisk annulær strømming som oppstår ved lavere gassrater når tyngdekraften blir dominerende. Vi har også utviklet de tilhørende modellene for overgang mellom strømningsregimene, slik at de nye modellene kan brukes sammen med de eksisterende modellene i OLGA. Verifikasjon viser at de nye modellene gir bedre resultater enn den de nåværende modellene for trykkfall. Modellene har også bedre skaleringsegenskaper med hensyn på vannkutt, gasstetthet og rørdiameter. En beta-versjon av OLGA med de nye HD-modellene har blitt delt med våre nasjonale og internasjonale prosjektpartnere, som vil utføre tester med de nye modellene på flerfaserørledninger lokalisert over hele verden. Kommersialisering av den nye HD-teknologien er planlagt etter denne industrivalideringen.

Outcomes for Schlumberger Extending the HD technology in OLGA to new flow regimes may help grow the market of Schlumberger's principal multiphase flow simulator. Outcomes for project partners The unparalleled combination of functionality and accuracy offered by the extended HD-technology will help keep the project partners at the forefront of multiphase flow simulation. Impacts More accurate multiphase flow models will help the technology users (oil and gas operators) to improve the safety, profitability, reliability, and environmental performance of their development projects and operations. This will in turn lead to enhanced global scale ability to meet the ever-growing energy demands, create economic opportunities for society through resilient industry, and reduce carbon emissions from oil and gas activities. This effort aligns with UN sustainable development goals: affordable and clean energy, decent work and economic growth, and climate actions.