Permanent seismikk på Valhall

BP installerte i 2003 et permanent system for seismikk på havbunnen for å kunne overvåke reservoaret og øke utvinning fra Valhall-feltet. Systemet var verdens første fullskala anlegg for overvåkning av et felt, og kalles «Life of Field Seismic (LoFS). 

Av Gunleiv Hadland
02. desember 2015

Det er flere fordeler med en permanent seismikk på Valhall. [1] Gjennom LoFS kan BP overvåke hvordan vann som blir injisert beveger seg i reservoaret, de kan «se» gjennom gasskyen som dekker reservoaret, de kan øke forståelsen for hva som forårsaker brønnkollapser, forbedre plasseringen av brønner som skal bores og de kan forbedre overvåkingen av innsynkningen.

Bruk av seismikk har vært viktig for oljeindustrien siden starten. I 1970-årene ble undergrunnen kartlagt ved hjelp av to-dimensjonal (2D) seismikk. Et gjennombrudd kom på slutten av 1980-årene med utstrakt bruk av tre-dimensjonal (3D) seismikk. 3D-seismikken utviklet seg videre til 4D, en metode for å overvåke reservoarene. Denne metoden gir et bedre bilde av måten reservoarene dreneres på og legger grunnlaget for en best mulig plassering av produksjons- og injeksjonsbrønner. 4C seismikk er til nå siste utviklingstrinn innen seismikk. 

Kabler i havbunnen

4C (4 Components) seismikk kalles også havbunnsseismikk. Mottakeren ble flyttet fra vannkolonnen ned på havbunnen. Det ble dermed mulig å bruke geofoner i tillegg til hydrofoner, og i tillegg til trykkbølger kunne skjærbølger registreres. På Valhall ble et nettverk av kabler med til sammen mer enn 10 000 sensorer installert over et område på over 45 kvadratkilometer sommeren 2003. Det utgjorde om lag 60 prosent av Valhall-feltet. Planen er på sikt at hele feltet skal dekkes med kabler. Over 100 km med kabler ble gravd en meter ned i havbunnen, etter parallelle linjer.

Permanent seismikk på Valhall-feltet. Illustrasjon: Ukjent/BP

Hvordan gjøres det?

Ved innsamling av 2 – og 3D seismikk blir lyttekabler slept etter et seismisk fartøy. 4C samler inn den samme informasjonen som 3D-seismikk, men fanger i tillegg opp skjærbølger, bølger hvor svingebevegelsen går på tvers av bølgeretningen. Skjærbølger skiller seg fra trykkbølger ved at de ikke forplanter seg i vann og dermed ikke kan registreres av lyttekabler nær havflaten. Skjærbølgene registrerer ikke gass eller olje på samme måte som trykkbølger.

Tradisjonell seismikk har vært en utfordring på Valhall-feltet. En gassky ligger som en kappe over reservoaret, og har gjort det vanskelig å foreta undersøkelser med trykkbølger. [2]
 Ved å benytte seg av skjærbølgene, som går rett gjennom gassen, gir det mulighet for et bedre bilde av reservoaret under gasskyen.

LoFS gir mulighet til å kombinere 4D og 4C seismikk på Valhall-feltet. Med noen måneders mellomrom skytes seismikk, og de seismiske dataene brukes til å lage stadig bedre reservoarmodeller.

I tillegg beveger kabler som taues på havoverflaten seg med vind, bølger og strøm, mens permanente kabler ligger stabilt og gir derfor et mer nøyaktig bilde av undergrunnen. [3]

Dataoverføring

Resultatene fra seismikk-innhentingen blir sendt via fiberkabel til land, der analyser foretas. Slik seismikk genererer store datamengder, og for å få til korrekt dataoverføring må det være stabil bredbåndstilkobling med kapasitet til å overføre flere terabyte data. I 1999 ble Valhall koblet til fiberkabelen Nor Sea Com 1, med mulighet til datakommunikasjon med både Storbritannia og Norge. [4] Overføringskapasiteten ble sterkt forbedret i 2011, med en egen fiberkabel fra Valhall PH til Lista.

For å analysere materialet tas det i bruk matematiske og fysiske modeller. Ved hjelp av avanserte dataverktøy og kraftige datamaskiner analyseres store mengder innsamlede data, og ut fra materialet genereres tre- og firedimensjonale bilder av reservoaret. Disse bildene kan hentes fram på arbeidsstasjoner eller gjennomgås i 3D.

En økonomisk gevinst

Innhenting av 4D-seismikk kun med kabler slept etter et skip har en høy økonomisk kostnad, derfor gjøres slike undersøkelser gjerne med flere års mellomrom. [5] Med et system for permanent seismikk installert, går kostnaden pr. undersøkelse ned og gir mulighet for hyppigere undersøkelser. På Valhall har undersøkelser ved hjelp av LoFS blitt gjort fra en til tre ganger i året, etter den første undersøkelsen i november 2003. Med et permanent installert system, kan seismiske undersøkelser gjøres på kort varsel når det er behov for det.

Vanninjeksjon

En av årsakene til at LoFS ble installert på Valhall, var vanninjiseringsprogrammet. BP startet med vanninjeksjon sentralt på feltet i januar 2004, og utvidet prosjektet til nordlige deler av reservoaret i 2008. Formålet med vanninjeksjon har vært å stabilisere innsynkningen og øke utvinningsgraden fra feltet.

Gjennom LoFS og 4C-seismikk kan BP nøye kontrollere hvordan det injiserte vannet oppfører seg i reservoaret, om vannet i reservoaret tar nye veier og hvordan oljen dreneres rundt brønnen. Med regelmessig seismikk kan effekten av vanninjeksjonen følges over tid, og deretter justeres og optimaliseres ved behov. Best mulig overvåkning av vanninjeksjon var derfor en viktig grunn til at LoFS-systemet ble installert. [6] Informasjonen som kommer fra LoFS gir også BP bedre grunnlag for å plassere nye brønner på en bedre og sikrere måte.

Seismikk gjør feltet mer oversiktlig. Foto: Ukjent/BP

Utmerkelse

For arbeidet med LoFS fikk BP og Valhall Unit Oljedirektoratets IOR pris for 2003. IOR-prisen (improved oil recovery, «forbedret oljeutvinning») er Oljedirektoratets årlige pris til selskaper, prosjekter eller individer som har utmerket seg i sitt arbeid for økt utvinning av olje på den norske kontinentalsokkelen. OD ønsket med IOR-prisen å berømme rettighetshaverne for å satse på et prosjekt med store investeringer i forkant for å optimalisere reservoarutnyttelsen på Valhall-feltet. [7]

Sluttnoter

1. Verdens første installasjon av permanent seismisk kabel nyhet publisert i juni 2003 på BPs nettsted 

2. Barkved, Heavey, Kjelstadli, Kleppan and Golder Kristiansen: Valhall Field – Still on Plateau after 20 Years of Production. Paper for Offshore Europe 2003. s. 4.

3. Overvåker Snorre og Grane Nyhet på offshore.no publisert 10.04.2013  http://offshore.no/sak/37403_overvaaker_snorre_og_grane

4. Paulsen, Gard: Informasjon over Nordsjøen: Telekommunikasjoner på norsk sokkel, Oslo 2005.

5. Geo Expro September 2004, s. 27. 

6. Business Impact of Frequent Time-lapse Observations Around Valhall Water Injection Well. EAGE conference paper, June 2010.

7. IOR- prisen 2003 til Valhall - nyhet publisert 13.01.2004 på oljedirektoratets nettsted.  http://www.npd.no/no/Nyheter/Nyheter/2004/IOR-prisen-2003-til-Valhall-/