Sikkerhetssystemer for brønnkontroll og deteksjon av brønnspark

Abstract

Da Deepwater Horizon den 20. april 2010 eksploderte og sank, hadde man ikke så mange alternativer for å stoppe utblåsingen og begrense miljøskadene. Når man heller ikke greide å stenge utblåsningsikringen med ROV-intervensjon, var det i realiteten bare mulig å bore en eller flere avlastningsbrønner. Denne prosessen er så tidkrevende at det var uholdbart i Mexicogulfen sommermånedene 2010, og det vil være ennå mer uholdbart i fremtiden. I 87 dager strømmet olje ukontrollert ut av brønnen, og nærmere fem millioner fat lekket ut til sjø. President Obama erklærte ulykken for den største miljøkatastrofen som USA noensinne hadde stått ovenfor. Granskinger av ulykken har vist at sikkerhetskulturen i petroleumsvirksomheten må økes. I Norge har ulykken ført større oppmerksomhet rundt ulykker og hendelser i norsk petroleumsvirksomhet og krav til et strengere sikkerhetsregime på norsk sokkel. Man må møte mulighetene for læring etter Deepwater Horizon-ulykken for å få til et sikkerhetsmessig satsing og et løft for norsk petroleumsvirksomhet.Oljeindustrien er en kompleks bransje som bruker mye sofistikert teknologi. Mye tyder derimot på at bransjen har hatt altfor lite fokus på å utvikle å ta i bruk sofistikert utstyr for overvåkning og deteksjon av brønnspark. En rekke alvorlige ulykker internasjonalt, men også på norsk sektor, kunne vært unngått med riktig utstyr for brønnovervåkning. Denne oppgaven ser derfor på mulige forbedringstiltak på dagens sikkerhetssystemer for brønnkontroll og deteksjon av brønnspark.Granskinger i etterkant av brønnkontrollhendelser har vist at indikasjoner og faresignaler på brønnspark ofte er tilstede, selv om de ikke blir oppdaget. Denne oppgaven foreslår derfor at man bør gå over til systemer for brønnkontroll med mer automatisert regulering. Trykkstyrt boring tilbyr et automatisk reguleringssystem, men har sikkerhetsmessige utfordringer. Et godt deteksjonssystem må ta hensyn til tidlige indikasjoner, overvåke delta-strømnig og føre volumkontroll av slamtanken. For å opprettholde tilliten til deteksjonssystemet må grenseverdiene settes store nok til å unngå falske alarmer, men samtidig være så sensitivt at det detekterer et faktisk brønnspark. Effektiv aktivering av sekundærbarriere (BOP) er tidskritisk. Ved et system som gir mange falske alarmer vil det spesielt på felt med små trykkmarginer være problematisk å stenge utblåsningsikringen ofte, da dette gir trykkoppbygning som gjør at strukturen i formasjonen kan bli ødelagt. Man bør derfor ta i bruk et detektorsystem som gjør bruk av prediktive metoder. Den Bayesiansk detektoren er en slik metode. Deteksjonssystemet justerer automatisk sensitiviteten etter støynivået, og det vil være mulig å modellere situasjoner som ellers ville gitt falsk alarm. Sannsynlighetsloggen som presenteres, gjør at man med stor sikkerhet kan fastslå et brønnspark. I siste instans vil overvåking av nivået i slamtankene være den sikreste måten å oppdage et brønnspark på. Ved en rask økning der, bør derfor detektorsystemet sørge for en automatisk nedstenging av utblåsingssikringen.