| dc.description.abstract | I løpet av det siste tiåret har det vært en endring i den norske olje- og gassindustrien for å redusere klimagassutslipp ved å satse mer på grønne og miljøvennlige metoder for olje- og gassutvinning. Dette skyldes i stor grad den norske regjeringens innsats for å redusere landets utslipp for å kunne bli et mer miljøvennlig og et null utslippsland innen 2050. Store deler av Norges samlede klimagassutlipp skyldes olje- og gassutvinnig. Derfor må industrien vurdere ulike metoder for å redusere klimagassutslipp fra olje- og gassutvinning.
Denne masteroppgaven har som mål å vurdere om havvind kan potensielt erstatte tradisjonelle gassturbiner som energikilde for olje- og gassplattformer. Fokuset er rettet spesifikt mot prosessanlegg ved plattformene. For å kunne utføre denne vurderingen, en dynamisk modell av et prosessanlegg ble bygget ved bruk av programvaren K-Spice. Prosessanlegget består av tre separator for å kunne separere olje, gass og vann fra råoljen. Modellens tilpasningsevne til varierende produksjonskrav ble testet først for å bestemme dens operasjonelle grenser. Deretter noteres modellens strømforbruk, under disse varierende produksjonskrav, ved å legge sammen strømforbruket til hver komponent som bruker strøm, som for eksempel kompressorer og oljepumpe. Deretter brukes vinddata samlet ved Gullfaks E126, som er en del av det større Gullfaks-feltet, for å bestemme kraftproduksjonsevnen til en potensiell havvindpark ved Gullfaks E126. Strømforbruket til prosessmodellen blir deretter kartlagt sammen med strøm generert av havvind for å kunne avgjøre om det er tilstrekkelig med strøm for prosessanlegget. Til slutt gjennomføres en analyse av produksjonsratene til prosessanlegget når strømforbruket til anlegget varieres.
Resultatene viser at prosessmodellen er i stand til å fungere normalt når den totale produksjonsraten varierer fra minimum 50% til maksimalt 120% av den opprinnelige produskjonsraten for prosessmodellen. Det totale strømforbruket til modellen, basert på disse produksjonsratene, varierer fra minimum 6,37 MW til maksimalt 33,06 MW. Kartleggingen av strømforbruket med strøm generert av havvind viser at det faktisk er mer enn nok strøm tilgjengelig for å kunne drive prosessanlegget. På grunn av vindkraftens varierende natur, må strømforbruket til prosessmodellen også varieres. Dette påvirker da produksjonsraten til prosessanlegget ettersom produksjonen må enten økes eller reduseres for å variere strømforbruket. Produksjonen til prosessmodellen forblir ikke dermed stabilt på et spesifikt nivå gjennom hele tidsperioden analysert i denne masteroppgaven. Gjennom bruk av en oljelagringstank kan effekten av ustabile produksjonsrater reduseres for å oppnå en mer stabil produksjonrate på lang sikt. Basert på funnene fra analyse av tilgjengelig strøm og strømforbruk, samt potensiell produksjonskapasitet, kan havvind faktisk være en erstatning for gassturbiner som energikilde for norske olje- og gassplattformer. | |
| dc.description.abstract | Over the past decade, there has been a change in the Norwegian oil and gas production sector to reduce its overall carbon emissions by focusing its efforts on greener, more environmental-friendly methods of oil and gas extraction. This is, in large part, due to the Norwegian government's regulations to reduce the country's carbon footprint in order to achieve zero emissions from oil and gas operations on the Norwegian Continental Shelf by 2050. Significant portions of Norway's overall carbon emissions are attributed to the oil and gas industry. Therefore, in order to achieve the necessary reductions in carbon emissions, the industry must evaluate various methods of reducing carbon emissions from the production of oil and gas.
This thesis aims to evaluate the potential of wind power as a substitute to traditional gas turbines for supplying power to offshore production facilities, specifically the oil and gas processing plants at these offshore facilities. In order to perform this evaluation, the thesis first presents a dynamic, simulated process model built using the software K-Spice. A three separation stage process system is built for the separation of oil, gas and water. The model's adaptability to varying production demands is then tested to determine its operational limits. Lastly, the model's power consumption, under these varying production rates, is noted by combining the power consumption of each component that is fueled by electrical power, such as the compressors and the oil pump. Next, wind data gathered at Gullfaks E126, which is a section of the greater Gullfaks field, is used to determine the power generation capabilites of an offshore wind farm located at Gullfaks E126. The power consumption of the process model is then mapped along with the power generated from wind to determine whether or not there is sufficient power available to operate the process system. Finally, an analysis of the production rates of the process system, under varying power consumption levels, is conducted.
The results show that the process model is able to operate normally, i.e. without any malfunctions, when the total production rate ranges from a minimum of 50% to a maximum of 120% of the default design rate of the process model. The total power consumption of the model, based on these production rates, ranges from a minimum of 6.37MW to a maximum of 33.06 MW. The mapping of the power consumption with the power generated by wind shows that there is indeed more than sufficient power available to operate the process system. However, due to the varying nature of wind power, the power consumption of the process model has to vary accordingly. This, in turn, affects the production output of the process model as production has to either increase or decrease in order to vary the power consumption. Thus the production output of the process model does not remain stable at a specific level throughout the time period analyzed in this thesis. However, with the use of an oil storage tank, the effects of unstable production rates can be mitigated to achieve a more stable production output in the long-term. Based on the findings obtained from analyzing the available power and the power consumption, as well as the potential production capacity, wind power can indeed, at least partly, be a substitute for gas turbines as the source of power for offshore processing facilities. | |
