Norsk veikart for forskningsinfrastruktur

Petroleumsteknologi

Relevant infrastruktur er essensielt for å få fram nye løsninger for nødvendig effektivisering og omstilling i petroleumssektoren. I tillegg er det viktig å kunne å utnytte de store mulighetene som ligger i teknologioverføring til andre sektorer. Det er fortsatt et betydelig verdiskapingspotensial på norsk sokkel ettersom litt mer enn halvparten av reservene gjenstår å produsere.

Forskningsmål

Status og kunnskapsmessige muligheter og utfordringer for petroleumsforskningen tar utgangspunkt i et mål om å forvalte norske petroleumsressurser på en bærekraftig, miljømessig og sikker måte. Dette skal vi gjøre ved å ta i bruk ny teknologi som gir mer kostnads- og energieffektiv utvinning av petroleum og lavere utslipp av klimagasser.

I Langtidsplan for forskning og høyere utdanning 2019-2028 (Meld. St. 4 (2018–2019)) framheves satsingen på forskning, utvikling og demonstrasjon innenfor petroleumssektoren som skal bidra til økt verdiskaping og sikker, kostnadseffektiv og bærekraftig utnyttelse av petroleumsressursene. Den målrettede aktiviteten i porteføljeområdet petroleum (som ligger under porteføljestyret for Petroleum) omfatter kunnskap, kompetanse og teknologi som kan lede til nye funn, utbygginger og produksjon av norske olje- og gassressurser. Utvinning av petroleum skal foregå på en slik måte at mest mulig av den petroleum som finnes i hver enkelt petroleumsforekomst – eller i flere petroleumsforekomster sammen – blir produsert. Forskningen på feltet skal i sum bidra til økt verdiskapning for samfunnet ved at petroleumsressursene utnyttes optimalt innenfor miljømessig forsvarlige rammer og at norsk leverandørindustris konkurransekraft i det globale markedet blir styrket.

Strategiorganet OG21 er en viktig premissgiver for Forskningsrådets målretta petroleumsaktiviteter. OG21-strategien løfter fram fire temaområder:

  1. Energieffektivitet og miljø
  2. Leting og økt utvinning
  3. Boring, komplettering og intervensjon
  4. Produksjon, prosessering og transport

Framover forventer vi en økt innsats på forskning og teknologiutvikling for å redusere utslipp av klimagasser fra offshore petroleumsaktivitet. I tillegg presiserer Regjeringen i langtidsplanen for forskning at det er behov for kontinuerlig kunnskapsutvikling for å opprettholde det høye nivået på helse, miljø og sikkerhet i virksomheten.

Eksisterende forskningsinfrastruktur

Rystad Energy utførte en analyse for OG21 og Forskningsråds-programmet DEMO2000 i 2016 for å identifisere nasjonale og internasjonale muligheter for demonstrasjon av nye teknologier som er relevante for olje- og gassindustrien i Norge. Resultatene viser at det finnes mange testsentre, både private og offentlige. Men det er likevel uløste utfordringer når det gjelder forskernes kjennskap til, og mulighet for, bruk av disse fasilitetene – spesielt de private. Når det gjelder infrastruktur for undervannsteknologi, påpeker man i rapporten at det stort sett kun er private testfasiliteter tilgjengelig. Tilgjengeligheten til disse fasilitetene er da naturlig nok mer begrenset enn om det er offentlige fasiliteter. Infrastrukturene Ullrigg og Multiphase Lab, som er støttet av Forskningsrådet, er framhevet som viktige infrastrukturer i rapporten fra Rystad Energy.

Boring og brønnteknologi

Som det ledende, nasjonale forskningslaboratoriet innenfor boring- og brønnteknologi, vil Ullrigg spille en viktig rolle i arbeidet med å øke utvinningen på norsk sokkel. Dette skal de gjøre gjennom bedre brønnkonstruksjon, nye boreteknikker, raskere, sikrere og billigere operasjoner, bedre tilpasning av teknologi og utstyr til robuste forhold og nye løsninger for å øke utvinningsgraden.

Selv om vi forventer at norsk sokkel vil ha flere tiår igjen med produksjon, må nedstenging av eldre produksjonsbrønner også planlegges. Nye metoder for brønnplugging, som ikke krever store installasjoner, vil kunne spare den norske stat for betydelige utgifter. Dette vil samtidig legge forholdene til rette for norsk leverandørindustri i et internasjonalt marked. Testanlegget Ullrigg blir nå utvidet med infrastruktur for å forske på, og utvikle, teknologi for nedstengning og forlating av brønner i det nye Norwegian P&A Laboratories.

Simuleringsmiljøet OpenLab Drilling er nå ferdigstilt med støtte fra Forskningsrådet. Denne infrastrukturen er basert på beregningsmodeller for simulering av realistiske data fra boreoperasjoner og er gjort lett tilgjengelig på internett. I OpenLab kan simuleringene gjøres både i et internett-grensesnitt, i en fysisk simulator hos NORCE og fra Ullrigg.

Flerfaseteknologi

Norsk flerfaseteknologi har hatt en enorm betydning for den norske oljebransjen og dermed for Norges økonomiske utvikling. Tildeling til flerfaseprosjektet Multiphase Lab (IMF) har vært viktig for å beholde den internasjonale konkurranseevnen. Hovedmålet med prosjektet er å etablere nye, unike laboratorieinfrastrukturer for avanserte eksperimentelle studier av flerfasestrømning i rør og «flow assurance» som er relevante for olje- og gassindustrien.

Miljøteknologi

Infrastruktur som gir kunnskap om miljøet i havet, er viktig for virksomheten på norsk sokkel. Lofoten-Vesterålen Cabled Observatory vil gi forskere og andre brukere tilgang til havdata i et viktig geografisk område. De vil også tilby en sensorplattform for nye og eksisterende teknologier. Dette vil ha betydning for å videreutvikle marin overvåkning i norske farvann.

For å sikre en stadig videreutvikling av oljevernberedskapen på norsk sokkel, finnes det enkelte testfasiliteter for dette, som for eksempel ved Kystverket i Horten. Det gjennomføres også verifisering av ny teknologi i Olje-på-vann øvelsen i Nordsjøen hvert år. Dette frembringer viktig kunnskap og resultater for videre forskning og teknologiutvikling. I desember 2019 besluttet i tillegg Samferdselsdepartementet å etablere et nytt testsenter for oljevern og marin forsøpling som del av virksomheten til Senter for oljevern og marint miljø i Fiskebøl, Vesterålen.

Behov for nyetablering, oppgradering og/eller samordning

Infrastrukturbehovet framover er knyttet både til laboratorier og datakapasitet for forskning og til dels til pilot- og demonstrasjonsanlegg, der ny teknologi kan verifiseres og demonstreres. Gjennom OG21-strategien og innspill fra forskningsmiljøene, kan følgende eksempler på infrastrukturbehov nevnes:

Digitalisering

Behovet for digitalisering innenfor petroleumsindustrien er stort og er ventet å medføre store besparelser for næringen, men også å gi et mindre avtrykk på natur og miljø. Det er derfor et økt behov for forskning og utvikling på teknologier som utnytter økte datamengder fra mange ulike leverandører. Behovet ligger innenfor alle teknologidisipliner i hele verdikjeden i petroleumsnæringen. Dette omfatter datainnsamling, databehandling, datakvalitet, dataintegrasjon, beslutningsstøtte og datasikkerhet for muliggjørende automatiserings-, autonomi- og IKT-teknologier.

Bedre kunnskap om berggrunnen for kostnadsreduksjon og økte reserver og ressurser

Relevant forskningsinfrastruktur som gir bedre kunnskap om berggrunnen inkluderer både forskningsinfrastruktur for eksperimenter og analyser, geofysiske avbildningsmetoder og infrastruktur for å utnytte digitalisering, maskinlæring og store datamengder. Behovet omfatter infrastruktur som kan belyse forskningsspørsmål fra poreskala til større skala i naturen (felt, basseng). Dette vil gi mulighet for å øke reserve- og ressursgrunnlaget på norsk sokkel og å gi mer treffsikker utforskning, bedre løsninger for utbygging og kostnadseffektiv drift av eksisterende felt. Det er essensielt at infrastrukturen koples tett opp til utviklingen av mest mulig bærekraftig produksjon med lavest mulige miljøeffekter.

Miljø og sikkerhet

Miljø og sikkerhet er områder preget av brede og tverrfaglig fagmiljøer. Disse fagfeltene er viktige for petroleumssektoren og har et stort overføringspotensial til andre sektorer. Langtidsplanen for forskning viser til et særlig behov for grunnleggende og anvendt forskning for å forhindre store ulykker og for å forbedre helse, arbeidsmiljø og sikkerhet. Denne type forskning har behov for felles nasjonale plattformer, registre og databaser. En rapport fra Konkraft (2018) har vist at sokkelens aktører ser få konflikter ved deling av data innenfor HMS og miljø. Det er dermed et stort potensial for å etablere standarder og protokoller for lagring, utveksling og bruk av data innenfor disse områdene. Tilgang på infrastruktur for sikkerhet- eller miljøforskning kan bidra til å redusere storulykkerisiko på norsk sokkel og å øke kunnskapen om viktige miljøaspekter.

Tiltak for utslippskutt fra virksomheten på norsk sokkel

Konkraft lanserte i 2020 en ny klimastrategi mot 2030 og 2050 for framtidens energinæring på norsk sokkel[1]. I tillegg til å kutte klimagassutslipp fra egen virksomhet og tilknyttet offshore maritim aktivitet, skal olje- og gassindustrien i Norge skape en ny og framtidsrettet energinæring på norsk sokkel som inkluderer havvind, hydrogen og CO2-fangst og lagringsprosjekter som tilrettelegger for store utslippskutt i Norge, Europa og resten av verden. Energieffektivisering og elektrifisering er en del av nødvendige tiltak. Viktige satsingsområder innenfor energieffektivisering er energieffektiv prosessering og mer effektiv reservoarstyring. Infrastruktur som muliggjør utvikling av teknologi med større grad av automatisering og autonomi og eksperimentelle undersøkelser av mer komplekse fluid- og bergartssystemer som legger til rette for mer helhetlig energistyring, vil være en viktig basis for forskning.  

Relasjon til andre områder

Norge har en lang erfaring innenfor fagfeltet levetidforlengelse og materialvalg som anvendes på offshoreinstallasjoner. Levetidsforlengelse og produktdesign av industrielle innsatsfaktorer er av stor betydning for sirkulær økonomi. Det er fordi dette handler om en optimal og mest mulig bærekraftig utnyttelse av naturressursene gjennom å beholde offshore installasjoner og infrastruktur lengst mulig i økonomien og å legge til rette for gjenvinning og ombruk når omløpstiden er over. En satsing på laboratorier som kan gjøre levetidstesting under avanserte forhold, vil være av nytte for mange sektorer som offshore vind, marin og maritim næring, prosessanlegg, broer og bryggeanlegg, i tillegg til offshore petroleumsinstallasjoner.

Hydrogenteknologi og produksjon av hydrogen fra naturgass vil være bidragsytere til framtidas energisystemer. Innføring av H2 i mange bruksområder i samfunnet krever omfattende sikkerhetstiltak. Derfor er infrastruktur relatert til trygghet for H2-transport og standarder for H2-håndtering, i tillegg til forskrifter for lagring for å unngå eksplosjonsfare, veldig kritisk. Infrastruktur for å teste og validere tekniske spesifikasjoner og utvikle metoder for modellering av disse, er nødvendig.

Norge er i en særlig god posisjon for å gripe et gryende, globalt marked, spesielt på grunn av naturgassproduksjonen i kombinasjon med framtidig fullskala CO2-fangst og -lagring (CCS). Norsk industri er sterkt involvert i verdens første fullskala verdikjede for CCS i Northern Lights-prosjektet. Prosjektet kan være det første steget mot et internasjonalt sentrallager for CO2 på norsk sokkel. Forskning og teknologiutvikling for å øke energieffektiviteten, i tillegg til det å realisere bruken av fornybare energikilder for kraft til offshore plattformer, vil være viktige bidrag for å redusere klimagassutslippene til næringen på norsk sokkel. Dette gir dermed gode muligheter for tverrsektorielt samarbeid og kompetanse-/teknologioverføring mellom petroleumssektoren og en rekke andre fag- og næringssektorer, som fornybar energi.

E-infrastruktur for simulering av komplekse dynamiske prosesser på nett er relevant for andre områder som involverer prediktiv analyse og reguleringsteknikk. Åpne programmeringsgrensesnitt (API) for simulering, lagring og deling av data kan tilpasses andre områder der prediksjon og styring av systemer er aktuelt og der det eksisterer, eller vil bli utviklet, realistiske beregningsmodeller. Eksempler er CO2-fangst og lagring, energisystemer og kraftproduksjon fra vind.

Forskningsinfrastrukturer knyttet til Petroleumsteknologi

Prosjekt

Status

IOR Field Lab at Risavika – Filling the gap between core and field scale

Støtteverdig

Multiphase Lab (IMF) – National Research Infrastructure for Multiphase Flow  

Under etablering/i drift

NorPALabs – Norwegian P&A Laboratories

Under etablering/i drift

OpenLab Drilling*

Ferdig finansiert / i drift

ULLRIGG – Upgrade of Ullrigg*

Ferdig finansiert / i drift

Øvrige forskningsinfrastrukturer på veikartet av relevans for Petroleumsteknologi

Prosjekt

Status

E-INFRA ved UNINETT Sigma 2 – a national e-Infrastrucure for science

Under etablering/i drift

LoVe – Lofoten-Vesterålen cabled observatory

Under etablering/i drift

OceanLab – Ocean Space Field Laboratory Trondheimsfjorden

Under etablering/i drift

* Infrastrukturer der finansiering fra Forskningsrådet er avsluttet, eller der finansieringsperioden etter planen skulle vært avsluttet i 2019, har ikke en egen prosjektbeskrivelse i veikartet. Her er det i stedet en referanse til infrastrukturens nettsider eller Forskningsrådets prosjektbank.

[1] Konkraft (2020): Framtidens energinæring på norsk sokkel. Klimastrategi mot 2030 og 2050. https://www.norskoljeoggass.no/miljo/klima/veikart-for-norsk-sokkel/