Ny teknikk for mer effektiv oljeutvinning

Forskere sender en jordbakterie ut i fremmed farvann. De skal undersøke om mikroben på egenhånd kan tette igjen på de riktige stedene i oljereservoarer.


Av Andreas R. Graven

Tre kvinner. Foto
Gunhild Bødtker (til høyre) og hennes mikrobiologi-gruppeskal i første omgang studere egenskapene til jordbakterien i laboratoriet. Fra venstre ses masterstudent Beate Hovland og senior forskningstekniker Rikke Helen Ulvøen. (Foto: Marit Hommedal)

Klarer bakterien oppgaven med såkalt selektiv plugging nede i sandsteinsdypet under Nordsjøen, kan eksisterende oljereservoarer utnyttes bedre. Seniorforsker Gunhild Bødtker og kolleger i Uni Research CIPR er først ute med å undersøke om denne metoden innen mikrobiell økt oljeutvinning kan fungere i Nordsjøen.

Budsjett på rundt 15 mill.

I første omgang skal Bødtker og hennes mikrobiologi-gruppe utføre forsøk med jordbakterien i et laboratorium i Bioblokken på Marineholmen i Bergen.

Den nye forskningen er en del av et treårig prosjekt med et budsjett på rundt 15 millioner, tildelt av Petromaks 2-programmet i Forskningsrådet til bedriften GOE- IP. Ideen og det teoretiske grunnlaget for teknologien ble utviklet av Gunnar Sjetne, Gregor Olaga og Asle Ravnås i perioden 1999-2004.

Uni Reserarch CIPR er uavhengig forskningspartner i prosjektet med tittelen Microbial Water Diversion Technology for Enhanced Oil Recovery in sandstone and Carbonate Reservoirs.

Bakteriene vokser og formerer seg

En vanlig utvinningsmetode på norsk sokkel er å pumpe sjøvann inn i reservoarene, for å presse ut mer olje. Tidligere har Bødtker og hennes kollegaer, gjennom Statoil-finansierte forskningsprosjekt, vist at sjøvannsbakterier vokser og formerer seg i olje-vann kontakten som oppstår i reservoarsteinen.  

Effekten blir som med såpe: grenseflatespenningen mellom olje og vann reduseres og olje som har vært «fanget» i reservoarformasjonen kommer ut.

– Ved å tilsette oksygen og næringssalter til det injiserte sjøvannet, stimuleres bakterieveksten og mer olje blir frigitt, eller produsert om du vil, sier Bødtker.

Kvinne. Foto
Seniorforsker Gunhild Bødtker i Uni Research CIPR sitt laboratorium på Marineholmen. (Foto: Marit Hommedal)
 

Denne teknikken har vært i bruk på Norne-feltet siden 2001. I det nye prosjektet skal Gunhild Bødtker undersøke om en jordbakterie kan fungere som et tettemiddel for å lede injeksjonsvannet bort fra de største porene i sandsteinsreservoar.

Det er nettopp de de største kanalene vannet helst går i, og det er der oljen først skyves ut av reservoaret.

Tette på de rette stedene

Utfordringen er å hindre at vann fortsetter å strømme i de store porestrukturene i reservoaret, forteller Bødtker:

– Klarer bakterien å tette igjen på de rette stedene, vil vannet ta nye veier, til mindre porer der det fortsatt kan være mye olje å skyve ut. Hele ideen med denne teknikken er selektiv plugging, at bakterien bare skal vokse i «vannveiene» der det er store oljetomme porer. Der det er mye vann får bakterien mye næring, og den kan vokse og lage holdbare plugger av biofilm, sier hun.

Vannstrømmer endres

Tanken er at nye plugger vil dannes etterhvert som vannstrømmene i reservoaret endres.

– Dette er en tilpasningsfaktor som skiller denne pluggemetoden fra alternative metoder, fortsetter Bødtker.

Jordbakterien er som navnet tilsier verken hjemmehørende i vann eller oljereservoarer til daglig. Det kan være både en fordel og en ulempe, mener seniorforskeren i Uni Research CIPR:

  – Vi tilsetter en karbonkilde til injeksjonsvannet, et substrat som ikke så mange bakterier vokser på. Men vi vet jo ikke sikkert om jordbakterien vil få konkurranse om maten av andre bakterier fra sjøvannet, og vi må også studere nærmere hvor mye biofilm som produseres, hvor sterk den er og om den blir riktig plassert i reservoaret for ønsket effekt, sier Bødtker.

Siden forskerne tester ut en ny mikrobiell teknologi, understreker Bødtker viktigheten av å designe riktige og gode forsøk.

Mann.Foto
Per Arne Ormehaug har lang erfaring med laboratorieforsøk på økt oljeutvinning. Her viser han fram en borekjerne av sandstein inni en kjerneholder som brukes til å se på hvordan olje og vann strømmer gjennom porene i steinen under høyt trykk og temperatur (Foto: Marit Hommedal) 
 

– Forsøkene må ta høyde for relevante problemstillinger fra et faglig objektivt ståsted. Dét er veldig viktig for at vi faktisk skal kunne avdekke om teknikken kan fungere i felt, sier hun.

Første tester i laboratorium

Første steg blir å studere bakterien i et såkalt optimalt system i laboratoriet i Bergen.

– Når vi vet om teknologien holder det den lover, kan den testes i et mer komplekst system. I laben, før det blir snakk om å teste i reservoarer i Nordsjøen, vil vi belyse det som er relevant for implementering på felt. Vi er veldig nysgjerrige og vil finne ut om dette fungerer, sier Bødtker.

En annen mindre del av prosjektet går ut på å teste plugging med partikler, for å tette større sprekker i kalksteinsreservoarer.

– Til denne delen av prosjektet trenger vi en annen type plugg, da handler det om å transportere partikler inn i reservoarer, sier Bødtker.

Også i denne teknologien spiller bakteriene en sentral rolle for riktig plassering av pluggen. Det er ingen overdrivelse å si at hun går spennende år i møte sammen med resten av forskergruppen.

Mikrobielle metoder implementert:

  • MEOR: Norne 2001 og Statfjord 2005
  • Nitratbehandling: Testet på Veslefrikk og Gullfaks i 1999, senere implementert på blant annet Norne og Statfjord på Norsk sokkel, samt en rekke andre felt over hele verden. 
  • Nitrat-behandling for å hindre reservoarforsuring: Nitrat blir tilsatt injeksjonsvann for å hindre sulatreduserende bakterier (SRB) å lage den giftige og korrosive gassen H2S (råttent egg-lukt).
  • Nitrat vil stimulere vekst av nitratreduserende bakterier (NRB) som lager nitritt som er giftig for SRB. Metoden har vist seg mer effektiv enn å bruke gift mot SRB, og er et godt eksempel på  grønn teknologi i oljesektoren. 

Andre forskningsaktiviteter i gruppen:

  • Microbial enhanced oil recovery (T. Torsvik/Statoil)
  • Biopolymers (G. Bødtker/Statoil)
  • Monitoring microbial activity on offshore oil installations (T. Eide/Statoil)
  • Biosurfactants (PhD-prosjekt, I. Hvidsten. Uni Research CIPR/Kjemisk institutt, UiB)
  • Microbial converstion of higher hydrocarbons to methane gas (PhD-prosjekt, A. Schouw. Uni Research CIPR/Senter for Geobiologi, UiB).

11. juni 2015 10:54