FRIPRO-midler til utvikling av metoder og teknologi for «subsea» allokeringsmåling av gass

Gassco og Equinor sitter i prosjektets industri-referansegruppe. FRIPRO-midler er frie bevilget av Norges Forskningsråd og betyr bl.a. at ingen industri «eier» prosjektet.

- Å måle gassens verdi «subsea» har ikke vært gjort før. Salgsmåling mellom nasjoner gjøres typisk på land, i store og omfattende målesystem der rørledningene ilandføres. Måling for økonomisk avregning (allokering) mellom partnerne i en lisens gjøres i dag på plattform, «topside». Når allokeringsmåling nå skal gjøres på havbunnen er ikke alle komponenter i dagens «topside»-systemer «mariniserbare», og en må gjøre ting på en annen måte, forteller Jan Kocbach som er ansvarlig for NORCE sin del av prosjektet, og biveileder for PhD-kandidater i prosjektet.

Professor Per Lunde ved UiB leder prosjektet. Han har med fagfolk fra NORCE og HVL og de søker nå etter kandidater som kan ta doktorgrad under prosjektet.

- Handel med gass er basert på måling av energi-strømningsrate. I tillegg til volumetrisk strømningsrate må således gassens energi- og kvalitetsparametre (QP) måles. Tradisjonelle metoder brukt "topside" for energimåling kan ikke brukes i "subsea"-system. En industriell løsning må finnes, sier Lunde.

35 års erfaring innen fiskalmåling

Christian Michelsen Research (NORCE Teknologi) har i over 35 år jobbet tett på internasjonal industri inne fiskalmåling av olje og gass, med blant annet utvikling av ulike typer ultralyd fiskale strømningsmålere (USM) for olje og gass, algoritmer for beregning av energi- og kvalitetsparametre i naturgass fra USM-måling, allokeringsmåling, og usikkerhetsmodellering for fiskale målesystemer. Ultralydmålere som er et resultat av dette arbeidet utgjør bl.a. kjernen i fiskal-målesystemet ved Easington (England) som er bygget for importmåling av gassen fra Ormen Lange – feltet utenfor Kristiansund. Her måles om lag 20 % av Storbritannias årlige import av gass, og nærmere 20 % av Norges årlige eksport av gass, til en verdi av i størrelsesorden 40 milliarder kroner per år. Gassco er operatør for målesystemet, som omtales som en suksesshistorie. Fiskalmåling av store volum av olje og gass krever svært nøyaktige strømningsmålere, og selv relativt små, men systematiske målefeil over tid, f.eks. et år, blir mye penger. Nøyaktigheten i slike målesystem er avgjørende også for å sikre den norske stat inntekter fra olje- og gass-virksomheten. Denne type ultralydteknologi skal nå «mariniseres» for å gjøre allokeringsmåling «subsea».

– Internasjonal handel av naturgass er basert på høypresisjons-, sporbare og akkrediterte fiskale strømningsmålesystemer og internasjonal rørlednings-infrastruktur. Norsk O&G-industri sikter i dag mot "subsea"-løsninger for fiskal allokeringsmåling. Disse skal erstatte dagens "topside"-målesystem, forteller Per Lunde og forklarer:

Deadline 2023

- Vi har knappe fire år på oss og regner med å få dette på plass ved hjelp av egne krefter i våre tre enheter, UiB, NORCE og HVL, inklusiv doktorgradsstudenter. Vi skal utvikle to typer teknologikomponenter: (i) algoritmer for å beregne gassens energi- og kvalitetsparametre basert på lydhastighetsmåling i en «subsea» USM, og (ii) en høypresisjons lydhastighetscelle for kalibrering av lydhastighetsmålingen som gjøres i USM før denne installeres «subsea». Forskningsprosjektet har som mål å utvikle nødvendig vitenskapelig basis og teknologikomponenter som fundament for et industrielt oppfølgingsprosjekt; - å realisere sporbar og akkreditert energi- og kvalitetsmåling av gass med ultralyd fiskale strømningsmålere (USM) i "subsea" fiskale målesystemer, sier Per Lunde.

Metoden er basert på bruk av målt lydhastighet (VOS) som allerede er tilgjengelig i relevant USM-teknologi. Men ingen metode er i dag tilgjengelig for å sikre nødvendig sporbarhet og akkreditering av slik VOS-måling. Viktig er det derfor - i tillegg til å oppnå tilstrekkelig nøyaktig lydhastighetsmåling - også å legge grunnlaget for å kunne verifisere slik sporbarhet og akkreditering for de metoder og utstyr som utvikles, gjennom nasjonale og internasjonale standarder for usikkerhet i måling, i tett samarbeid med nasjonale myndigheter og operatører.

Arbeidet inkluderer modellering, utvikling av algoritmer og målemetoder, samt utvikling av en laboratoriecelle for måling av VOS i naturgass under høye trykk. Cellen blir basis for å oppnå høy-presisjons-kalibrering av ultralydmålerens VOS-måling. Arbeidet bygger på tidligere prosjekter ved CMR og UiB, blant annet flere doktorgrader ved UiB. Kocbach sin doktorgrad fra 2000 på endelig-element numeriske beregningsmetoder innen akustikk og hans kunnskap og løsninger derfra er sentrale som grunnlag for arbeidet som nå skal gjøres.

Innen algoritmer for energi- og kvalitetsparametre for gass har CMR over mange år utviklet industrielle løsninger som er i daglig bruk i internasjonale fiskale målesystemer. Denne aktiviteten har vært ledet av professor Kjell-Eivind Frøysa ved HVL, som også deltar i prosjektet og leder denne delen av arbeidet.

For industrien vil den nye metoden bety at man kan unngå å benytte gasskromatograf (GC) for måling av gassens energi- og kvalitetsparametre. GC brukes «topside» i dag, men er vanskelig å «marinisere» for «subsea» operasjon.