ENERGIE VOOR DE TOEKOMST ExxonMobil is ervan overtuigd dat technologische ontwikkelingen een essentiële rol zullen spelen bij het vervullen van de toekomstige vraag naar energie. Eén van de speerpunten in het technologiebeleid van ExxonMobil is de ontwikkeling van innovatieve boortechnieken. Hiermee kunnen zowel de kosten van het boren worden verlaagd als de milieueffecten worden beperkt. TEKST: PAUL ANDERSSON; FOTO'S: KEES STUIP; ILLUSTRATIES: EXXONMOBIL Slimmer boren naar olie en gas Het Hoover-booreiland vormt de top van een gigantische constructie. De afstand tot de zeebodem is 311 meter. Daarmee is het geheel bijna net zo hoog als een grote wolkenkrabber zoals het Empire State Building in New York. Door twee leidingen en een systeem van pijpleidingen dat tot de grootste in de Golf Van Mexico behoort, wordt olie en aardgas naar de oppervlakte getransporteerd. REFLEX 3 ENERGIE VOOR DE TOEKOMST H et lange - termijnbeleid van ExxonMobil is nadrukkelijk gericht op de ontwikkeling van technologieën waarmee aan de toekomstige energiebehoefte voldaan kan worden. Het concern denkt dat de mondiale economie nog zeker zo'n vijftig jaar afhankelijk zal zijn van de winning van fossiele brandstoffen. ExxonMobil spendeert dan ook jaarlijks circa 600 miljoen dollar aan fundamentele research naar de ontwikkeling van nieuwe technologie, waarbij wereldwijd twintigduizend natuurwetenschappers en ingenieurs zijn betrokken. De afgelopen twintig jaar verwierf ExxonMobil 9400 nieuwe patenten; 1240 aanvragen worden nog onderzocht. Deze inspanning is binnen de bedrijfstak ongeëvenaard. Maar de ontwikkeling van nieuwe technologie is voor ExxonMobil geen doel op zich. Zij wordt gestuurd door de werkelijke behoeften van de consument en samenleving. De ontwikkeling van nieuwe technologie is (onder meer) gericht op vermindering van het energiegebruik, besparing van kosten, het terugdringen van emissies, productinnovatie en ook op de ontwikkeling van boortechnieken met een geringere milieubelasting, zoals het horizontaal boren. BOREN NAAR OLIE ij olie- en gaswinning denken veel buitenstaanders nog aan het boren van een gat in de grond dat loodrecht naar beneden loopt. Vroeger was dat ook de enige methode. De boorinstallaties moesten zich direct boven de bron bevinden die de eigenaars wilden exploiteren. Olievoorraden die zich onder een berg, een snelweg of een beschermd natuurgebied als bijvoorbeeld de Waddenzee bevonden, waren met conventionele boormethodes niet te winnen. Boorspecialisten van ExxonMobil (de drillers) begonnen daarom al lang geleden met het experimenteren met technieken om schuin of met een bocht te boren, om zo oliereservoirs te bereiken die ver van de boorinstallatie lagen. B ‘HORIZONTAAL BOREN IS MOEILIJKER EN DUURDER DAN DE CONVENTIONELE BOORMETHODES, MAAR DAAR STAAN GROTE ECONOMISCHE VOORDELEN EN EEN POSITIEF EFFECT OP HET MILIEU TEGENOVER’ 4 REFLEX Maar jarenlang werden ze daarbij beperkt door de stand van de technologie. Een boorinstallatie is in feite niets anders dan een krachtige machine die een lange pijp ronddraait, met aan het eind een boorkop. Die kop kan zelfs massieve rotslagen penetreren. In het verleden werd de volledige lengte van aan elkaar gekoppelde pijpen rondgedraaid vanaf de boorinstallatie boven de grond. Elke keer als de boor 10 tot 25 meter dieper was gekomen, moest de roterende pijp stop gezet worden om dan snel één of twee pijplengtes aan te koppelen, waarna het boorproces werd voortgezet. Tegen de tijd dat de drillers het olieveld hadden bereikt, zat er soms wel zes tot zeven kilometer boorpijp onder de grond. DOORBRAAK e uitvinding van ondergrondse boormachines was een doorbraak. Met deze machines was het niet langer nodig om de hele pijplengte te roteren. De ondergrondse boormachine (de zogeheten down-hole motor) werd gekoppeld aan een gekromde pijp, waarmee de drillers de boorkop konden sturen. Bovendien werd het met deze methode mogelijk om directioneel (schuin) en horizontaal te boren en daarmee bronnen te bereiken die kilometers van de bovengrondse installatie verwijderd lagen. Het basisprincipe is eigenlijk heel simpel. Stel je voor dat je vuist de boorkop vormt en je arm de boorpijp. Als je de arm gestrekt houdt en in het denkbeeldige gat steekt, boor je recht naar beneden. Maar als je je arm iets naar binnen buigt, dan merk je dat de vuist, de denkbeeldige boorkop, van richting verandert. Deze D ENERGIE VOOR DE TOEKOMST techniek werd verder verfijnd en al in 1979 werd door ExxonMobil de eerste horizontale bron geboord. De voordelen van het horizontale boren zijn evident. Sommige ondergrondse oliereservoirs zijn nog geen tien meter dik, maar strekken zich soms wel kilometers in de breedte uit. Via de 'klassieke' verticale boormethode, zou je maar een deel van de olie omhoog kunnen halen. Met horizontale boortechnieken, kun je vrijwel de hele laag winnen en daarnaast makkelijker geïsoleerde kleinere bronnen uitbaten. Horizontaal boren is moeilijker en duurder dan de conventionele boormethodes, maar daar staan grote economische voordelen en een positief effect op het milieu tegenover. Een goed functionerend platform met horizontale boorleidingen produceert evenveel olie als verschillende verticaal aangeboorde bronnen. In de VS heeft de olie-industrie veel bronnen waarvan gedacht werd dat zij uitgeput waren, op deze manier een tweede leven gegeven. De productie uit bestaande bronnen wordt zo gemaximaliseerd en de leeftijd aanzienlijk verlengd. OVERAL TER WERELD e technologie van het horizontale boren wordt nu overal op de wereld toegepast: van het Hoover Diana-veld in de Golf van Mexico, tot het Kizomba-veld voor de kust van West Afrika en het booreiland Ringhorne in het Noorse deel van de Noordzee. In Venezuela gebruiken operators deze methode om het regenwoud te ontzien en worden wel negentien verschillende bronnen, vanuit één punt bereikt. D In Alaska wordt met slechts twee boorlocaties op een gebied van 380 vierkante kilometer olie geproduceerd uit een veld dat bijna 162 duizend vierkante kilometer groot is. Door deze technologie kunnen aardoliemaatschappijen nu omvangrijke olie- en gasvoorraden exploiteren die nog maar tien jaar geleden – letterlijk en figuurlijk – economisch 'onhaalbaar' waren. Drie jaar lang was Steve Wilson als hoofdingenieur betrokken bij de planning van het Ringhorne-boorproject in Noorwegen. 'We ontwierpen het boorplatform zo dat het locaties onder de zeebodem kon bereiken die zich tot op acht kilometer van de constructie bevonden. De hier toegepaste technologie wordt gewoonlijk gebruikt in de productieputten in de Britse en Noorse sectoren van de Noordzee. Je kunt op deze manier bronnen aanboren die in het verleden met conventionele middelen niet in productie zouden zijn gebracht. Dus zijn de voordelen van deze technologie evident. Door de infrastructuur tot een minimum te beperken waren we in staat de effecten op het milieu en de totale projectkosten terug te brengen.' BOORVLOEISTOFFEN en ander aandachtspunt is het ontwikkelen van een nieuwe generatie boorvloeistoffen om de effectiviteit van het boren te verhogen en tegelijkertijd de impact op het milieu te verminderen. ➔ E Horizontale boormethode In sommige olievelden kunnen bronnen horizontaal worden aangeboord, dwars door het oliehoudende gesteente. Met deze technologie kan de productiecapaciteit van een bron tot tienmaal de conventionele omvang worden uitgebreid. REFLEX 5 ENERGIE VOOR DE TOEKOMST Veel bronnen worden verticaal aangeboord, elk vanaf een andere plek. Vaak is het echter beter om verschillende bronnen schuin aan te boren vanaf één booreiland. Zo kunnen doelen worden bereikt die meer dan acht kilometer verwijderd zijn van het productieplatform. Deze techniek staat bekend als directioneel of schuin boren. Specialisten van ExxonMobil kunnen met deze boormethode en betrouwbare driedimensionale beelden van de bronnen de productiviteit enorm opvoeren en de impact van de olie- en gaswinning op het milieu verminderen. Door middel van door ExxonMobil zelf ontwikkelde software kan de hardheid van het gesteente in complexe rotsformaties worden voorspeld, zodat de drillers een plotselinge ineenstorting van de boorput kunnen voorkomen. ExxonMobil beschikt over zelf ontworpen apparatuur om de cuttings – de rots- en gronddelen van een boorput – te verwijderen, zodat de boorpijp niet vast kan komen te zitten, een belangrijk punt van zorg bij het boren op grote afstanden. Terwijl ze aan het werk zijn krijgen de boorspecialisten voortdurend actuele informatie of de vloeistofdruk, de eigenschappen van het gesteente en de druk in de boorput. In kantoren, honderden kilometers verderop, kunnen geologen de voortgang van het boorproces volgen en de activiteiten zodanig bijsturen datde belangrijkste delen van het olie- of gasveld worden aangeboord. In sommige velden kan één horizontale boorpijp net zoveel van de voorraden bereiken als tien verticale boorpijpen. De boorvloeistoffen dienen om de zogeheten cuttings – dat zijn de rots- en gronddelen – te verwijderen en zo de boorput te reinigen. Bob Williamson is expert op het terrein van deze boorvloeistoffen, met inbegrip van de bijbehorende milieu-effecten. 'Innovatieve boormethodes kunnen de impact op het milieu minimaliseren. Je hoeft veel minder bronnen te boren. Je kunt ook betere boorvloeistoffen gebruiken en effectiever afvalstoffen verwijderen.' Bij ExxonMobil worden vooraf uitvoerige studies verricht naar de milieu-effecten van het hele exploratieproces. Vanaf de seismische proeven tot het feitelijke boren, het bouwen van de platforms, de productie van olie, het transport en ook het verwijderen van de installaties aan het eind van hun levensloop. 'We kunnen kiezen: we kunnen het op de goedkoopste manier doen of op een verantwoordelijke manier aanpakken en de milieu-effecten minimaliseren, waarbij we ons minstens houden aan de richtlijnen van de overheid. Dat laatste doen wij; het is een standaardprocedure bij ons.' 6 REFLEX Een goed voorbeeld is de wijze waarop ExxonMobil boorvloeistoffen toepast bij het boren, ook al een technologie die de afgelopen jaren een enorme ontwikkeling doormaakte. De praktijkmensen noemen de mengsels muds. 'We kunnen bijvoorbeeld afhankelijk van de lokale regels boren met synthetische muds op waterbasis', legt Williamson uit. 'Als we dat doen, gooien we het mengsel niet weg. We brengen het naar een speciale locatie aan land en verwijderen de cuttings. Ook de synthetische vloeistoffen worden eruit gezuiverd en opnieuw gebruikt. We zijn nu ook bezig met onderzoek om de cuttings helemaal schoon te maken, waarna ze in de bouwwereld toegepast kunnen worden.' NIEUWE TECHNOLOGIE xxonMobil blijft erop hameren dat we moeten blijven zoeken naar nieuwe olie- en gasvoorraden en dat we de opbrengst uit bestaande en pas ontdekte bronnen met nieuwe technologie moeten maximaliseren. De zorg voor het milieu is daarbij een essentiële randvoorwaarde. Innovatieve boortechnieken laten zien hoe deze twee aspecten van de energievoorziening – de noodzaak te blijven speuren en het milieu te ontzien – gecombineerd kunnen worden. ■ E