Danmark går glip af 70 procent af olien i Nordsøen, fordi den er indespærret i undergrundens små hulrum, som man hidtil ikke har kunnet nå ind til via de eksisterende borehuller.
Nu står olieselskaberne overfor et gennembrud, for DTU forskere er kommet langt med udviklingen af en algoritme til supercomputere, der kan spore sig ind på præcis hvor, man skal bore for at få fingrene i den indespærrede olie.
Perspektiverne er meget store, for øges indvindingen med bare ét procentpoint, vil indtjeningen vokse med 50 milliarder kroner, og forskernes forventninger går højere end det.
»Vores resultater ser meget lovende ud. Algoritmen har derfor fået massiv støtte fra forskningsråd og fra olieindustrien, og lige nu er vi seks mand, der arbejder intensivt på at få algoritmen klar til brug i 2012,« siger professor Klaus Mosegaard fra DTU Center for Eneergiressourcer (CERE) samt DTU Informatik.
Projektets hovedsponsor er det danske Dong Energy, der har mange oliefelter i Nordsøen. Selskabet har ifølge forskningschef Morten Stage store forhåbninger til det nye computerværktøj.
»Algoritmen gør det muligt at finde områder af et oliefelt, som man ikke kan tømme via de eksisterende boringer, og derved bliver man i stand til at kunne placere nye brønde, der hvor olien ikke er blevet drænet. Præcist hvor meget denne metode vil øge olieindvendingen med er svært at sige, men generelt har nye EOR metoder vist sig at kunne øge udvindingen af et oliefelt med mellem 5 og 15 procent,« siger han.
Vandet vælger hovedvejene
Olieselskaberne har de seneste årtier haft held med at optimere olieudvindingen af oliefelterne ved at pumpe vand ned i borehuller efter at den lettilgængelige hentet op.
Vandet pløjer sig gennem undergrunden via et virvar af naturligt forekomne kanaler, der forbinder de oliefyldte hulrum. Trykket er så kraftigt, at olien må slippe sit tag og følge med ud.
Vandet foretrækker imidlertid at strømme langs undergrundens ‘motorveje’ og sniger sig så vidt muligt uden om de smalle ‘skovstier’, der ellers også har meget olie at byde på.
\ Fakta
VIDSTE DU
Klaus Mosegaard fik idéen til den nye computeralgoritme under sine tidligere studier af Månens undergrund. Det gik op for ham, at en computeralgoritme, der kan bruges til at sortere i seismiske data ikke bare kan bruges til at blive klogere på Månen men også vil være velegnet til at optimere oliejagt på Jorden.
Konsekvensen er, at olieselskaberne går glip af betydelige mængder olie.
»Den eneste måde, man kan få fat i den indeklemte olie er ved at lave nye borehuller i de områder, hvor vandet ikke frivilligt søger ind. Vand, der pumpes ned her, tvinges til at følge ‘skovstierne’, hvor den indeklemte olie sidder,« siger Klaus Mosegaard.
Fjerner ligegyldig information
Olieselskaberne forsøger at finde frem til de mest egnede boresteder via modeller af, hvordan undergrunden ser ud.
Modellerne viser præcis hvor vandet i undergrunden kan strømme frit og hvor det har svært ved at udbrede sig. En sådan model bygger man på baggrund af de signaler, som undergrunden kommer med, når man beskyder den med lydbølger.
Den metode kaldes for seismik og er baseret på det faktum, at Jorden svarer igen hvis man slår på den: Når man sender lyd ned gennem undergrunden, sætter de forskellige jordlag deres fingeraftryk på lyden, inden den reflekteres tilbage til jordoverfladen igen.
Den reflekterede lyd er derfor en slags kodet meddelelse, der indeholder en masse information om, hvordan undergrunden er bygget op.
Undergrunden har det imidlertid med at plapre løs og fyre en masse ligegyldigt sniksnak af, som koster tid og energi at lytte til.
Hidtil har man været nødt til at forsøge at opbygge en model, der kan genskabe samtlige seismiske data, og så tilpasse den med små systematiske skridt til den kan frembringe nogenlunde de rigtige lyde.
»Den fremgangsmåde har man været overbevist om var den rigtige i mange år, men det er blevet mere og mere klart, at det er en tung og langsommelig proces, der ikke finder den bedste løsning. Konsekvensen er, at man borer det forkerte sted,« siger Klaus Mosegaard.
Computeralgoritme slår med terninger
Fordelen ved den nye computeralgoritme er, at den som udgangspunkt kan skrælle de 99 unyttige seismiske data væk og koncentrere sig om de få data, der indeholder den vigtige information. Resultatet er, at computeralgoritmen lynhurtigt kan spore sig ind på præcis, hvor olien sidder.
»Vi har fundet ud af, at man ud fra ganske få ‘ord’ kan restrukturere hele undergrundens indre struktur. Computeralgoritmen slipper altså for at analysere alle seismiske data, men kan koncentrere sig om dem, der rent faktisk indeholder informationen. Det gør arbejdet med at opbygge en model af undergrunden tusinder af gange hurtigere,« fortæller Klaus Mosegaard.
Men ikke nok med det. Den nye computeralgoritme kan faktisk også udpege de bedste boresteder langt mere præcist, fordi den går tilfældigt til værks.
Den finder frem til den mest optimale model af undergrunden ved at bruge en såkaldt ’tilfældighedsgenerator’, der svarer til at slå med terninger.
Computeren foreslår en model af undergrunden, og kaster nu en terning, der fortæller hvilken retning modellen skal ændres. Den laver altså en tilfældig ændring af modellen og ser, hvad der sker.
De folk, der har prøvet algoritmen til at skabe en model af undergrunden, siger, at den er skræmmende hurtig. I det øjeblik man har trykket på knappen, har man resultatet.
Klaus Mosegaard
Algoritmen accepterer ikke kun de modificerede modeller, der giver forbedringer, men tillader også nogle gange ændringer, der betyder forværringer ud fra princippet om, at det nogle gange skal gøre ondt før det bliver godt, fortæller Klaus Mosegaard.
Den tilfældige søgning er bedst
Klaus Mosegaard sammenligner den nye model med en bjergbestiger, der vil forsøge at bestige den højeste tinde i et landskab. Han begiver sig ud på højlys dag og afsøger først området ved at gå lidt rundt på må og få.
Den tilfældige søgning giver ham et hurtigt overblik over området, så han uden videre kan udpege den højeste tinde.
Den klassiske metode svarer derimod til en bjergbestiger, der vil bestige den højeste tinde i bælgravende mørke. Han kan altså ikke se en hånd for sig, men kan kun mærke, om han går opad eller nedad. Han forfølger den strategi hele tiden at gå opad indtil han ikke kan komme videre.
Næste morgen viser det sig, at den top han har besteget ikke den højeste, mange af bjergene omkring ham er betydeligt højere end det.
Hans søgemetode har fejlet, han er gået alt for systematisk frem i jagten på den højeste tinde.
»Den systematiske metode kaldes af gode grunde for den grådige søgning, fordi den giver en hurtig gevinst. Men det er sjældent den bedste.
Den tilfældige søgning er en betydeligt bedre strategi i oliejagten, der fører frem til, at man finder det mest optimale borested,« slutter han.
\ Forskerne har afkodet Jordens sprog
Klaus Mosegaard og hans kolleger har brugt mange kræfter på at finde ud af, hvilke af undergrundens lyde der er smalltalk, som man kan negligere, og hvilke ‘ord’ er værdifulde guldkorn, man har brug for til at spore sig ind på de bedste boresteder.
En forudsætning for at kunne sortere i lydene og finde frem til nøgleordene er, at man kender Jordens ‘sprog’.
Forskerne har lært sproget at kende ved at lave meget detaljerede opmålinger af undergrunden bestemte steder via eksisterende borehuller. Her har man se sammenhængen mellem strukturerne i undergrunden og så koble dem med de lyde, der kommer fra det pågældende sted.
Forskerne har til sidst lavet en ordbog over samtlige lyde, som kan bruges til at forstå lydene fra alle andre områder.
»Besværet ligger i at opmåle undergrunden og så bruge informationerne fra borehullet til at finde ud af, hvilke 99 procent af lydene man kan smide væk. Så snart man ved hvilke lyde de forskellige strukturer i undergrunden laver, kan man afkode lydene alle andre steder,« siger Klaus Mosegaard.
