www.matematikk.org

Høyt trykk langt nede - med matte

Som et av verdens største energiselskap bruker BP matematikk i alle sine satsingsområder, og i de fleste avdelinger. Et av de mest synlige resultatene ser vi ute i Nordsjøen, der store plattformer står og henter opp olje og gass fra reservoarer under havbunnen.

 

I dag bygges ingen slike konstruksjoner uten grundige beregninger på forhånd. Ved å kjøre komplekse modeller kan man teste for eksempel en oljeplattform under ulike forhold, og sikre seg at den over tid vil være helt trygg og stabil selv når det stormer som verst i Norskehavet. Sikkerhet på et produksjonsanlegg er imidlertid ikke én enkelt ting, men summen av en rekke faktorer som hver for seg skal ha innebygde barrierer for å hindre at ulykker skjer.


Den samlede risiko for ulykker blir dermed summen av bidraget fra de ulike faktorene. Dette gjelder ikke bare selve anleggene til havs, men også prosesser og rutiner for arbeid som gjøres på land. Selskapet vil utsette sine ansatte for minst mulig risiko, og bruker derfor bla. en statistikkbasert matematisk modell som kalles QRA (for "Qualitative Risk Analysis" eller kvalitativ risikoanalyse), til å tallfeste og vurdere alle risikofaktorer som oljearbeidere blir utsatt for.

 

Det er HMS-avdelingen (Helse, Miljø og Sikkerhet) som gjennomfører QRA-beregningene, der statistiske data om risikofaktorer som helikopterreisen fra land, arbeid i områder med brann- og eksplosjonsfare eller arbeid under høyt trykk på store havdyp et cetera brukes. Om analysen viser at en oljearbeider får en totalsum som ikke er tilfredsstillende lav må man finne andre løsninger på hvordan arbeidet kan utføres på en sikrere måte. For arbeid på rørledninger og installasjoner under vann kan dette bety å erstatte dykkere med roboter, for eksempel.

 

Når et olje- eller gassfelt er funnet (en prosess som også involverer mye matematisk analyse), handler det om å utnytte feltet mest mulig effektivt og få mest mulig olje og gass ut av reservoaret. BP har ansatt en rekke reservoaringeniører, som blant annet kjører modeller av hvordan olje og gass beveger seg i reservoarene under havbunnen. I modellene blir et reservoar delt opp i et tredimensjonalt nettverk av celler, før man beregner hvordan oljen og gassen i cellene påvirkes over tid av endringer i trykk og temperatur etter hvert når feltet er satt i produksjon.

 

Ved å beregne hvordan alle cellene påvirker nabocellene sine, kan ingeniørene modellere hvordan egenskapene til hele feltet endrer seg etterhvert som det tømmes for olje og gass. Måledata om trykk og temperatur fra oljebrønner brukes i modellene, sammen med tall fra faktisk produserte volumer av olje og gass. Reservoaringeniørene kan kalibrere sine modeller ved å beregne produksjonstall for et felt og så sammenligne beregnede med virkelige tall, såkalt historietilpasning. Slik kan man teste hvor godt modellene treffer.

 

Jo flere slike beregninger man gjennomfører, desto bedre blir modellen til å forutsi hva man kan hente ut av et reservoar mange år inn i fremtiden. Modellberegninger er også helt avgjørende når man skal finne de beste stedene å plassere en ny brønn, det som kalles for en "optimal brønnbane". Dagens brønner kan styres gjennom reservoaret, og legges slik at de havner der produksjonen av olje og gass blir størst.

 

Fordi en modell "bare" er beregninger i en datamaskin, er det relativt enkelt å leke seg med ulike parametre og ser hvilke resultater man får. Slik kan man prøve og feile på en mye tryggere og billigere måte, enn ved å gjøre en masse prøveboringer. Hvis resultatet er at utvinningsgraden fra et reservoar kan økes med bare noen få prosent, blir gevinsten av dette arbeidet raskt veldig stor.

 

Datamodeller av olje- og gassfelt blir aldri helt ferdige, men tilpasses fortløpende. Etterhvert som man utvinner olje og gass fra et reservoar, gjøres det nye målinger som puttes inn i modellene, og som gjør dem enda mer presise. Regnevirksomheten stopper ikke der. For når oljen og gassen er hentet opp og skal transporteres, brukes et komplisert nettverk av skip og rørledninger, som også kontrolleres og modelleres med matematikk.

 

Og selvsagt har BP, som ethvert stort selskap, avdelinger som sysler med regnskap, økonomiplanlegging, markedsundersøkelser og risikoanalyser i forbindelse med alle selskapets aktivitetsområder. Et stikkord her er "beslutningsstøtte", det vil si prosessen rundt det å ta viktige beslutninger i selskapet. Slik beslutningsstøtte vil ofte innebærer store mengder med modellering og simulering, blant annet basert på statistikk. Man kan aldri eliminere risiko helt, men modellering kan redusere den sterkt.

 

Om bedriften

BP er verdens tredje største energiselskap, og har operert i Norge siden 1920. I dag er hovedvirksomheten i Norge leting etter og produksjon av olje og gass på kontinentalsokkelen.

 

Om kilden:

Navn:  Erik Sund

Alder: 35

Bakgrunn: Har utdannelse innen Petroleumsteknologi og Industriell Økonomi (sivilingeniør), 10 års variert erfaring i BP - hovedsakelig fra kommersiell og operasjonell virksomhet.

Hva er din utdannelse innen matematikk? Jeg har studert matematikk og statistikk som en del av sivilingeniørstudiet.

Hvordan ble du interessert i matematikk? Som liten gutt var jeg nysgjerrig på hvordan ting virket, jeg plukket fra hverandre radiostyrte biler etc. for å finne ut av det som var inni. Lærte etter hvert på skolen hvordan matematikken er utviklet i forhold til å forklare og beregne mekaniske, fysiske og kjemiske prinsipper, inkludert hvordan en radiostyrt bil virker.

Publisert: 21.07.2009 Endret: 21.12.2010