Til hovedinnhold

Tekst og foto: seniorforsker Svend Tollak Munkejord

Oljefeltene i Nordsjøen, og andre steder, produserer større eller mindre mengder vann. Vannet kan ikke selges, og er dessuten dyrt å transportere. Derfor må det skilles ut (separeres) på feltet. Separasjonen skjer ved hjelp av tyngdekraften, siden vann er tyngre enn olje.

Effektiv separasjon
Et problem er at små dråper synker veldig sakte, noe som gjør at utskillingen tar lang tid og krever store tanker. Oljeselskapene har lenge benyttet seg av at elektriske felt får vanndråpene i oljen til lettere å slå seg sammen (koalesere), slik at separasjonen blir mer effektiv. Dette kalles elektrokoalesens.

Nøyaktig hvordan elektrokoalesensen foregår, eller hvordan den kan påvirkes, er imidlertid ikke helt forstått, og dette kan gjøre det vanskelig å regulere separasjonsprosessen. Hvis for eksempel et oljeselskap i Nordsjøen må sende til land olje med for mye vann, så koster det mye.

Overflateaktive stoffer
Arbeidet til Knut Erik Teigen Giljarhus er basert på at helheten er satt sammen av detaljer, og at man således må forstå detaljene før man kan forstå helheten. Han har derfor undersøkt matematiske modeller som beskriver strømningen av dråper i full detalj, samt metoder for å løse likningene med datamaskin. Her har det vært viktig å beskrive de kreftene som oppstår på dråpe-grenseflaten som følge av et elektrisk felt, samt påvirkningen fra overflateaktive stoffer (surfaktanter). De sistnevnte er stoffer som finnes i råoljen. Et mer huslig eksempel på en surfaktant er såpe.

Mye av arbeidet om surfaktanter ble gjennomført mens Giljarhus var på forskningsopphold i gruppen for anvendt og beregningsorientert matematikk ledet av professor John Lowengrub ved Universitetet i California i Irvine.

Doktorarbeidet har blitt publisert i fire journalartikler og to konferanseartikler, alt gjennomført på normert tid, som er tre år. Arbeidet har vært en integrert del av KMB-prosjektet (kompetanseprosjekt med brukermedvirkning) Electrocoalescence II, som er støttet av Petromaks-programmet i Norges forskningsråd, og som er et samarbeidsprosjekt mellom SINTEF Energi, Ugelstadlaboratoriet ved NTNU, og elektroteknikk-laboratoriet ved CNRS i Grenoble i Frankrike, samt industripartnerne Aker Solutions, BP, Hamworthy, Shell, Petrobras, Saudi Aramco og Statoil.

Hovedveileder for doktorarbeidet var professor II Inge R. Gran ved NTNUs Institutt for energi- og prosesseteknikk (EPT). Svend Tollak Munkejord ved SINTEF Energi var medveileder.

Knut Erik Teigen Giljarhus begynte direkte på doktorstudiet etter å ha gjennomført prosjekt- og diplomoppgave ved EPT-instituttet ved NTNU, med medveileder fra SINTEF Energi. Han var den første i det sitt studieprogram, Ingeniørvitenskap og IKT, som disputerte for doktorgraden. I doktorarbeidet fikk han full bruk for det han hadde lært om å programmere numeriske metoder fra grunnen av. Giljarhus er ansatt som forsker ved SINTEF Energis avdeling Energiprosesser.


 

Svend Tollak Munkejord  

Knut Erik Teigen Giljarhus har regnet i detalj på oppførselen til vanndråper i olje.