© 2006 Henk Leenaers
Ondanks een recordwinst van ruim 26 miljard dollar over 2005, wist Shell topman Jeroen van der Veer afgelopen week niet alle beursanalisten tevreden te stellen. Want het energieconcern teert in op zijn olie- en gasreserves, zo vertellen critici in NRC Handelsblad. Voor iedere 100 vaten olie die het oliebedrijf afgelopen jaar produceerde, voegde het er maar 60 à 70 toe aan zijn reserves. Dat komt niet alleen doordat het oliebedrijf bij het zoeken naar nieuwe olievelden de afgelopen jaren minder geluk had dan zijn concurrenten. Nee, veel belangrijker is dat níemand in deze sector in staat is zijn olie- en gasvelden tot de laatste druppel leeg te pompen.Gemiddeld halen oliemaatschappijen niet veel meer dan éénderde van alle olie of gas uit een veld, en vaak is dat zelfs aanzienlijk minder: onder Schoonebeek bleef wel 80% van de aanwezige olie in de grond achter; in Oman zijn olievelden die maar liefst 90% water produceren, aldus Berend Scheffers van TNO Bouw en Ondergrond in Utrecht. 'Als operator is Shell daar eerder waterbedrijf dan olieproducent.' Samen met TNO en de TU Delft ontwikkelt Shell nu technologie waarmee het olie- en gasvelden veel verder kan leegpompen: door tijdens het produceren veel te meten en ondergronds de olie al van het water te scheiden met een stelsel van kleppen en kranen.
Als je als olieproducent vrijwel alle olie in de grond laat zitten, is het ook weer niet zó verwonderlijk dat de aandeelhouders mokken. Niet voor niets verdubbelde Shell zijn jaarlijkse investeringen tot 19 miljard Euro en beperkt het zich niet langer tot alleen het zoeken naar nieuwe velden en nieuwe energiebronnen. Het oliebedrijf investeert tegenwoordig ook in de ontwikkeling van 'slimme olievelden', zogeheten smart fields, waaruit met een combinatie van sensoren, en kleppen en ventielen veel meer olie kan worden gewonnen dan gebruikelijk.
Oliewinning gebeurt nu nog simpel: pompen via een boorgat van 15 centimeter doorsnede (een 'put'), geboord tot in het vaak kilometersdiepe oliereservoir. Maar alleen als zo'n reservoir er echt uit zou zien zoals menig leek het zich voorstelt - een gigantische ondergrondse parkeergarage tot het plafond gevuld met vloeibare olie - zou je het op die manier helemaal kunnen leegpompen. In werkelijkheid is een oliereservoir een opeenstapeling van met olie, gas en water gevulde poreuze gesteentelagen, soms geplooid als een ruw opzijgeschoven tapijt, soms geknapt en verschoven langs een stelsel van breuken en breukjes. En nergens is een druppel vloeibare olie te bekennen, want door de immense druk van het bovenliggende gesteente zit die goed opgeborgen in de minuscule poriën van zand-, kalk- of leisteen.
Het is eigenlijk een klein wonder dat oliemaatschappijen toch nog zoveel olie en gas uit zulke velden weten te persen. Want ondanks seismische metingen blijft de geologische opbouw van een oliereservoir vaak volstrekt onzeker. Alleen wie het zich kan veroorloven een reservoir helemaal lek te boren vóór het in productie wordt genomen, komt er achter hoe de gelaagdheid er uitziet. Waar zitten breuken, in welke lagen zit olie en in welke water: allemaal informatie die nodig is om productieputten te kunnen plaatsen waar de meeste olie zit. En om de putwand precies te kunnen openen ter hoogte van de oliehoudende laag, zodat er geen water toestroomt uit de lagen erboven of eronder. 'Maar de meeste olievelden zijn maar met één of twee putten aangeboord,' aldus Berend Scheffers, 'want een kilometersdiepe boring kost al gauw tientallen miljoenen Euro.' Gevolg: olie, water en gas stromen tijdens het pompen ongesorteerd de productieput in, waarna ze het bovengronds moeten scheiden - met alle kosten van dien. En als de toestroom van water en gas de olieproductie teveel hindert, gaat de kraan gewoon dicht - ook al blijft er nog zoveel olie achter.
Samen met de Technische Universiteit Delft en TNO ontwikkelt Shell technologie om veel méér olie uit een veld te kunnen winnen dan de schamele dertig procent van nu. De komende vijf jaar investeren ze samen 24 miljoen Euro in het verder verbeteren van zogeheten 'slimme olievelden', smart fields. Net als een patiënt aan de monitor op de intensive care, wordt de binnenkant van zo'n slim olieveld continu in de gaten gehouden met sensoren. Deze meten in de verschillende gesteentelagen de druk, de temperatuur en de vloeistofstroming. Via een glasvezelkabel seinen de sensoren hun meetgegevens door naar het aardoppervlak, waar experts vaststellen of er olie of water toestroomt. Zodra een laag water of gas produceert in plaats van olie, sluit de operator de klep die de betreffende laag toegang biedt tot de productieput.
Met dit stelsel van sensoren en bedienbare kleppen heeft de operator er, ten opzichte van een traditioneel olieveld, dus een stel 'voelsprieten' en 'handen' bij gekregen. Dat was hard nodig volgens Pieter Kapteijn van Shell, want de manier waarop we nu olie produceren is net zo moeilijk als vanaf de top van de Domtoren beneden een glas cola leegdrinken met een rietje. In het donker, wel te verstaan, maar ook daar heeft Shell een oplossing voor. Slimme olieputten kunnen namelijk geluidsgolven uitzenden. Door middel van deze seismiek 'belichten' ze lokaal de structuur van de ondergrond en aan de teruggekaatste trillingen kunnen geologen zien welke gesteenten ze kunnen aantreffen, waar breuken zitten en of er water in de grond zit. Naarmate de olieproductie in een veld vordert, neemt zo ook de geologische kennis over de ondergrond toe. Tastten petroleumgeologen tot voor kort nog grotendeels in het duister, wie vandaag de dag een 'slim' veld leegpompt verkent tegelijkertijd de ondergrond, door geluidstrillingen uit te zenden vanuit het boorgat.
Veertig AIO's krijgen nu van Shell, TNO en de TU Delft de kans de ondergrondse meet- en regeltechniek van deze zogenoemde 'putten met stekkers' verder te optimaliseren. Berend Scheffers, directeur van dit samenwerkingsverband, verwacht veel van zogeheten 4D seismiek. Met geluidstrillingen kan straks niet alleen de structuur van de ondergrond driedimensionaal in beeld worden gebracht, maar ook de inwendige gas- en vloeistofstromen. Daarmee hopen ingenieurs een veelbelovende winningsmethode als stoominjectie te kunnen verbeteren. Nu weten ze nog niet precies hoe het stoomfront zich verplaatst nadat ze stoom hebben geïnjecteerd om olie vloeibaar te maken en uit een poreus gesteente te verdrijven. Straks wel, want door teruggekaatste geluidsgolven te analyseren kunnen ze de vloeibaar geworden olie op de voet volgen. En als dat lukt, kunnen operators de olie als het ware uit de grond masseren door er afwisselend tegen te duwen (met stoom) en aan te trekken (met pompen).
Andere ontwikkelingen zijn het ondergronds van de olie afscheiden van ongewenste gassen en vloeistoffen, zoals water, CO2 en H2S, en het opnieuw injecteren van deze gassen om - net als met stoom - de olie te verdrijven. Goed voor de olieopbrengst én goed voor het milieu. Uiteindelijk denkt Scheffers dat vrijwel álle activiteiten van een productieplatform onder de grond kunnen verdwijnen. Daar komt dan geen olie uit naar boven, maar alleen schone energie: 'Over enkele decennia openen we de eerste ondergrondse waterstoffabriek.'
Wat leveren die ondergrondse kleppen en sensoren op als je het vergelijkt met het rechttoe rechtaan leegpompen van een veld, zoals nu nog gebruikelijk? De verwachtingen zijn blijkbaar hooggespannen, want het team van 'Mister Smart Fields' Pieter Kapteijn kreeg van Shell Exploratie & Productie opdracht met deze technologie de aanvulling van oliereserves - afgelopen jaar was dat 60 à 70% - in 2009 met 8% te verhogen. Kapteijn heeft er alle vertrouwen in dat dat gaat lukken: 'Door slimme technologie aan een olieveld toe te voegen, kunnen we het straks voor de helft leegpompen. Nu is dat gemiddeld nog maar éénderde.' In de toekomst kan dat zelfs omhoog tot 60 procent, zo verwacht hij, door er met thermische en chemische technieken de laatste druppels uit te persen. 'En ook daarvoor heb je slimme sensoren, kleppen en een hoop regeltechniek nodig.'
Des te opmerkelijker vindt Scheffers het dat het Innovatieplatform en de Europese onderzoeksprogramma's geen cent over hebben voor dit onderzoek. 'Iedere extra procent olie of gas die we uit bestaande velden weten op te pompen, is wereldwijd goed voor twee jaar energieconsumptie,' aldus Scheffers. Omdat allen al in bestaande velden nog genoeg olie en gas zit voor een hele generatie, vindt hij het dan ook veel te vroeg om nu al afscheid te nemen van fossiele brandstoffen, zoals het kabinet lijkt te doen. Of bedoelt hij niet te vroeg, maar dom?