Saudiarabien - Twilight in the Desert

Figur 1. Twilight in the Desert av Matthew Simmons.

Majoritetet av Saudiarabiens olja har producerats från en handfull oljefält i över ett halvt sekel. Tack vare intensiv vatteninjicering och användandet av horisontell borrteknik har dessa fält kunnat fortsätta producera stora mängder olja trots tydliga ålderstecken. Men hur länge till?

Denna artikel bygger på boken Twilight in the Desert av Matthew Simmons och hemsidan Satellite O'er the Desert av Joulesburn.

Enligt Simmons kan en mängd oljefält i ett område delas in i följande hierarki:

En kung
En, två eller möjligen tre drottningar. Drottningarna är i storleksordning en halv till en femtedel av kungens storlek.
Fem till tio adelsmän. Adelsmännen är betydligt mindre än drottningarna.
Ett stort antal bönder.

Som regel hittas de största oljefälten först. Saudiarabien är inget undantag:

Den första drottningen, Abqaiq, hittas 1940.
Kungen, Ghawar, hittas 1948.
Den andra och sista drottningen, Safaniya, hittas 1951.
Adelsmännen hittades enligt följande: Qatif (1945), Khursaniyah (1956), Khurais (1957), Manifa (1957), Abu Sa'fah (1963), Berri (1964), Zuluf (1965), Marjan (1967) och Shaybah (1968).
Samtliga fält som hittats efter 1968 har varit bönder.

Figur 2. "Östra provinsen" i Saudiarabien.

Under knappt 60 år har nästan all olja från Saudiarabien kommit från "Big Seven" (Ghawar, Safaniya, Abqaiq, Berri, Zuluf, Marjan och Abu Sa'fah). En mycket stor andel har kommit från "Big Five" och när Saudiarabien peakade 1981 med 9 839 000 fat per dag stod dessa fält (Ghawar, Safaniya, Abqaiq, Berri och Zuluf) för 92% av den totala produktionen. "Big Two" (Ghawar och Safaniya) har tillsammans stått för 75% av den totala produktionen i Saudiarabien.

När Saudiarabiens supergigantfält var unga kunde en del borrhål producera så mycket som 40 000 - 80 000 fat per dag. Oljan flödade upp till ytan tack vare det höga reservoartrycket - se figur 3 (A).

Redan i mitten av 50-talet hade dock trycket minskat i flera av Saudiarabiens nyckelfält. För att öka trycket började man injicera gas men ganska omgående övergick man till att injicera vatten (B). I slutet av 1956 injicerades 40 000 fat vatten per dag i Abqaiq och i början på 60-talet började man även injicera vatten i Ghawar. Mängden vatten som injicerades steg kontinuerligt under 60- och 70-talet och 1998 injicerades hela 12 miljoner fat vatten varje dag.

Figur 3. Vertikalt borrhål (A), vatteninjicering (B), horisontellt borrhål (C), horisontellt multilateralt borrhål (D)

I takt med att oljan pumpas upp kommer vattennivån allt närmare borrhålet. Till slut börjar även vatten tränga upp i borrhålet, s.k. "water coning". I slutet av 90-talet producerade Ghawars borrhål mellan 36 och 38 procent vatten. Saudi Aramco, Saudiarabiens statliga oljebolag, började då i stor utsträckning ersätta vertikala borrhål med horisontella borrhål (C).

Kort därefter började man även att borra horisontella borrhål med utskott (D), s.k. horisontella multilaterala borrhål. Aramco pratar nu om nästa generationens horisontella multilaterala borrhål som eventuellt kan ha upp mot 50 stycken utskott - läs mer här.

Ghawar

Figur 4. Ain Dar, Shedgum och norra Uthmaniyah

Figur 5. Borrhål i Ain Dar och Uthmaniyah före år 2000 (a), mellan 2000-2003 (b) och efter 2003 (c).

Ghawar är världens största oljefält. Mellan 1948 och 2000 stod Ghawar för ca 60-65% av den totala oljeproduktionen i Saudiarabien. Ghawar är utan tvekan "Kungen av alla Kungar". Ghawar har producerat över 60 miljarder fat olja. Totalt har det borrats över 3000 borrhål i Ghawar, se bild.

Majoriteten av oljan från Ghawar har kommit från den övre tredjedelen, dvs. norra och södra Ain Dar, Shedgum och norra Uthmaniyah (se figur 4). Denna del av Ghawar har alla de egenskaper som förknippas med hög oljeproduktion. Detta gäller dock inte den mellersta och södra delen av Ghawar (resten av Uthmaniyah, Hawiyah och Haradh). Exempelvis är genomträngligheten (permeability) 10 gånger högre i Ain Dar och Shedgum jämfört med Hawiyah och Haradh. 1979 stod Ain Dar, Shedgum och norra Uthmaniyah för 4,2 miljoner fat per dag av Ghawars totala produktion på 5,3 miljoner fat per dag. Ghawar peakade 1981 med 5,7 miljoner fat per dag.

Norra och södra Ain Dar, Shedgum och norra Uthmaniyah har producerat olja i över 50 år och börjar nu bli mer eller mindre uttömt. Borrningarna i dessa områden tvingas koncentreras till de centrala delarna av källorna där det fortfarande återstår en del olja (se höjdkurvorna i figur 4). Detta syns tydligt i figur 5 där (a) visar de borrhål i Ain Dar och Uthmaniyah som borrats före år 2000, (b) de som borrats mellan 2000 och 2003 och (c) de som borrats efter 2003.

Den dag då produktionen på allvar börjar falla från Ghawar finns det ingen räddning - eller som Simmons uttrycker det: "Once the king has fallen, the game is over".

Se även:
Drilling Ghawar in the 21th Century
Kenneth Heebner on Ghawar (YouTube)
Ghawar via Google Maps

Abqaiq

Figur 6. Gamla borrhål i Abqaiq (röd), nya borrhål (grön) och vatteninjiceringshål (blå).

Produktionen från Abqaiq startade 1946. Abqaiq är inte den största drottningen men som Simmons uttrycker det: "the most beautiful". Abqaiq har perfekta reservoaregenskaper och under 5 decenier producerade fältet en stor del av Saudiarabiens "extra light oil".

Abqaiq peakade 1973 just över en miljon fat per dag. Idag ligger produktionen runt 400 000 fat per dag. Enligt Simmons kan Abqaiq sammanfattas med tre ord: "It is old".

JoulesBurn har även markerat ut borrhålen i Abqaiq (se figur 6). De röda och gröna ringarna representerar gamla respektive nya borrhål. De blåa ringarna är vatteninjiceringshål.

Se även:
Abqaiq and Eat It Too

Safaniya

Safaniya är Saudiarabiens största drottning och världens största oljefält ute till havs. När Saudiarabiens produktion peakade 1980-1981 producerade Safaniya 1,5 miljoner fat per dag. Idag ligger produktionen runt 600 000 fat per dag. Safaniya producerar tungolja (heavy oil). Möjligen har detta fält "spare-capacity" i storleksordningen 500 000 fat per dag enligt Simmons. De flesta raffenaderier kan dock inte hantera tungoljan som Safaniya producerar vilket gör den betydligt mindre eftertraktad än exempelvis Abqaiqs "extra light oil".

Berri

Strax efter att produktionen startat i Berri föll trycket i reservoaren från 4 000 psi 1970 till 2 600 psi 1973. För att öka trycket började man injicera vatten 1975. Detta gjorde att produktionen ökade från 300 000 fat per dag 1972 till 800 000 fat per dag 1976 (vilket var peaken). Därefter föll produktionen kraftigt och 1994 var produktionen åter nere på 300 000 fat per dag.

Simmons: "By 2002, Berri's future seemed clear. Its glory days were over."

Zuluf

Produktionen från Zuluf startade 1973. Rapporter vid olika tillfällen indikerar att Zuluf producerar mellan 400 000 till 500 000 fat per dag. En rapport från 2004 avslöjar att 270 borrhål nu har borrats i Zuluf.

Simmons: By 2004, the field had clearly become very mature and was exhibiting an array of aging problems that will tend to get worse over time."

Marjan

Marjan är ett komplex bestående av ett huvudfält och tre mindre fält (Marjan 2, Marjan 3 och Marjan 4). Produktionen från Marjan startade 1974. I slutet av 70-talet hade produktionen stigit till strax över 100 000 fat per dag. I ett försök att hålla uppe produktionen har man på senare tid börjat experimentera med horisontella multilaterala borrhål. Alla fyra fält i Marjankomplexet producerar nu olja med hög svavelhalt (sour crude).

Shaybah

Shaybah är det enda betydande fältet i Saudiarabien som inte ligger i den "Östra provinsen". Produktionen från Shaybah startade så sent som 1999. Anledningen till att det dröjde så länge innan Shaybah togs i drift var (1) det svårtillgängliga geografiska läget (2) den svåra terrängen i området, (3) reservoarens komplexitet samt (4) kostnaden för projektet.

I projektets inledning användes konventionella horisontella borrhål men ganska snart övergick man till horisontella multilaterala borrhål. Dessa kallades i Shaybahs fall för "Maximum Reservoir Contact (MRC) wells". Många MRC-borrhål har hela åtta stycken utskott. I slutet av 2003 hade Saudi Aramco ersatt 60 konventionella horisontella borrhål i Shaybah med MRC-borrhål.

Shaybah beräknas i daxläget producera ca 500 000 fat per dag och i början på nästa år planerar Saudi Aramco att öka produktionen med ytterligare 250 000 fat per dag. Se Oil Megaprojects 2009.

Se även:
The Magic Shaybah Oil Field in Saudi Arabia (YouTube)

Khurais

Khurais är ett komplex bestående av fyra fält: Khurais, Abu Jifan, Qirdi och Mazalij. Khurais är det näst största landbaserade fältet till ytan i Saudiarabien. Produktionen från Khurais startade 1959. Under 70- och 80-talet borrades borrhål över hela fältet. 1981 producerade fältet 144 000 fat per dag (peaken än så länge).

Simmons: "It must have been terribly frustrating for Khurais' production managers and engineers to realize that the second-largest onshore structure in Saudi Arabia, lying just 70 miles west of Ghawar, gave no indication of output pontential comparable to its size."

Genom att borra 310 horisontella borrhål, varav 125 vatteninjiceringshål och 17 observationshål, och injicera 2 miljoner fat havsvatten per dag hoppas Saudi Aramco att produktionen ska komma upp i 1,2 miljoner fat per dag när arbetet planeras vara klart i slutet av nästa år (2009). Se Oil Megaprojects 2009.

Joulesburn: "Achieving 1.2 million barrels per day from 168 producers requires an average well productivity of 7142 bpd. By comparison, the single-lateral horizontals in the Haradh II increment reportedly only provide about 3000 bpd of production."

Se även:
Khurais Me A River

Qatif och Abu Sa'fah

Produktionen från Qatif startade 1951. 1979 nådde produktionen 150 000 fat per dag men bara tre år senare hade produktionen fallit tillbaka till 40 000 fat per dag trots att Saudiarabien samma år pressade den totala produktion i landet till "all-time high".

Den 9:e augusti 2004, efter att Aramco spenderat flera miljarder dollar, meddelade man att Qatif åter producerade olja. Med hjälp av den senaste tekniken, inklusive horisontella multilaterala borrhål, angav man nu att Qatif kapacitet var 500 000 fat per dag.

Simmons: "Had someone suggested to one of the old-time Aramco senior hands in 1980 or 1981 that Qatif - a problem field throughout its production history - would resurface as the 'best next project' in 2004 to begin either replacing or backing out some of the crude oil output of Abqaiq, Berri, Safaniya, Zuluf, and Ghawar, I suspect the reaction would have included great surprise and a high degree of skepticism."

Abu Sa'fah är Qatifs systerfält. I samband med Qatif-projektet 2004 uppgraderades även Abu Sa'fah. Detta innebar en produktionsökning från 195 000 fat per dag till 300 000 fat per dag.

Khursaniyah

Mellan 1965-1967 producerade Khursaniyah som mest 100 000 fat per dag. 1979 hade produktionen stigit till 208 000 fat per dag men tre år senare var produktionen åter nere runt 100 000 fat per dag. Khursaniyah saknar de egenskaper, exceptionell genomtränglighet och hålrumsvolym (porosity), som Saudiarabiens bästa fält besitter.

Saudi Aramcos senaste stora projekt, som just avslutats, var att öka Khursaniyahs produktion till 500 000 fat per dag, se Oil Megaprojects 2008.

Se även:
Al-Naimi nämner Khursaniyah (Bloomberg Video)

Manifa

Efter inledande utveckling av Manifa sköts projektet upp pga den dåliga kvaliten på fältets olja (heavy sour crude). Enligt Oil megaprojects 2011 planeras Manifa startas upp under andra halvan av 2011 med en kapacitet av 900 000 fat per dag. Notera att projektet (som alla framtida projekt) riskerar att dels fördröjas och/eller inte nå den målproduktion som angivits.

Fördjupning:
Intervju med Simmons från den 24:e februari 2008 (mp3)
Intervju med Simmons från den 8:e maj 2008 (CNBC Video)
The Middle East & The Impending Oil Crisis (YouTube)

Marcus Hjelm
marcus@oljepris.se
2008-05-22

Använd gärna forumet för att kommentera denna artikel.