CO2-håndtering Gassteknologi Politikk Subsea

CO2 lagring: Pumpe kald CO2 ned i den varme sokkelen uten at brønnen går i stykker?

Politikere og forskere forsøker å finne ut hvordan vi kan redusere global oppvarming. FNs klimapanel mener karbonfangst- og lagring (CCS) er en svært viktig teknologi for at verden skal lykkes med å nå togradersmålet. Men hvor skal man lagre all CO2 som er fanget?

CO2 lagring i Nordsjøen

Dersom Europa skal redusere CO2-utslipp ved hjelp av karbonfangst og -lagring (CCS), er det behov for store steinformasjoner å lagre den i. I Utsira-formasjonen i Nordsjøen er mulig å lagre rundt 16 milliarder tonn med CO2. Det er nok til å lagre mer enn halvparten av all CO2 som skal fanges med CCS i Europa fram til 2050 bare i denne ene formasjonen!

Før CO2-fangst-anlegg er bygget ut i stor skala i Europa, vil det være relativt små volumer som skal transporteres ut til lagringsplassene. Det betyr at det kan være billigst å transportere CO2-en på skip, i stedet for med rør som krever store investeringer. Før CO2 kan transporteres på skip, bør den kjøles ned slik at den kondenserer til væskeform, kanskje så kaldt som -50 OC. Noe lignende gjøres allerede i dag på LNG-tankere som transporterer flytende naturgass fra f.eks. Melkøya utenfor Hammerfest.

Kald CO2 får røret til å krympe

Når et CO2-skip kommer fram til lagringsstedet i Nordsjøen, tømmes det ned i én eller flere brønner som leder ned til reservoaret på flere hundre meters dyp. Men hva skjer i brønnen når du pumper ned CO2 som holder -50 OC ned til et reservoar som er nesten 100 grader varmere? Jo, når kald CO2 pumpes ned i en varm brønn, vil stålrøret krympe noe mens det avkjøles. Dette røret er støpt fast med sement, som ikke krymper like mye. Dermed kan det oppstå små lekkasjer hvis røret krymper for mye, altså hvis CO2-en er for kald. Det som også skiller skipstransport av CO2 fra rørtransport, er at brønnen ikke brukes hele tiden, siden det vil være noen timer eller dagers opphold mellom hver gang et skip losses. Dermed får brønnen tid til å bli varmet opp av de varme steinformasjonene rundt, som gjør at temperaturen varierer mer enn ellers.

Akkurat hvor og hvor store temperaturvariasjonene blir og hvordan dette virker på brønnen, jobber vi på SINTEF Energi og SINTEF Petroleum med å finne ut av, i prosjektet Well Integrity.

Bedre materialegenskaper gir mer robuste brønner

Society of Petroleum Engineers’ konferanse i Bergen i april presenterte jeg, sammen med Malin Torsæter og Svend Tollak Munkejord, resultater som viser hvordan temperaturen påvirkes av å bytte ut sement med andre materialer. Sement er materialet som oftest brukes for å støpe brønner, men i framtiden kan det være mulig å bytte ut dette med materialer som har bedre termiske og mekaniske egenskaper. Resultatene viste at valg av materiale kan ha stor betydning for hvor store temperaturvariasjonene blir. Denne kunnskapen kan hjelpe oss å designe, bygge og drive CO2-brønner på en sikrere og mer effektiv måte.

Illustrasjon av en brønngeometri. Fra innerst til ytterst er det CO2, stålrør, væskefylt hulrom ("packer fluid"), enda et rør, tetningsmateriale (f.eks. sement), og stein (f.eks. sandstein).
Illustrasjon av en brønngeometri. Fra innerst til ytterst er det CO2, stålrør, væskefylt hulrom («packer fluid»), enda et rør, tetningsmateriale (f.eks. sement), og stein (f.eks. sandstein).
Plottet viser hvordan temperaturen i tetningsmaterialet(sement/polymer/slurry/vismut-legering) utvikler seg over tid når man pumper inn CO2 ved 10 grader i 24 timer. Brønnen har temperatur på 120 grader før injeksjonen starter.
Plottet viser hvordan temperaturen i tetningsmaterialet(sement/polymer/slurry/vismut-legering) utvikler seg over tid når man pumper inn CO2 ved 10 grader i 24 timer. Brønnen har temperatur på 120 grader før injeksjonen starter.

0 comments on “CO2 lagring: Pumpe kald CO2 ned i den varme sokkelen uten at brønnen går i stykker?

Legg inn en kommentar