Cost-effective and Reliable Engineered Casing Systems for super-HT Geothermal Wells

Innen geotermisk energi ligger det et stort potensial for økt energiproduksjon i reservoarer som ligger nært magma, der temperaturene på det geotermiske fluidet kan være 400-500?C. Equinor driver i dag forskning og utvikling på dette området og ser at det er store utfordringer knyttet til å utvikle robuste brønnsystemer som kan benyttes under slike forhold. Per i dag finnes det ingen verktøy eller dimensjoneringsstander som kan operere på temperaturer over 350?C. For å løse utfordringene knyttet til brønn design og dermed muliggjøre høy-entalpi (>2900kJ/kg) hydrotermisk kraftproduksjon ble HotCaSe prosjektet initiert av Equinor med støtte fra Norges forskningsråd og flere nasjonale og internasjonale industri og forskningspartnere. For å løse utfordringene, har Equinor inngått samarbeid med flere ledende bedrifter innen geotermisk industri. Erfaringen fra olje og gass brønner vil være et konkurransefortrinn. I 2021 ble HotCaSe prosjektet ferdig med sin fire år lange reise med motiverte og dedikerte partnere. Prosjektet har resultert i betydelige F&U bidrag som er fremskaffet ved hjelp av både fysiske eksperimenter og numeriske simuleringer. Det skreddersydde numeriske verktøyet Casinteg ble utviklet for å evaluere og identifisere de beste løsningene for å konstruere super-varme geotermiske brønner. Programmet skaper en syntese av kunnskapen som er skapt, og er et av de viktigste bidragene fra prosjektet, ikke bare for Equinor men for det geotermiske fagmiljøet. I løpet av det siste året av prosjektet ble Casinteg benyttet for å støtte design av IDDP-3 brønnen som vil bli bygget av prosjekt partner Reykjavík Energy. Her ble Casinteg, sammen med resultater fra tester på brønnsement og rørforinger under relevante forhold, benyttet for å få en bedre forståelse for mekanismene som påvirker brønnintegriteten og maksimere sannsynligheten for en vellykket brønn. I tillegg har prosjektpartner ISOR nylig ferdigstilt stor-skala forsøk på fleksible koblinger i det pågående Geothermica-GeoConnect prosjektet der prinsippet om å redusere termisk-induserte spenninger i rørforinger har blitt demonstrert. Erfaringene og kunnskapen fra de to prosjektene har ført til at man nå er nærmere å kunne muliggjøre energiproduksjon fra supervarme geotermiske brønner. Fremover vil Casinteg nå bli videreutviklet for å designe robuste brønner for CO2 lagring i prosjektet IPN INTOWELL, noe som fører til muligheter for videre samarbeid med flere av prosjektpartnerne fra HotCaSe.

- Better understanding of mechanical and corrosion properties of several well materials (casing,cement) at Super High Temperature. - Well simulator tool Casinteg was developed for robust geothermal well design. - Acceptance criteria defined for casing and cement integrity in superhot wells, contributing to extend the New Zealand code for deep geothermal wells beyond SOA knowledges. - Better understanding of mechanisms impacting the well integrity. - Most viable concepts identified and evaluated for sustainable superhot well construction. - Developed knowledge and tool will also be transferred to secure robust wells for CO2 underground storage. - Contributing to educate national and international masters students - Contributing to increase academic impacts through several conference presentations and scientific papers. - Contributing to increase public awareness about the impact of green energy as geothermal sources through several popular communication.

This project shall develop and evaluate innovative concepts for a cost-efficient and robust casing system for geothermal wells operating at supercritical water conditions. The project will explore combinations of cements and steels, herein coating and liner technologies that modify functional and mechanical performance of the casing system. The project will further innovate design strategies and establish validated numerical and analytical design tools for such systems.