Tilbake til søkeresultatene

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering

Prediction of CO2 leakage from reservoirs during large scale storage

Alternativ tittel: Prediction of CO2 leakage from reservoirs during large scale storage

Tildelt: kr 8,2 mill.

Dette prosjektet handler om såkalte "skorsteiner"(chimneys) eller pipestrukturer i sedimentære bassenger, og hva de innebærer for sikker og stabil CO2-lagring. Geofysikere observer nå skorsteiner i de fleste sedimentære bassenger takket være forbedret seismisk metoder. De ser dem ofte i takbergarten til reservoarer og akviferer. Disse skorsteinene fremstår som «blow-out»-strukturer produsert av overtrykk i reservoaret. De kan være lekkasjeveier for fluider fra reservoaret lenge etter at de ble dannet. Høyt væsketrykk i reservoaret initierer skorsteiner i takbergarten. Etter initiering stiger pipestrukturen mot overflaten drevet av reservoartrykket. Prosessen søker oppover fordi den minste kompressive spenning synker med avtagende dyp. Reservoarfluider lekker ut gjennom skorsteinene, noe som fører til redusert reservoartrykk. Skorsteinsdannelsen fortsetter til reservoartrykket synker under en kritisk grense. Det er flere store skorsteiner i takbergarten til Utsira-formasjonen i Nordsjøen, og de er nær lagringsplassen for CO2 fra Sleipner-feltet. Disse skorsteinene ser ut til å være produsert av høyt overtrykk i Utsira-akviferen. Disse pipestruksjonene må ha vært dannet mot slutten av den siste istiden fordi de skjærer gjennom hele takbergarten bestående av glasiale avsetninger. Vi må forstå hvordan glasiale prosesser skapte høyt poretrykk i Utsira-akviferen, og hva det betyr for dagens lekkasje gjennom skorsteiner i takbergarten. Derfor utvikler vi modeller for trykkoppbygging drevet av glasiale prosesser. Spørsmålet er om trykkoppbygging ved rask avsetning av sedimenter kan produsere skorsteiner. Et beslektet emne er generering av ekstra overtrykk ved glasial pålasting. Vi har i lang tid studert hvordan viskøse deformasjoner kan danne pipestrukturer i sedimentære bassenger. Viskositeten til sedimentære bergarter er en dårlig begrenset parameter i disse modellene, og derfor er den gjenstand for en studie. Det trengs mere kunnskap om pipestrukturer, og om i hvilken grad de er lekkasjeveier. Denne kunnskapen er viktig for sikker lagring av CO2. Dette er også ny fundamental forståelse av hvordan fluider strømmer i sedimentære bassenger. Pipestrukturer som blir funnet over CO2-deponier bør overvåkes på overflaten. Inntil vi vet mere om disse strukturene, så er monitorering den beste måten å forsikre seg om at de ikke lekker.

Fluid escape pipes (chimneys) are considered leakage pathways during subsurface CO2 storage, affecting stability and safety of long term storage of CO2. The proposed project has as main objective to deliver models for chimney formation, and models for fluid flow through both forming and pre-existing chimneys. Pipe structures (chimneys) are currently observed almost everywhere in sedimentary basins, especially due to improved seismic imaging over the last years. Nevertheless, the formation of chimneys and their flow properties remain poorly understood. This project has four sub-goals to gain this knowledge: First, to model chimney formation and fluid flow through pipe structures. For this purpose, we will study processes that have led to chimney formation in the geological past and we will evaluate critical parameters for triggering chimney formation during subsurface CO2 injection. Second, we will estimate the leakage rates through existing chimneys and how fast they might discharge the stored CO2. Third, we will evaluate injection scenarios for the Smeaheia site in the North Sea with respect to chimney formation and leakage through chimneys. The case study will be based on the geological model of Smeaheia made available for this project by IFE´s collaboration with Statoil through the FME SUCCESS. Finally, the project will develop monitoring strategies for detection of CO2 leakage. The numerical codes developed and applied in the project will be made open source. Therefore, it will be straightforward for third parties to build on our results, once they are granted access to the data by Statoil.

Aktivitet:

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering