Tilbake til søkeresultatene

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering

Preventing loss of near-well permeability in CO2 injection wells

Alternativ tittel: Hindre redusert nærbrønnspermeabilitet i CO2-injeksjonsbrønner

Tildelt: kr 9,0 mill.

CO2-lagring innebærer pumping av CO2 inn i porøse undergrunnsbergarter via brønner. En viktig forutsetning for god gjennomføring av slike prosjekter er at injeksjonen kan foregå sikkert og effektivt, og dette krever god strømning av CO2 fra brønnen og inn i steinformasjonen. CO2-injeksjon har vist seg å være utfordrende i flere tilfeller, siden det er mange mekanismer som potensielt kan føre til tetting av bergartene i nærbrønnsområdet. I dette prosjektet har vi valgt å undersøke noen av tettingsmekanismene i et operasjonelt perspektiv. Det vil si at vi skal prøve å forstå hvordan tilstandene i nærbrønnsområdet - slik som spenninger, trykk, temperatur, strømning og bergartstype - samt pauser og oppstart i injeksjonen, påvirker risikoen for tetting. Dette kan være forårsaket av for eksempel saltutfelling, dannelse av voks og hydrater, bakteriefilmer, svelling av leirmineraler, og transport av finstoff fra delvis knust stein rundt brønnen. Småskala strømningsforsøk blir gjort for å undersøke grunnleggende tettingsmekanismer. Mellomskala injeksjonsforsøk vil bli utført i steinprøver formet som nedskalerte brønner med et helt nytt og spesialdesignet instrument som tillater oss å etterligne spenninger, trykk, temperatur og injeksjonsmønstre som finnes i en virkelig injeksjonsbrønn. Modeller hjelper oss å forstå likevekt, utfelling og vekst av blant annet saltkrystaller i porerommet. Disse resultatene blir koblet sammen i et simulatorverktøy for planlegging og gjennomføring av CO2-injeksjonsbrønner. Prosjektet begynte i 2018 med et oppstartsmøte i Trondheim, og et oppfølgingsmøte med idéverksted i Stavanger. Konsortiets styringskomite har som regel tre møter i året ispedd månedlige digitale statusmåneder, men i år har alle møtene vært digitale. Vi har undersøkt hvordan steintype og strømmeretning påvirker utfelling og permeabilitetsforandring som et ledd i å forstå hvordan disse vil påvirkes i nærbrønnsområdet, hvor strømningen vil kunne forandre seg som funksjon av avstand fra brønnen. Vi har undersøkt hvordan strømningsretningen og følgende av tyngdekraft/oppdrift påvirker fortrengning og saltutfelling, og gjennomfører forsøk som undersøker effekten av strømningsrate på utfelling. Forsøk med radiell strømning i en nedskalert brønn vil bli satt i gang. Et rammeverk for stokastisk modellering og oppskalering er utviklet for vekselvirkning mellom CO2, vann og stein. Det er utviklet en løser for en todimensjonal "reactive transport " Lattice Boltzmann-modell for å simulere oppløsning og utfelling langs veggene i sprekker. En termodynamisk modell baser på PC-SAFT er videreutviklet for hydrokarbonblandinger, og implmentert som en egen modul i MRST (åpen kildekode). En modell for nukleasjon (dannelse) og vekst av saltkrystaller er påbegynt, og ønsket er å forstå hvordan dannelse og vekst av salt vil påvirke permeabiliteten til forskjellige steiner. Denne aktiviteten underbygges av avbildninger som blir gjennomført av steiner utsatt for CO2-strømning og utfelling. PC-SAFT-modellen er implementert i MRST for å kunne simulere oppløsning/utfelling. Transportmodellering er påbegynt ved å utvikle en modell i MRST som inkluderer kinetikk (tidsavhengig likevekt), som bedre beskriver det vi ser i kjerneflømningsforsøk. Den siste perioden er det foretatt nøyaktig mikro-CT-avbildning av kjerneprøver med liten diameter for å beskrive utfelling på poreskalanivå.

-

This project aims to study how a high permeability in the near-well region can be maintained during intermittent CO2 injection and backflow of CO2-brine. Linear- and core-scale experiments will be performed to pinpoint the most relevant injectivity loss mechanisms at realistic field conditions, and unique radial flow experiments will thereafter be performed in a true triaxial test cell. This enables studies of not only precipitation reactions in pores (e.g. salt/wax formation), but also fines migration and loss of permeability due to grain displacement or shale swelling. Promising methods for injectivity loss mitigation (e.g. chemical injections) will also be tested. The experimental results will be used in a simulator to predict injectivity loss in the field, with a special test case related to the full-scale storage pilot at Smeaheia.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering