Characterization and 4D imaging of near well CO2 flow in fractures and microannuli

Carbon Capture and Storage (CCS) er en lovende teknologi for å redusere klimaendringer. Å sikre langsiktig brønnintegritet er avgjørende for å forhindre CO2-lekkasje, som kan utgjøre miljø- og sikkerhetsrisikoer. Dette prosjektet har som mål å utvikle en robust metode for å oppdage CO2-lekkasje bak casing. Det vil fokusere på avbildning av CO2-strøm på ulike lengdeskalaer, utnytte CO2s unike egenskaper for å forbedre detektbarheten. Prosjektet adresserer kritiske utfordringer som hindrer CCS tiltak: 1. Kommunikasjon av CCS' betydning for global utslippsreduksjon: Effektiv kommunikasjon av CCS' betydning for beslutningstakere, industri ledere, og publikum er avgjørende for bred aksept og støtte. 2. Bransje-akademia samarbeid for å øke teknologimodenhetsnivået (TRL) for kritisk CCS-teknologi: Samarbeid er avgjørende for å akselerere utvikling og implementering av CCS. Dette prosjektet fremmer et synergistisk partnerskap mellom bransjeeksperter og akademiske forskere for å fremme TRL for metoder for deteksjon av CO2-lekkasje. 3. Muliggjøring av brønnintegritetsdiagnostikk for aktive og forlatte brønner: Prosjektet vil utvikle metoder for å diagnostisere integriteten til både aktive og forlatte brønner, og sikre langsiktig CCS-prosjektsikkerhet. 4. Utforsking av CO2-strøm og lekkasjebaner: Forståelse av CO2s unike egenskaper vil muliggjøre tilpassede deteksjonsmetoder som er svært følsomme for CO2-lekkasje. 5. Utforskning av hvordan man kan oppdage CO2-lekkasje bak casing på ulike lengdeskalaer. Prosjektet vil undersøke metoder for å oppdage CO2-lekkasje på ulike avstander fra lekkasjekilden, fra nærliggende lekkasje til større migrasjonsskalaer. Prosjektets primære mål er å forbedre CCS-lagringsikkerheten ved å forbedre forståelsen vår av CO2-strøm bak casing. Dette innebærer å forstå CO2-lekkasjemekanismer, potensielle remedieringsteknikker, og utvikling av kostnadseffektive overvåkingssystemer for tidlig advarsel om tap av brønnintegritet.

The CHARISMA project will enhance CO2 storage safety by improving our knowledge on CO2 flow behind casing – including how it can be remediated and detected at various distances from the leakage origin. Experiments will focus on advanced experiments, brought to realistic field conditions through modelling. Behind-casing flow paths, such as micro-annuli and natural/drilling induced fractures will be induced and analysed, both experimentally and numerically, and in-situ flow experiments in the X-ray computed tomography machine will enable study of the fluid loss rate and its impact on surrounding materials. The success of remediation operations will be studied through the same procedure, which also enables studies of propagating secondary fractures (due to the high pressures during remediation fluid pumping). The final scope of the project is to address the detectability of CO2 flow at different scales, based on state-of-the-art instrumentation and methods in geophysics. The project will involve besides Norwegian partners SINTEF, NTNU and NGI, notable international partners from the US, the University of Pittsburgh, Colorado School of Mines and Lawrence Livermore National Laboratory. These will advise the local project team, taking advantage of their established expertise in designing remediation fluids and well integrity experimentation and modelling.