CCS, olje og gass trenger Olga

Olga Prosjektet Robust, Enhanced and Accurate CO₂ Handling (REACH), har et budsjett på 28,2 millioner kroner. CLIMIT bidrar med 35,5 prosent av finansieringen. Arbeidet ledes av SLB – med Equinor, Repsol, Gassco, ENI, BP, Shell og senere Chevron og ExxonMobil som partnere.

Olga-verktøyet har gjort det mulig å utvikle olje- og gassfelt som tidligere ble vurdert som ulønnsomme eller teknisk for krevende. Nå står Olga foran en ny milepæl som omfatter fremtidens behov innen karbonfangst og -lagring (CCS). Programvaren oppgraderes for å levere presise simuleringer av flerfase CO₂-transport, med potensiale for både tekniske og økonomiske gevinster.

Fra olje og gass til CO₂-håndtering

Olga ble utviklet på 1980-tallet ved Institutt for energiteknikk (IFE), i samarbeid med Statoil og Sintef. Da var dette et banebrytende verktøy for å simulere komplekse flerfase strømninger i rørledninger og brønner – der olje, gass og vann beveger seg samtidig. Etter hvert ble ansvaret overtatt av Scandpower Petroleum Technology, som senere ble kjøpt av SLB (Schlumberger).

I de senere årene har Olga fått funksjonalitet for CO₂-transport. Dette har skjedd gjennom en serie forsknings- og utviklingsprosjekter, flere av dem med støtte fra CLIMIT-programmet. Allerede i 2009 kom den første funksjonen for å modellere ren CO₂.

Olga – neste kapittel

Med erfaringene fra tidligere prosjekter som bakteppe ble Olga REACH startet i 2022.

Målet er å utvikle Olga til å håndtere flerfase CO₂-transport med samme robusthet og nøyaktighet, som verktøyet allerede leverer for olje og gass. Det innebærer videreutvikling av selve kjernen i programvaren, ligningssystemene. I tillegg kommer oppgraderinger av termodynamiske og hydrauliske modeller som benyttes til å beskrive strømningen. Den nye funksjonaliteten skal valideres gjennom omfattende testing mot måledata fra laboratorier og felt. – Vi ønsker å tette teknologigapet som til nå har begrenset flerfase-simulering av CO₂.

Flerfase CO₂ kan være en nøkkel

I dagens CCS-prosjekter transporteres CO₂ som regel i én-fase, enten i væskeform eller som superkritisk væske, og i noen tilfeller også som gass. Ved å tillate flerfase-transport åpner man for å redusere trykket uten å miste kontroll over strømningen, noe som kan gi betydelige besparelser.

Flerfasetransport har også fordeler ved injeksjon i lavtrykksreservoarer. Hvis CO₂ i væskeform injiseres i et varmt gassfylt reservoar, vil gassen ekspandere og temperaturen synke kraftig på grunn av Joule-Thomson-effekten. Dette kan skape store geomekaniske belastninger i reservoaret. Ved å operere i flerfase kan man unngå de mest ekstreme temperaturfallene og dermed redusere risikoen for skader. – Flerfase CO₂ transport gir større fleksibilitet og kan være mer kostnadseffektivt, særlig når CO₂ skal injiseres i lavtrykksreservoarer. Det åpner for løsninger som i dag ikke er kommersielt attraktive, forklarer Brigadeau i SLB.

Tekniske utfordringer som må løses

Selv om fordelene er tydelige, er flerfase-transport av CO₂ teknisk krevende. CO₂ oppfører seg annerledes enn olje og gass. Når CO₂ blandes med urenheter, får man komplekse termodynamiske forhold som krever svært presise modeller. Det er også utfordringer knyttet til raske trykkavlastninger, der termisk og termodynamisk likevekt ikke oppnås.

Et annet kritisk punkt er nøyaktig prediksjon av strømningsregimer. Feil her kan gi betydelige avvik i beregningene av trykkfall og væskeopphopning. Dette kan igjen føre til feil dimensjonering av rørledninger eller feilvurderinger i driftsstrategier. – Vi må kunne forutsi trykkfall og væskeopphopning med høy nøyaktighet. Små feil kan gi store utslag i design og drift, sier Brigadeau videre.

Forankret i eksperimentelle data

En viktig styrke ved Olga-prosjektet er solid forankring i eksperimentelle data fra flere laboratorier. – Verifikasjon mot virkelige måledata er essensielt. Brukerne av Olga skal kunne stole fullt ut på resultatene når de tar investeringsbeslutninger, sier Hoyer. Han understreker at dette ikke bare er et spørsmål om teknisk kvalitet, men også om å bygge tillit i en industri som står overfor store investeringer i CCS.

Industriell og kommersiell betydning

For store CCS-prosjekter kan presise simuleringer være avgjørende for lønnsomheten. Et mer robust verktøy reduserer risikoen for driftsavbrudd, lekkasjer eller andre uønskede hendelser. Samtidig kan nøyaktige beregninger bidra til optimal dimensjonering av rørledninger og prosessutstyr, noe som gir lavere kapital- og driftskostnader.

Ettersom stadig flere land og selskaper forplikter seg til å redusere CO₂-utslipp, øker behovet for pålitelige simuleringsverktøy. Olga posisjonerer seg som et sentralt bidrag til å møte dette behovet, både teknologisk og kommersielt. – Det er ikke bare en teknologiinvestering, men en investering i muligheten til å realisere flere CCS-prosjekter på en trygg og kostnadseffektiv måte, fortsetter Hoyer.

Veien videre

Prosjektet er planlagt avsluttet i 2025. Allerede nå diskuteres en forlengelse for å adressere nye behov som kan oppstå, etter hvert som industrien tar i bruk flerfase CO₂-transport i større skala. – Vi ser på dette som en reise. Teknologien for CO₂-håndtering vil utvikle seg raskt de neste ti årene. Olga skal ligge i front, avslutter Norbert Hoyer i SLB.

Vil du lære mer om områdene korrosjon, måling og monitorering? Se disse sakene

«CO₂ Safe & Sour»; Hvor ren må CO₂ til CCS være?

Vil gjøre CO₂-beregninger mer treffsikre og tilgjengelige

Slik skal CO₂-håndtering bli tryggere og rimeligere