CLIMIT; Akustisk sjokkbølgeteknologi ved CO₂-lagring

Teknologien har potensial til å styrke både sikkerheten og økonomien ved CO₂-lagring. Prosjektet er støttet av CLIMIT med i underkant av 4,8 millioner kroner. Ansvarlig i qWave er administrerende direktør Jan Ove Nesvik. 

Sikkerhet og økonomi

Effektiv og sikker lagring av CO₂ krever god forståelse av de horisontale spenningene i toppbergarter. De fungerer som forseglingselementer for å hindre lekkasje fra lagringsreservoarer. Caprock er en kritisk komponent i disse prosjektene, og hindrer CO₂ fra å migrere ut av lagringsområdene. For å kunne vurdere hvor mye CO₂ som kan injiseres er det viktig å forstå spenningene som påvirker bergartene. Bedre forståelse av caprockens egenskaper kan bidra til økte CO₂-injeksjonsvolumer per brønn. Ved å minimere risikoen for lekkasje vil dette redusere lagringskostnadene og styrke sikkerheten,

Dagens metoder for å måle horisontale spenninger, som Leak-Off-Test (LOT) og bruk av utstyr med straddle-packers, har flere begrensninger. Metodene kan gi upålitelige resultater, som gjør det nødvendig med gjentatte målinger for å sikre nøyaktige data. Dette er utfordrende når målingene foregår på dypt vann, der kostnadene eskalerer raskt. De eksisterende løsningene er også begrenset til bestemte dybder, og kan være utilstrekkelig ettersom spenningene i bergformasjonen kan variere med dybden. Dermed blir det utfordringer med å gi en nøyaktig vurdering av lagringsegenskapene, som igjen gjør prosjektene både kostbare og komplekse.

Inspirert av medisinsk vitenskap

qWave har hentet ideer fra medisinsk teknologi, spesielt Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy (ESWL). Den benyttes til å knuse nyrestein ved hjelp av akustiske sjokkbølger, uten bruk av kirurgiske inngrep. Ved å overføre prinsippene fra ESWL til brønnteknologi, har qWave utviklet en metode med fokuserte sjokkbølger for å skape et svakt punkt i bergformasjonen. Dette muliggjør mer presis måling av horisontale spenninger, som er nødvendig for å vurdere CO₂-lagringskapasiteten. Teknologien inkluderer en sjokkbølge-generator med kapasitet opptil 30,000 volt. Ved å i tillegg fokusere sjokkbølgene klarer qWave å lage en flere centimeters perforering i borehullveggen. Egenutviklet pumpe og utstyr brukes til å sprekke opp formasjonen der perforeringen er gjort, og deretter til gradvis å lukke den igjen til minste horisontale spenning er målt. Dette muliggjør at qWave kan foreta bedre målinger på kortere tid.  

Teknologien har allerede vist lovende resultater. Prototypen er testet med suksess. Sjokkbølgeteknologien er utviklet i samarbeid med Harald Eizenhöfer, tidligere forskningsdirektør ved Dornier MedTech Systems GmbH, og Hartlauer Präzisions Elektronik GmbH, Første demonstrasjonen av prototypen skjedde i september 2023 ved NORCE/Ullrigg i Stavanger. Der viste verktøyet seg å være både robust og funksjonelt under realistiske brønnforhold. En ny demonstrasjon i november 2023 bekreftet dette inntrykket.

Industripartnerskap

qWave har etablert et Joint Industry Project med industripartnere som Equinor, Vår Energi, DNO og OMV. Selskapene bidrar med ekspertise og finansiering, og definerer samtidig teknologibehov og utviklingsmål. Partnerskapene ser et potensiale i qWaves teknologi – ikke bare ved å forbedre sikkerheten og kostnadseffektiviteten i CO₂-lagringsprosjekter, men også for bruksområder innen olje- og gassboring.

Den neste store milepælen for qWave og industripartnerne er å demonstrere teknologien i en offshore brønn. Dette er et viktig skritt mot kommersialisering av teknologien. En vellykket demonstrasjon offshore vil også bidra til å styrke tilliten til teknologien, og åpne for flere muligheter i markedene – både i Norge og internasjonalt. Det vurderes også flere tester og demonstrasjoner før teknologien blir demonstrert offshore.

– CLIMITs bidrag har vært avgjørende for prosjektet vårt. Støtten til å demonstrere teknologien har bidratt til utviklingen av en avansert prototype, og muliggjort omfattende testing ved NORCEs testsenter i Stavanger. Slike tester er kostbare, men samtidig helt nødvendige for å demonstrere at teknologien som blir utviklet og testet i qLab, også opererer som forventet under tilnærmede brønnforhold. Ikke minst tar vi lærdom og tilegner oss kunnskap vi ikke hadde tidligere, sier Jan Ove Nesvik i qWave.

– Med et sterkt engasjement for innovasjon, samarbeid og fokus på å møte industristandarder, er qWave i posisjon til å gjøre en betydelig forskjell. Videreutvikling og kommersialisering av denne teknologien vil være en viktig brikke fremover, for bærekraftige og sikre CO₂-lagringsløsninger. Fokuset her på innovasjon og partnerskap kan sette nye standarder i bransjen, sier Kirsten Haaberg. Hun er Gassnovas representant i CLIMIT, og prosjektets rådgiver.

Veien videre

Planen er å utvikle en kommersiell 2.0-versjon av verktøyet, som skal tilby enda bedre løsninger for måling av horisontale spenninger i brønner. Dette kan bli standarden for både CO₂-lagringsprosjekter og olje- og gassboringer. Målet er å forbedre sikkerheten og effektiviteten, og å være et betydelig fremskritt innen geomekanisk analyse.