Viktig å forstå hvordan CO₂ beveger seg i et lager

Lagret trygt i årevis

I Utsira-formasjonen i Nordsjøen har CO₂ blitt lagret trygt i årevis. Her er det pipestrukturer som gjør at CO₂ kan flyte mellom ulike sedimentære lag. I Utsira er det også observert pipestrukturer i det forseglende laget over Utsira-formasjonen. Utsira er et tett og trygt lager, men for å kunne finne nye og trygge lagringssteder er det er viktig å forstå hvordan disse pipestrukturene fungerer.

I figuren under er pipestrukturer forklart. Dypt under havbunnen ligger flere sedimentære lag horisontalt. Pipestrukturene er vertikale kanaler som gir en forbindelse mellom de ulike sedimentære lagene. I prinsippet kan en væske flyte i pipestrukturene og dermed bevege seg fra lag til lag.

All CO₂ forblir liggende

Selv om det er observert pipestrukturer i det forseglende laget over Utsira-formasjonen, er det er ingen ting som tyder på at CO₂ beveger seg ut av lageret. All CO₂ som er injisert i Utsira-formasjonen forblir liggende der den skal være.

Figuren nedenfor viser at pipestrukturer er vanlig i tette sedimentære lag.

Viktig å forstå pipestrukturen

CO₂-lageret på Utsira holder tett, men når nye lagringssteder skal tas i bruk er det viktig å forstå pipestrukturer slik at vi kan være sikre på at nye lagringssteder også holder tett.

I prosjektet CO₂-PATHS har forskere fra IFE og NIVA studert pipestrukturer. Forskerne har laget fysiske modeller for hvordan pipestrukturer oppstår, og hvilke egenskaper de har. Prosjektleder Magnus Wangen sier dette har gitt ny og viktig kunnskap.

– Vi har konkludert med at pipestrukturer har såpass «lav» permeabilitet at de vil gi ubetydelig flyt av CO₂ fra et lager. Men for å sikre trygg lagring er det nødvendig å overvåke pipestrukturer som befinner seg over eller i nærheten av CO₂-deponier, påpeker Wangen.

Ny forståelse

Pipestrukturene vi ser i dag har oppstått tilbake i geologisk tid som følge av høyt væsketrykk. Reservoarfluider kan bevege seg i pipestrukturene, og de letteste komponentene vil bevege seg oppover. I prosjektet har forskerne studert hvordan glasiale prosesser skapte høyt poretrykk i sedimentære lag i Utsira-formasjonen. Dette har gitt en ny forståelse for hvordan fluider beveger seg i pipestrukturer. Prosjektet har hatt et spesielt fokus på hvordan pipestrukturene forplanter seg inn i takbergarten som skal hindre at CO₂ kan flyte ut i havet. Forskerne har bygget modeller for trykkoppbygging drevet av glasiale prosesser og de har studert hvordan viskøse deformasjoner kan danne pipestrukturer i sedimentære bassenger.

De nye fysiske modellene som er etablert i CO₂-PATHS vil være nyttige både for forskere og operatører for CO₂-lagre.

– Det vi har lært i CO₂-PATHS vil være til stor nytte når nye lagringssteder skal undersøkes. Vi vet nå mer om pipe-strukturer, og dette vil være nyttig for å forstå hvordan CO₂ kan bevege seg i nye lagringssteder, sier Wangen.

Resultatene fra prosjektet er behørig publisert gjennom flere vitenskapelige artikler i internasjonalt anerkjente tidsskrift.

Nøkkeldata om prosjektet

• Tittel: CO₂-PATHS -Prediction of CO₂ leakage from reservoirs during large scale storage
• Prosjektnummer: 280567
• Partnere: IFE (prosjekteier) og NIVA
• Prosjektperiode: 2018-2021
• Budsjett: 8,2 MNOK. Finansiert i sin helhet av Forskningsrådet.