CO₂ Flow Assurance for Cost-effective Transport (CO₂FACT)

Bakgrunn og hensikt med prosjektet ?
Mange CCS-prosjekter ble designet og drevet med flow assurance verktøy som ble utviklet for olje- og gassvirksomhet og ikke for CO₂. For å redusere mangelen på egnede termodynamiske og strømningsdynamikkmodeller for CO₂, ble ingeniører tvunget til å bruke store sikkerhetsmarginer for design og drift, og dette resulterte i svært dyre CCS-prosjekter over hele verden. Kvalifiseringen av eksisterende strømningssikringsverktøy for CO₂-anvendelse krever systematisk testing av dedikerte data av både laboratorievekter og feltdrift.

Alle tidligere og eksisterende prosjekter (CO₂VIP, DeFACTO) har ikke en systematisk tilnærming til å validere de eksisterende flytsikringsverktøyene. I CO₂FACT JIP er det planlagt at den omfattende eksperimentelle studien skal adressere alle ulike strømningsatferder av CO₂ i transportrørledning og injeksjonsbrønn. Driftsdataene fra Snøhvit CO₂-transport samles inn. Dataene fra både laboratorie- og feltdrift vil bli brukt til å teste ytelsen til de eksisterende flow assurance verktøyene for CO₂-applikasjoner.

Hva var målet til prosjektet ?
Prosjektets mål er å validere, tune og videreutvikle verktøy for strømningsmodeller. Dette gjøres basert på eksperimenter med ren CO₂ og også CO₂ med urenheter (CH4 eller N2). Her vil ulike rør og brønnoperasjoner simuleres, inkludert: Steady-state ( væske, superkritisk, tofaset), trykkavlastning (fullstendig og kontrollert), væskehammer, innstenging og oppstart, etc.
Hovedleveransen av prosjektet er en beste praksis-rapport som beskriver hvordan verktøyet vil bli brukt til å simulere ulike operasjoner og beskrive usikkerheten i simuleringsresultatene slik at ingeniører kan redusere usikkerhetsmarginene i design og drift av nye CO₂-anlegg.

Hva har prosjektet gjort i form av aktiviteter?
Følgende aktiviteter ble gjennomført:
• Det er utført omfattende eksperimentell studie for ulike fenomener med ren CO₂-strømning & CO₂ med urenheter ved IFEs CO₂-strømningsrigg via sub-kontrakt;
• Snøhvits driftsdata er samlet inn og brukt til å teste de eksisterende flow assurance verktøyene (OLGA- og LedaFlow-koder);
• PVT-modellene som er tilgjengelige i OLGA og LedaFlow er vurdert for CO₂-væske med urenheter av CH4 og N2 av eksisterende tilgjengelige data;
• Testing av eksisterende flow assurance verktøy mot eksperimentelle data fra IFEs CO₂-strømningsrigg ble utført, Teknology-Gap til de eksisterende Flow assurance verktøyene ble også identifisert;
• Det er gjort forbedringer av eksisterende Flow assurance verktøyene for enkelte CO₂-applikasjoner.
• Dokumentet for beste praksis for eksisterende Flow assurance verktøyene for CO₂-applikasjoner

Hva har prosjektet oppnådd? Ble målene til prosjektet oppnådd ?
De viktigste leveransene er:
• Data av høy kvalitet fra både laboratorie- og feltdrift er innhentet, dette er avgjørende for benchmark og videreutvikling av Flow assurance verktøyene for CO₂-applikasjoner;
• De eksisterende Flow assurance verktøyene er kvalifisert for CO₂-applikasjoner så lenge rørledningen og brønnen drives under enfasestrømningstilstand;
• Når det gjelder CO₂ to-fase Flow assurance verktøyene, er det identifisert en rekke teknology Gaps i disse Flow assurance verktøyene; Beste praksisdokumentene for disse Flow assurance verktøyene er generert for CO₂-applikasjoner. Det forventes store usikkerhetsmomenter for enkelte applikasjoner.

Hovedmålet for prosjektet var sikre data av høy kvalitet (både laboratorie- og feltdrift), dette er oppnådd. Noen utvalgte resultater fra dette prosjektet har blitt formidlet i både CLIMIT Digital (2021), TCCS-20 (2019), SPE-CCUS(2020), GHGT-2021 og Northern Lights-prosjektet.

Fremtidige planer ?
Mer detaljert analyse av de eksperimentelle dataene må utføres for å forbedre ytelsen til de eksisterende Flow assurance verktøyene til neste nivå. Disse dataene kan brukes til å: forbedre de fysiske modellene for tofase CO₂-strøm, benchmarke disse verktøyene for transient- og utviklingsstrøm med to-fase CO₂ i systemet. Noen resultater vil bli publisert i relevante konferanser og tidsskrifter. Teknologi Gaps i disse Flow assurance verktøyene som er identifisert i dette prosjektet, krever et dedikert FoU-program for å løse i fremtiden