Experimental and Numerical Assessments of CO₂ Injectivity and Flow Assurance during Storage in Depleted Hydrocarbon Reservoirs

Bakgrunn for prosjektet
Gjenbruk av gamle (dvs. modne, trykkreduserte og/eller nedstengte) olje og gass reservoarer for permanent lagring av CO₂ kan ha flere fordeler å spille på. Disse reservoarene er ofte godt beskrevet, de har store påviste lagringspotensialer og har muligens gjenværende infrastruktur som kan benyttes videre. I tillegg kan det ligge et potensiale for økt olje- og gassutvinning ved CO₂ injeksjon i slike reservoarer. På grunn av disse fordelene med flere, kan derfor CO₂ lagring i gamle olje og gass felter være et gunstigere alternativ enn å finne og utvikle nye reservoarer, og dermed redusere barrierene for å få realisert CO₂ lagring på stor skala.

InjectWell prosjektet skal gjennom dedikerte eksperimentelle studier og numeriske vurderinger søke å belyse og bedre forstå hvilke parametere som kan være kritiske for brønnintegritet og injektivitet under CO₂ injeksjon i trykkreduserte hydrokarbon reservoarer (THP). I tillegg skal ulike kommersielle simuleringsverktøy testes og vurderes opp mot eksperimentelle data og for å koble brønn- og reservoarmodell. Usikkerheten rundt brønnintegritet og injektivitet i THP er sentrale spørsmål som industrien trenger svar på for å kunne modne sine strategier og akselerere gjenbruk av slike reservoarer for CO₂-lagring.

Prosjektbeskrivelse.
InjectWell er et utviklingsprosjekt med hovedfokus på eksperimentelle og numeriske vurderinger av brønnintegritet og nærbrønns effekter/fenomener med relevans mot CO₂ lagring i THP. Hovedmotivasjonen er å øke forståelsen for samspillet og koblingen mellom trykkresponser og strømningsegenskaper i brønn og nærbrønns-reservoar. Etter vår mening er dette helt nødvendig å forstå før reservoarsimuleringer samt at estimater på injektivitet og lagringskapasiteter kan bli mer nøyaktig bestemt.

Flere kommersielle simulatorer vil bli testet og validert opp mot tilgjengelige eksperimentelle data. Simuleringsverktøyene og simuleringsresultatene vil bli sammenlignet og vurdert opp mot prosjekt-definerte kriterier innen funksjonalitet, pålitelighet og brukervennlighet. Mot slutten av prosjektet vil det leveres en rapport som oppsummer genererte eksperimentelle data på brønnintegritet og reservoar-effekter under CO₂ injeksjon, samt forbedringsforslag og anbefalinger for å forbedre/akselerere utviklingen av dedikerte og integrerte programmeringsverktøy for CO₂ injeksjon i rør, brønn og reservoar-system. Dette er helt essensielt for å kunne redusere usikkerhetsmarginer innen pågående og fremtidige kostnadskalkyler og ingeniørarbeid.

Prosjektets potensial
Det finnes flere trykkavlastede olje og gass reservoarer i Nordsjøen, både på norsk og britisk sektor, samt flere steder ellers i Europa. Mange felter er også inne i sine siste år før dekommisjonering. Resultatene fra dette prosjektet vil kunne ha en direkte overføringsverdi til disse, samt være til nytte i forbindelse med planleggingen av fremtidige CO₂-lagringsprosjekter i slike reservoarer.

Mål
Prosjektets hovedmål er å bidra til å akselerere implementering av CO₂-lagring på stor skala.

Bidragsmålene i dette prosjektet er å:

1. Identifisere påvirkning av CO₂ injeksjon på brønnintegritet. Søkelys på kjemisk degradering og standhaftighet til ulike brønnmaterialer eksponert mot syklisk CO₂ injeksjon.

2. Identifisere kritiske parameterne for CO₂ injektivitet i nærbrønnsområdet. Søkelys på samspillet mellom kombinerte effekter (f.eks. en/to/tre-fase strøm, CO₂-faseoppførsel/faseovergang, stein-væske interaksjoner, saltutfelling, Joule-Thompson nedkjøling, hydratdannelse, tilbakeføring av vann i nærbrønnsområdet på grunn av syklisk CO₂ injeksjon).

3. Validere kommersielle numeriske simulatorer mot eksperimentelle data, samt bestemme deres funksjonalitet, pålitelighet og brukervennlighet mot konkrete prosjekter på CO₂-lagring i THR. Søkelys på koblingen/integreringen mellom brønn og reservoar-system. Bidra med forbedringsforslag for å akselerere utviklingen av dedikerte og integrerte programmeringsverktøy for CO₂ injeksjon.