Vurdering av CO₂-lekkasjefare i ringrommet for brønner

Bakgrunn
Williams et al demonstrerte i 2009 at noen bergarter kan krype, og at de derved kan stenge ringrommet utenfor foringsrøret helt for mulige væskestrømmer. Dette utnyttes i dag ved permanent nedstenging av olje/gass brønner siden krypende bergarter har mye bedre forseglingsegenskaper enn f.eks. vanlig sement og at det forenkler nedstengingsoperasjonen vesentlig. Nylig rapporterte både Equinor og AkerBP at krypende bergarter i Nordsjøen kan identifiseres fra deres smektitt innhold ( > 45 %, «Deal with the seal», 2023).

Physiq AS har utviklet en ny metode for prediksjon av smektitt fra brønnlogger. Teknologien er blitt validert på mere enn 30 brønner fra 9 ulike felt i Nordsjøen og Norskehavet. Med denne metoden bestemmer vi smektitt innholdet in-situ og med høyere oppløsning (~ 1m) enn standard metode (~ 10-50 m), røntgen diffraksjon (XRD) analyser av borekaks. Dette kan utnyttes til å identifisere krypende bergarter med stor nøyaktighet.

Områder som vurderes for CO₂ lagring inneholder ofte gamle olje/gassbrønner. Ringrommet til disse gamle brønnene kan representere en mulig lekkasjevei for CO₂. Sement logger fra eldre brønner har vist at man ofte også har lekkasjeveier mellom sement og formasjon, slik at disse pluggene ikke er tette barrier. Ringrommet til nye brønner for injeksjon av CO₂ er også en mulig lekkasjevei.

Den overordnede ideen i dette prosjektet er å utnytte informasjon om smektitt innhold langs brønnbanen til å vurdere sjansen for at ringrommet i brønner er, eller vil bli, stengt ved kryp, og deretter bruke dette til vurdering av lekkasjefare.

Referanser:
Williams, S., Carlsen, T., Constable, K., Guldahl, A. (2009): Identification and Qualification of Shale Annular Barriers, Using Wireline Logs during Plug and Abandonment Operations, SPE/IADC 119321.
Deal with the seal (2023), presented at NPF webinar, September 2023.

Mål
Delmål 1: finne smektittinnhold i noen utvalgte brønner innen et område relevant for CO₂ lagring.
Delmål 2: vurdere sannsynligheten for at ringrommet er stengt ved kryp.
Delmål 3: vurdere om og eventuelt hvordan dette påvirker risiko for lekkasje fra mulige CO₂ lagre.
Delmål 4: lage enkel grafisk brukergrensesnitt som demonstrerer og visualiserer resultatene.

Aktiviteter
Aktivitet 1: Fant smektittinnhold i utvalgte Volve brønner
Aktivitet 2: Vurderte sannsynligheten for at ringrommet i disse er stengt ved kryp.
Aktivitet 3: Vurdere hvordan dette påvirker risikoen for lekkasje fra Utsira Fm, Ty Fm og Grid Fm.
Aktivitet 4: Laget et enkel GUI for visualisering av kryp fra brønnene beskrevet over.

Resultater
Physiq, fant at det var liten sannsynlighet for at kryp stenger ringrommet over Utsira formasjonen. Fant også at det var lite sannsynlighet for at ringrommet over Grid og Ty formasjonene også er stengt. Det er imidlertid betydelig usikkerhet mpt modell og tilhørende parametre, som gir den beste beskrivelsen av kryp fra skiferlag.

Videre arbeid
Finne en bedre egnet krypmodell av skifer rike bergarter.