Argusblikk på sokkelens “sugerør” skal gi oss trygge CO2-lagre
En ny miks av teknologiske sanseteknikker utvikles nå for å sikre at nedstengte olje- og gassbrønner ikke blir lekkasjekilder når CO2 skal lagres på sokkelen.
Dypt under havbunnen i Nordsjøen skal Norge snart stue vekk mye CO2 – som ledd i pilotprosjektet Langskip. Nærmere bestemt inne i porene til steinmasser i “Johansenformasjonen”, et porøst og vannførende steinlag.
Her finnes ingen petroleumsbrønner, beleilig nok.
Men om sokkelen skal ta imot CO2-mengder som monner globalt, må vi skape trygge sluttlagre for CO2 også andre steder der ute. Deriblant i geologiske formasjoner der forlatte, gjenpluggede olje- og gassbrønner gjennomhuller bergartene i formasjonenes “tak”.
Det blir vi nødt til fordi sokkelen har så mange slike “sugerør” at de er vanskelige å unngå.
5600 “sugerør”
De første femti årene av Norges oljealder ble nær 5 600 lete- og produksjonsbrønner boret på norsk sokkel. I juni 2015 var rundt 3000 av dem forlatt og gjenplugget. Av disse er halvparten tidligere produksjonsbrønner på nå uttømte olje- og gassfelt.
Skal sokkelen ta hånd om virkelig store CO2-mengder, må vi bruke lagerkapasiteten også i slike felt. Fordelen er at disse er godt kartlagt. Og beviselig tette. De har jo tross alt holdt på olje og gass i millioner av år.
Men de forlatte brønnene er en utfordring.
Økt trykk rundt brønnene
Det er nemlig ikke gitt at plugger og rørdeler i alle nedstengte brønner vil holde når reservoarsteinen fylles med CO2. For når CO2 tilføres, øker trykket i steinen og dermed også i og rundt de nedstengte brønnene.
Om en plugg eller rørmaterialer da gir etter, vil CO2 lekke til overflaten og derfra ut i atmosfæren.
Derfor trengs effektive teknologier til å granske pluggede brønner og om nødvendig forsterke disse pluggene. Ved SINTEF er vi nå i gang med å forske frem slike metoder.
Denne typen løsninger må til også om uttømte petroleumsfelt skal la seg bruke som gigantlagre for hydrogen, noe mange håper.
“Minitunneler”
I millioner av år har norsk olje og gass ligget godt innpakket under kilometertykke lag av tett skifer. Brønnboring gjorde det mulig å bryte forseglingen og hente rikdommen opp.
Brønner er “minitunneler” som er foret med et stålrør. Inni dette røret finnes enda et rør (produksjonsrøret), ventiler og annet utstyr.
Mellom det ytre røret og bergmassene er det et smalt hulrom. Deler av dette fylles med sement når brønnen lages, som en forsikring mot olje- og gasslekkasje.
Men mye av hulrommet står åpent så lenge brønnen er i bruk. Når den forlates, er det derimot vanlig å fylle kritiske deler av hulrommet med sement – som en barriere mot den gjenværende oljen og gassen i reservoaret.
Begrenset levetid
Utfordringen ved lagring av CO2 og hydrogen i uttømte petroleumsfelt er at brønnmaterialene, inklusive pluggene, har begrenset levetid i de røffe forholdene de befinner seg i.
Derfor kan brønnelementer brytes ned kjemisk eller mekanisk.
Ved gjenbruk av uttømte olje- og gassfelt må brønnenes tilstand derfor kartlegges. Det er spesielt utfordrende for forlatte brønner fordi disse faktisk er vanskelige å lokalisere.
Dessuten: Brønner som er plugget før 2004 følger ikke nødvendigvis den gjeldende standarden for trygg gjenplugging som norsk oljeindustri har utviklet.
Nytt sett av metoder
På oppdrag for oljebransjen og Forskningsrådet, utvikler vi derfor et nytt sett av metoder for å finne, karakterisere og overvåke aktive og forlatte brønner.
Nærmere bestemt ser vi på gevinstmulighetene som åpner seg om vi utnytter kjente geofysiske teknikker, som seismikk og elektromagnetisme, pluss ny teknologi som fiberoptikk på smarte måter.
Skal vi “se” om brønner og plugger er intakte, må vi klare å identifisere elementer som bare måler et titalls centimeter. Og det altså mange kilometer under havbunnen. Det er enklere sagt enn gjort.
- Les også: La lettmetall hjelpe det grønne skiftet
Tolkes ved hjelp av maskinlæring
Men takket være de smarte tilpasningene vi nå baker inn i konvensjonelle undersøkelsesmetoder, tror vi det vil gå. I prosjektet vil vi eksempelvis se på muligheten for å bruke foringsrør som antenner for elektromagnetiske metoder. Samt utnytte lydbølger som forplanter seg langs brønnoverflatene.
Data fra disse kildene skal vi tolke ved hjelp av maskinlæring.
Trolig vil vi da få se hvordan de gamle brønnene er plugget. Pluss oppdage om foringsrør og sement er skadd eller kan bli det når CO2 eller hydrogen skal lagres i området.
Signaler fra nanopartikler
Til bruk ved pluggreparasjoner og forsegling av nye brønner, utvikler vi samtidig nye pluggematerialer som skal gjøre det enklere å oppdage feil før eventuelle lekkasjer skjer.
Materialet inneholder nanopartikler som vil sende fra seg detekterbare “signaler” hvis materialet brytes ned.
I prosjektene våre utnytter vi kompetanse som så langt har vært en del av fundamentet for Norges olje- og gasseventyr.
Lykkes vi, bidrar vi til at sokkelen kan få et nytt og grønt liv som sluttlager for CO2 og gigantdepot for utslippsfritt hydrogen.
Artikkelen ble første gang publisert i Teknisk Ukeblad 2. februar og gjengis her med TUs tillatelse.
