Tirsdag 21.11.2017 - Uke 47

logo

Samarbeidspartnere

Utfelling av mineraler kan ødelegge for væsketransporten i bergarten nær en brønn. Magnus Wangen forklarer hva injeksjon av CO2 og produksjon av vann kan gjøre med nærbrønnsonen.


530x445 fig1Figur 1: Den øverste figuren viser den initielle tilstanden med en perturbert (ujevn) front. Væsken strømmer fra venstre mot høyre, og den reagerer ved fronten med utfelling av et mineral som tetter porene bak fronten og reduserer permeabiliteten. Figuren under viser prosessen på et senere tidspunkt. Vi ser at prosessen er stabil ved at perturbasjonen er rettet ut. Illustrasjon: Magnus Wangen

- Injeksjon av CO2 i stor skala medfører at vann må pumpes opp for å gjøre plass til CO2. Når CO2 injiseres over noe tid, vil den kunne nå helt frem til brønnene som produserer vann.

-Produksjon av vann med CO2 vil lett kunne tette bergartene nær brønnen gjennom utfelling av mineraler, forteller Magnus Wangen, seniorforsker ved Institutt for energiteknikk.

210 wangenWangen er leder for gruppen Operasjoner i forskningssenteret SUCCESS.

Magnus Wangen er leder for gruppen Operasjoner i forskningssenteret SUCCESS. Foto: Ronny Setså

Utfelling av mineraler nær en brønn er et kjent problem i oljeindustrien og kalles «scaling». Prosessen, som kan tette en brønn fullstendig, er også kjent fra geotermiske systemer der vann sirkulerer gjennom oppsprukket fjell.

En måte å fjerne disse mineralene på er ifølge Wangen å etse dem bort ved å injisere syre.

- Det er lett å tenke seg at injeksjon av en passende syre vil kunne oppløse og reversere de utfelte mineralene tilsvarende utfellingen. Men slik er det ikke. Det skyldes at utfelling og oppløsning kobler seg til væskestrømningen på forskjellige måter, forklarer Wangen.

Dette er vist i figurene 1 (over) og 2 (under). Figur 1 viser at utfelling er en stabil prosess, noe som skyldes at permeabiliteten reduseres som følge av utfellingen. Det motsatte er tilfelle for oppløsning som er en ustabil prosess, fordi permeabiliteten nå øker.

Arbeidet utført i SUCCESS-senteret viser at utfelling fra en overmettet væske som strømmer, er en stabil prosess i porøse medier. På samme måte er det vist at oppløsning fra en undermettet væske (eller syre) som strømmer, er en ustabil prosess.

530x445 fig2Figur 2: Den øverste figuren viser den initielle tilstanden med en perturbert front. Væsken reagerer ved fronten med oppløsning av bergarten, noe som øker permeabiliteten bak fronten. Figuren under viser prosessen på et senere tidspunkt. Vi ser at prosessen er ustabil ved at perturbasjonen vokser. Illustrasjon: Magnus Wangen

- Vi har utviklet stabilitetsbetingelser for reaksjonsfronter som kan anvendes både i to og tre dimensjoner. Dette kriteriet forteller også hvordan stabiliteten avhenger av bølgelengden til en front. I tillegg har vi utviklet en betingelse for hvor rask reaksjonen må være for at fronten skal være begrenset til en gitt bredde, sier Wangen.

Denne kunnskapen har stor betydning for modellering av geokjemiske prosesser. Det er mulig å forutsi stabile prosesser som utfelling, men det kan være vanskelig å forutsi en ustabil prosess som oppløsning.

Derfor er det lettere å spå utfallet av en «scaling»-prosess som tetter nærbrønnsonen med et jevnt «skall», enn en oppløsningsprosess med syre. Oppløsning med syre vil sannsynligvis lage hull i det jevne «skallet» rundt brønnen, og det vil være vanskelig å vite hvor hullene er og hvor store de er.

SUCCESS er et samarbeid mellom forskningsmiljøene i Oslo og Bergen med kunnskap om CO2-lagring. Senteret skal bidra til å finne gode og pålitelige løsninger for å injisere, lagre og monitorere CO2 i undergrunnen. Disse løsningene er også kjent som CCS (Carbon Capture and Storage).

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

46


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: