Geologisk kart over Adventdalen til Sassendalen. Utgående strata; Gule og oransje farger viser tertiære avsetninger, mens blå og lilla farger illustrerer mesozoiske bergarter. Grønn farge viser øvre paleozoiske bergarter.
Longyearbyen CO2-laboratorium (LYB CO2 LAB), UNIS, på Svalbard har i alt boret seks brønner like utenfor Longyearbyen: to nær flyplassen, og fire ved den gamle Nordlysstasjonen i Adventdalen. Dette er kjerneboring, der den dypeste brønnen har nådd 970m. Kjernematerialet har blitt utsatt for sedimentologisk logging, samt petrologiske, petrofysiske og bergmekaniske studier.
Konvensjonell 2D og VSP seismikk er samlet inn og tolket. I tillegg har det blitt plassert en geofon-streng på 150-300 meters dyp i én av brønnene, samt i fem grunne 10-15m dype hull. Geofonene danner grunnlaget for mikroseismiske studier.
Bergartene er også testet med henblikk på injeksjonsrater og bergartsstyrke. I første omgang har vi benyttet vann for dette formålet. Forsøkene kan sammenlignes med det oljeselskapene gjør for å hente fluider ut fra reservoarer med lav permeabilitet. Der oljeselskapene sprekker opp formasjonene for å få ut olje og gass, gjør LYB CO2 LAB det samme for å presse fluider inn, i første omgang vann, og på sikt CO2.
|
LYB CO2 LAB Longyearbyen CO2-laboratorium (LYB CO2 LAB) ble opprettet av UNIS i 2007. Formålet er å undersøke hvorvidt undergrunnen egner seg for lagring av CO2 fra Longyearbyen kullkraftverk. Forskningsprosjektet støttes av Norsk forskningsråd (Climit) og industriselskapene ConocoPhillips, Statoil, Lundin, Store Norske Kulkompani, Statkraft, LNS og Baker Hughes. Forskningen foregår i samarbeid med “fastlandsuniversitetene” og forskningsinstitusjoner som CIPR, IFE, CMR, NGI, Sintef og Norsar. LYB CO2 LAB er en samarbeidspartner med forskningsprogrammet SUCCESS og samarbeider med flere internasjonale miljøer. LYB CO2 LAB har etablert et kurs på master/PhD-nivå i CO2-lagring med gjesteforelesere fra blant annet Statoil, OD, CIPR/UNIB, UiO og Norsar. |
Tett reservoar
Under boringen traff vi på de formasjonene vi hadde forventet. Men vi fikk også overraskende resultater, og som på norsk sokkel kan vi konstatere at “man lærer så lenge man borer”.
For første gang på Svalbard har vi funnet nedre kritt gravitative marine avsetninger med utraste blokker fra et delta slettemiljø. De er sannsynligvis et resultat av en deltafront kollaps (se figuren). Fra før er riktignok nedre kritt kollapsbreksjer kjent fra Helvetiafjellformasjonen, men de som ble påtruffet i to av brønnene i Adventdalen er annerledes. Godt bevarte ammonitter i kjernene viser at vi har en hittil ukjent tilstedeværelse av et Berrias eller Valangin deltasystem eller kystlinje på Svalbard. Vi kjenner til tilsvarende nederste krittkiler i sørvestre del av Barentsmarginen.
Selv om porøsiteten var noe bedre en forventet i nedre til midtre jura sandsteiner, opp mot 20 %, så var permeabiliteten i reservoaret lav – på det meste ikke mer en 2 mD. Den effektive permeabiliteten var imidlertid god og viser under injeksjon 45mD*m. Dette skyldes et oppsprukket reservoar. Like bra var det ikke at trykket bygget seg opp fort mens vi pøste inn vann. Dette indikerer et begrenset volum i den nedre delen av reservoarenheten. På den annen side, vi trenger ikke et veldig stort reservoar for de små mengdene med CO2 som vi har planlagt å pumpe ned.
Underlig undertrykk
Det som virkelig fikk oss til å stusse var trykket i de forskjellige formasjonene. Fra øverste sandsteinslag, kalt øvre akvifer, strømmet det brakkvann fra brønnhodet med en rate opp til 120 liter i minuttet. Men da vi nådde det nedre sandsteinslaget av trias/jura alder, så både hørte og følte vi et vakuum. Og da vi åpnet ventilen på brønnhodet hørte vi at brønnen sugde luft. Holdt vi hånden foran, kjente vi også at brønnen sugde.
Trykksensorer har nå målt mer enn 2 bar overtrykk (sammenlignet med artesisk trykk) og mer enn 1 Darcy i effektiv permeabilitet i den øvre akviferen. Nedre akvifer, altså reservoaret for CO2-lagring, har mer enn 50 bar undertrykk på 870m. Undertrykk er også kjent fra noen strukturer i deler av Barentshavet.
Forklaringen kan være at den nedre akviferen for ca. 2-3 millioner år siden var fylt med gass, og at gassen forsvant under hevningen av Svalbard. På grunn av den lave permeabiliteten i reservoaret, har ikke vannet rukket å etterfylle porerommene fort nok.
Vil reservoaret lekke?
Trykkforskjellen mellom den øvre og nedre akviferen forteller oss at vi har en effektiv forseglingsbergart. Men vi vet ikke hva som skjer nå vi øker trykket, etter hvert som fluider injiseres Tåler forseglingen det, og ved hvilket trykk sprekker taket? Dette er én av hovedutfordringene våre. Men ikke bare våre. Det gjelder stort sett alle CO2-lagringsprosjekter i verden.
En annen stor utfordring er hvordan vi skal overvåke eventuelle lekkasjer. Men med kløkt har vi rekruttert en veldig god “spion”. Enhver lekkasje fra den nedre akviferen må naturligvis, hvis seglet sprekker, bli plukket opp i den øvre akviferen. Den har en effektiv permeabilitet på 1 Darcy, og med enkle måleinstrumenter vil vi kunne få et varsel om at noe er på gang.
Tolkete logger fra de fire først brønnene I Adventdalen. Reservoaret, eller nedre akvifer, er enhetene Wilhelmøya undergruppe og De Geerdalenformasjonen. Kun de nederste 100 meterne av reservoaret er testet så langt. Øvre akvifer er de nederste 5-10 meterne av Helvetiafjellformasjonen. Janusfjellet undergruppe er forseglingsbergart (tak) og er analog til takbergartene for olje- og gassfeltene Snøhvit og Goliat.
Denne saken ble først publisert i GEO 08/11.
