Simulerer CO2-lagring i en fei

  Hugo Ryvik
31. oktober 2013

Norske forskere har utviklet nye og fleksible it-verktøy som i løpet av sekunder gir enkle estimat av hvor mye CO2 som kan lagres nede i bakken.

​​

 

Numerical CO2 Laboratory har allerede vist gode resultater. (Prosjekt nr. 1999​78)​

Der tradisjonelle simulatorer bruker timer, kan verktøyene i løpet av minutter simulere lagringsprosessen i detalj. Programvaren er ikke bare rask, den har også åpen kildekode. Hvem som vil kan laste den ned gratis fra nettsidene til SINTEF, og de kan utvikle den videre, hvis de ønsker.

Navnet på programvaren er "Numerical CO2 laboratory". Den ligger som en modul i en programpakke for simulering av petroleums- og CO2-reservoarer som heter "MATLAB Reservoir Simulation Toolbox (MRST)". På sikt vil det også komme en versjon skrevet i C++.

injeksjon i Sleipner.jpg
 

Eksempel fra Numerical CO2 laboratory: En modell ble brukt til å simulere injeksjon i Sleipner i ytterligere 19 år basert på historiske data fra 11 år, og viser hvor CO2-en vil ligge etter 250 år. Større bi​lde

Må ha gode simuleringsmodeller

Før industrien setter i gang med lagring av CO2 i stor skala, må vi vite mest mulig om hvordan gassen kommer til å oppføre seg når den blir pumpet inn i porøse bergarter dypt nede i bakken.

Det er her simuleringsmodeller kommer inn i bildet. Slik programvare fins på markedet, men metodene som finnes i kommersielle simuleringsprogram bruker ofte lang tid på å komme med svarene.

Forskere fra SINTEF IKT har, i samarbeid med Universitetet i Bergen, IRIS, CIPR og Statoil, kommet med en betydelig raskere programvare, utviklet med støtte av CLIMIT-programmet.

Mange laster ned programpakken

– Den første versjonen av programvaren var klar i vår. Vi håper å få en ny og forbedret versjon klar i løpet av året, sier prosjektleder Knut-Andreas Lie. Han er sjefsforsker ved SINTEF og professor II ved Universitetet i Bergen.

Programvarepakken MRST er blitt svært populær. SINTEF får henvendelser om den nesten hver dag, og forrige versjon er lastet ned over 1000 ganger fra 64 land i løpet av siste halvår, forteller Lie. Hvilke moduler i pakken som blir brukt av hvem, og til hva, har han imidlertid ikke full oversikt over.

Knut-Andreas Lie.jpg
 

Knut-Andreas Lie leder CLIMIT-prosjektet "Numerical CO2 laboratory". Foto: Privat

Reproduserbar vitenskap                          

Ved å gjøre kildekoden åpen, bidrar forskerne til å gjøre vitenskapen reproduserbar. Andre kan gå inn og sjekke i detaljer på innsiden hva som er gjort, og de kan jobbe videre med det.

Programvaren er først og fremst rettet mot forskningsmiljø som ønsker fleksibilitet til testing. Den tilbyr mange ting som gjør det enklere å teste nye modeller og hypoteser, og har et spekter som går fra veldig enkle til temmelig avanserte modeller og metoder. Utviklerne har lagt stor vekt på interaktivitet.

Programvaremodulen kan bli brukt både til modellstudier, utvikling av nye metoder, og som et pedagogisk verktøy.

Bedre simuleringer på Sleipner

Lie gir et eksempel fra en studie som er gjort av CO2-injeksjonen på Sleipner-feltet. Der var det et stort avvik mellom seismikkdata som ble hentet inn og tidlige simuleringer som var gjort. En tidlig versjon av Numerical CO2 laboratory ble brukt til å teste forskjellige parametere.

På grunn av hurtigheten til programvaren kunne forskeren prøve seg fram med nye parametere, og få direkte respons. Dermed var det mulig å teste mange parametere på kort tid, og forskeren kom fram til nye parametere som ga bedre overenstemmelse med det som ble observert ved hjelp av seismikk.

– For å øke farten på simuleringene har vi forenklet og forkastet mindre viktige ting fra de underliggende matematiske modellene, samtidig som nøyaktigheten er relativt god bevart, sier Lie.

Bedre innsikt i reservoarene

Prosjektlederen peker på at programvaren er viktig for å opparbeide mer forståelse for det som skjer med gassen nede i bakken. Hvor vil CO2 flyte oppover, hvor vil gassen legge seg i lommer under takbergarten, og så videre.

Han tror også at Numerical CO2 laboratory vil bidra til at det på sikt blir utviklet bedre kommersielle simuleringsverktøy. Et viktig mål med å utgi åpen kildekode er å få innovasjonen til å gå fortere, og bringe nye modeller og metoder raskere videre fra akademisk forskning til industriell testing.

Langsiktig lagarbeid

Samarbeidet mellom SINTEF IKT og Universitetet i Bergen er tett og har pågått i mange år. Modellene og programvaren har de laget i fellesskap.

– Universitetet i Bergen skriver mer publikasjoner enn oss, og vi skriver mer programvare enn dem. Jeg tror det er viktig å sette sammen robuste, kompetente miljøer som har fokus på forskjellige steder i verdikjeden, og at disse kan jobbe sammen over tid, slik som vi har gjort i dette prosjektet, sier Lie.

Prosjektet har også hatt internasjonalt innslag gjennom medvirkning fra universitetet i Stuttgart, Tyskland og Princeton-universitetet i USA.

CLIMIT-støtten har vært alfa og omega for å få prosjektet gjennomført, mener Lie.

FAKTA OM PROSJEKTET
 

Navn: Numerical CO2 Laboratory
 ​​

Prosjektleder: SINTEF IKT
 

Partnere: IRIS, CIPR, Universitetet i Bergen, Statoil
 

Budsjett: 7,45 millioner kroner
 

CLIMIT-støtte: 5,45 millioner kroner
 

Prosjektperiode: 2010-2013

​​​

 


CLIMIT © 2017