Statoil fjerner usikkerheter i CO2-transporten

project-news Hugo Ryvik
25. mars 2013

Kunnskapen om hvordan CO2 oppfører seg når det blir transportert i rør kan forbedres ytterligere. Tester og eksperimenter i Trondheim har fjernet mye av usikkerheten. (Prosjekt 188940)

Trykkavlastingsriggen på Rotvoll i Trondheim, hvor forsøkene ble gjort. Foto: Statoil

 


Fire år med forsking, eksperimentering og testing har gitt forskere hos Statoil og SINTEF Energi bedre innsikt i hvordan rørsystemer for CO2 kan bli billigere, sikrere og bedre sikret mot lekkasjer og isdannelse.

Inspirasjonen for prosjektet er at et 153 kilometer langt rør transporterer CO2 fra Melkøya til Snøhvit-feltet. CO2 oppfører seg annerledes når det transporteres i rør enn olje, gas og vann, noe erfaringene fra Snøhvit underbygger.

Gelein de Koeijer.jpg
 

Gelein de Koeijer har ledet prosjektet. Foto: Statoil

– Vi ønsket å redusere usikkerheten om hva som skjer i røret på Snøhvit. Det har vi klart, og denne kunnskapen kan vi utnytte neste gang vi skal bygge et transportrør for CO2, sier prosjektleder Gelein de Koeijer fra Statoil.

– Prosjektet har generert meget viktige resultater innen CO2-transport. Dette er et viktig skritt på veien mot omfattende storskala fangst, transport og lagring av CO2 verden over, sier spesialrådgiver Aage Stangeland i Forskningsrådet.


Tester i to rigger

To testrigger er bygd hos Statoil på Rotvoll i Trondheim for å finne ut av problematikken. Den ene er en trykkavlastingsrigg der forskerne eksperimenterer på hva som skjer inni røret når det kommer et plutselig trykkfall i et horisontalt rør.

Når trykket faller fort, fordamper CO2-en raskt. Energien til fordampningen hentes fra omgivelsene. Da kan det bli bråkaldt så fort inni røret at rørmaterialet endrer seg og kan begynne å sprekke opp.

Forskerne eksperimenterte med to forskjellige modeller som kan forutse hvilke steder det blir fort kaldt inni røret. Modellene ble verifisert gjennom testingen. Se figur nederst i artikkelen om prinsippene for trykkfall.


Ser på isdannelser i røret

Temperaturriggen.jpg
 

Temperaturriggen på Rotvoll. Foto: Statoil


Rett ved siden av trykkavlastingsriggen står det en rigg for testing av varmeoverføring. Rundt en bit av et ekte Snøhvit-rør er det plassert en rekke temperaturmålere.

Varmeoverføringskoeffisienten har stor betydning for hvor fort det blir kaldt. Når CO2 blir kald inne i røret kan det dessuten bli isdannelse på utsiden. Begge disse tingene har forskere eksperimentert på i riggen.

– Vi måler varmeoverføringskoeffisienter, og får et godt bilde av hvordan det utvikler seg, sier de Koeijer. Se temperaturprofiler i figur nederst i artikkelen.


Studerer hvordan urenheter virker inn

Forskerne har også studert effekten av urenheter i CO2-en. Nesten all CO2 som skal lagres inneholder en rekke forskjellige urenheter. I prosjektet er det lagt vekt på de urenhetene som er aktuelle på Snøhvit, det vil si vann og metan.

– Vi har sett på løseligheten i vann og hydratdannelse i CO2 ved veldig lave vannkonsentrasjoner. Det har ingen gjort før. I tillegg har vi sett hvilken innvirkning metan har, forteller de Koeijer.

Resultatet er en forbedret modell for løselighet og hydratdannelse. Dette kan bli brukt til å gi bedre støtte til driften av Snøhvit-røret, og til å definere spesifikasjonene bedre når neste anlegg blir designet.


17 millioner fra CLIMIT

Prosjektet startet i 2008, og er ferdig i mai i år. CLIMIT har støttet prosjektet, som heter "CO2 Interface Transport Interface Storage", med 17 millioner kroner. Resten har Statoil selv skutt inn.

– CLIMIT-støtten har vært utløsende for at vi har kunnet få SINTEF Energi med på prosjektet, og for å kunne drifte riggene og kjøpe inn det nødvendige utstyret. Det er ikke direkte billig å drive sånne rigger, sier de Koeijer.


Vil bygge en testrigg til

Statoil har planer om et nytt prosjekt der de skal bygge en rigg nummer tre på samme sted. Designet er allerede ferdig. Denne gangen vil de bygge en vertikal testrigg for rørtransport av CO2 som er rettet mot brønnstrømning.

– Vi vil bore en brønn og senke ned et u-formet rør. Da kan vi eksperimentere på hva som skjer når en brønn blir stengt, såkalt shut-in, forteller de Koeijer.

Når en brønn blir stengt, endrer trykket og temperaturen seg. Dette er nyttig informasjon som brønningeniørene kan bruke til å anslå injektiviteten i en injeksjonsbrønn eller produktiviteten i en produksjonsbrønn. Det er verdifullt for å vite hvordan tilstanden er i brønnen og reservoaret rett rundt brønnen.

Shut-in blir gjort med de fleste brønner med jevne mellomrom, men CO2 har andre termiske egenskaper enn hydrokarboner, vann og olje, og det er en del usikkerhet rundt det.

– Denne usikkerheten kan vi redusere i modelleringen. For å få til det må vi eksperimentere og verifisere i kontrollerte omgivelser. Derfor må vi bygge en egen testbrønn. Der kan vi også studere hva som skjer under en eventuell utblåsning, sier de Koeijer.

Statoil har søkt om støtte fra CLIMIT til å bygge neste testrigg.

FAKTA OM PROSJEKTET

Navn: CO2 Interf​ace Transport I​nterface Storage
 

Prosjektleder: Statoil
 

Periode: 1.april 2008 - 1. mai 2013
 

Partner: SINTEF Energiforskning
 

Budsjett: 34 millioner kroner


CLIMIT-støtte: 17 millioner kroner

Trykkavlasting diagram.jpg
 

Trykkavlasting i CO2-rør.

​​​

project-news


CLIMIT © 2017