Svalbard et eldorado for CO2-forskere

project-news Claude R. Olsen
07. april 2011

I Longyearbyen CO2 Lab på Svalbard er lærekurven om CO2-lagring bratt. De første boringene ga svært lovende resultater, men også en stor overraskelse: Trykket i reservoaret falt der forskerne trodde det skulle økt. (Prosjekt 201078)
 

Longyearbyen CO2 Lab har siden prosjektet startet i 2007 boret fire brønner på Svalbard for å undersøke om undergrunnen egnet seg for lagring av store volumer CO2. I den siste brønnen nådde boret ned til reservoaret som ligger på 670-970 meters dyp, og vann under høyt trykk kunne pumpes inn i strukturen for å simulere CO2-lagring.

Forskerne fikk seg en overraskelse etter hvert som de pumpet vann ned i brønnen. På 870 meters dyp var trykket nærmere 50 bar lavere enn hydrostatisk trykk på den dybden, som er trykket de forventet.

Fenomenet kan få stor betydning for hvor mye CO2 som kan lagres i berggrunnen. Normalt går CO2 over i væskefase når det pumpes ned på disse dypene. Det kan bli helt annerledes på Svalbard. CO2 har spesielle egenskaper som gjør at det ved små endringer i trykk og temperatur kan gå fra gass til væske til såkalt superkritisk fase.

– Vi kan oppleve at vi pumper CO2 ned i gassfase og den lagres i gassfase. Men etter hvert som vi pumper ned mer CO2 slik at trykket øker kan CO2 gå over til væske og vi får plass til mye mer CO2, sier professor Snorre Olaussen. Han er fungerende prosjektleder for Longyearbyen CO2 lab fase 2a, som støttes av CLIMIT.

Paradokset med at trykket er lavere enn forventet, har ikke bare gitt nye forskningsutfordringer. Også Oljedirektoratet er interessert i jakten på å finne svaret siden flere brønner i Barentshavet oppfører seg på samme måten.

(Artikkelen fortsetter nedenfor kartet)

Kart over kraftverk_Longyearbyen.jpg
 

Kraftverket og UNIS ligger i Longyearbyen, testbrønnen og kullgruven i Adventsdalen. Kart: UNIS

Ideell plassering

Svalbard er en ettertraktet plass for å lære mer om hvordan CO2 oppfører seg i bergarter. Naturen har laget fjellformasjonene slik at lagene som er på 600 til 1000 meters dyp, og er aktuell for lagring ved Longyearbyen, er de samme som kommer i dagen bare 13 kilometer unna. På det aktuelle lagringsstedet ligger et oppsprukket sandsteinreservoar med tette skiferlag over og egner seg derfor godt til CO2- lagring.

I første omgang bruker forskerne vann under høyt trykk for å se hvor store volumer bergarten i reservoaret kan ta i mot, og hvor lett det er for vann, og dermed for CO2, å trenge inn i sprekkene i reservoaret. Underveis måles trykket nede i brønnen og rystelser i berggrunnen. Små geofoner på overflaten fanger opp lyden når berggrunnen sprekker.

– Det høres omtrent som når glasplater knuses, sier Olaussen. – Trykkmålinger etter at pumpene er slått av viser at trykket faller til starttrykket som forutsatt. Men det går senere enn ønsket og viser at bergarten har som forventet lav permeablitet slik at det er de oppsprukkede delene av reservoaret som fungerer som transportveier, sier han.

(Artikkelen fortsetter nedenfor bildet)

Kalde forhold.jpg
 

Kalde forhold for borerne. Foto: LYBCO2LAB

Boreutstyret som brukes i Adventdalen er enkelt og det samme som brukes for å lete etter kull på Svalbard, normalt på et maksimalt 400-500 meters boredyp. Det enkle boreutstyret tåler ikke alle slags forhold i undergrunnen. Borestrengen kom blant annet ikke gjennom et forkastningsplan med tykke leirlag på 400 meters dyp. Først etter å ha fått hjelp fra Statoil med å designe en brønn etter modell fra oljeindustrien, kom forskerne gjennom lagene ned til reservoaret.

Forsøkene på Svalbard kan sammenlignes med det gasselskapene gjør for å hente ut skifergass, bare motsatt. Der gasselskapene sprekker opp fjellet for å få naturgass ut, sprekker CO2-Lab opp fjellet for å pumpe CO2 inn.

Svalbard har ikke problemet med at befolkningen sier nei takk til lagring i nærmiljøet slik som på kontinentet. Befolkningen på Svalbard er generelt positiv til CO2-lagring på Svalbard, og slutter opp om visjonen om at CO2 fra kullet blir pumpet ned igjen. I tillegg blir CO2- lageret testet i Adventdalen der ingen bor.

Mange vil være med

Prosjektet har bidratt til å etablere et forskningsmiljø og et laboratorium for CO2-forskning på Svalbard, med stor interesse både fra oljeindustrien og forskningsmiljøene (se faktaboks).

Oljeselskapene Lundin, ConocoPhillips og Statoil har vært aktivt med i prosjektet.

På Svalbard har Universitetssenteret på Svalbard - UNIS, ti masterstudenter som holder på og fire-fem som er ferdig, i tillegg til en postdoktor og en doktorgradsstipendiat. UNIS har et tett samarbeid med FME SUCCESS i Bergen om utdanning av doktorgradsstipendiater. Rundt fire årsverk ved UNIS, fordelt på 6-7 forskere, er involvert i prosjektet.

Kunnskapen som forskerne bygger opp skal formidles. Allerede i mai 2011 kjøres et fireukers kurs om lagring av CO2 i berggrunnen for master- og doktorgradsstudenter.

UNIS har også et samarbeid med en forskergruppe ved Universitetet i Potsdam i Tyskland og i Utah University i USA.

Veien videre

I år skal det bores to billige grunne brønner (400 meter) i en formasjon som skal teste gjennomstrømningen i berggrunnen ved at vannet tilsettes "tracere".

Partnerne i prosjektet er i ferd med å sette opp en treårsplan for videre forskning ved Longyearbyen CO2 Lab fra 2013. Da skal ren CO2 pumpes inn i reservoaret.

Hvor CO2 skal tas fra er ikke avklart. En mulighet CO2 Lab ser på er å bruke Aker Clean Carbons mobile testenhet (MTU).​

FAKTA OM PROSJEKTET

Navn: 201078 - Longyearbyen CO2 lab fase 2a ​

Prosjektleder: UNIS
 

Samarbeidspartnere: Universitetet i Bergen (UiB), CIPR UiB, UiO, NGU, SINTEF, NTNU, Store Norske Spitsbergen Grubekompani, Leonard Nilsen & Sønner AS, NORSAR, FME SUCCESS, ConocoPhillips, Statoil ASA, Statkraft SF, Total, Lundin ​​

​​​

​​
project-news


CLIMIT © 2017