Nyt studie bidrager med vigtig indsigt i mulig udfordring ved lagring af CO2 i gamle kalkoliefelter

18-08-2023

I et nyt studie har Rasmus Ørnekoll Stenshøj, geofysiker ved GEUS, og kolleger, heriblandt Henrik Ingermann Petersen, seniorforsker ved GEUS, undersøgt, hvordan olierester i kalkreservoiret i Halfdanfeltet i Nordsøen kan påvirke lagring af CO2. Rasmus Ørnekoll Stenshøj gennemførte studiet under sin kandidatuddannelse hos Aarhus Universitet, og det er i juli måned i år publiceret i det videnskabelige tidsskrift Marine and Petroleum Geology.

Det nye studie viser, at CO2en har udfordringer med at opløse den tungere del af restolien, i studiet refereret til som asfaltener og fast bitumen. I studiet har forskerne undersøgt et kernestykke, fra Halfdanfeltet, hvor der er olierester i kalken.

”CO2 kan delvis flytte på den tunge olie, så længe trykket er højt nok, men så snart trykket falder i reservoiret, vil den tunge olie udfælde i porerum i bjergarten. Konsekvensen af dette er en eventuel tilstopning af tunge oliekomponenter, som potentielt kunne medføre et nødvendigt højere injektionstryk, en lavere lagringskapacitet i reservoiret samt en ændring af CO2-strømningen i reservoiret,” forklarer Rasmus Ørnekoll Stenshøj.

Udtjente kalkoliefelter udgør blot en lille andel af de lokaliteter, der er i spil til CO2-lagring i Danmark. Størstedelen af Danmarks CO2-lagringspotentiale i undergrunden er ikke relateret til udtjente oliefelter, men er f.eks. sandsten i undergrunden til lands og til havs, hvor lagringspotentialet er beregnet til 20 mia. ton.

Yderligere forskning på vej

Forskerne har i laboratoriet pumpet CO2 gennem et kernestykke af skrivekridt under de samme tryk- og temperaturforhold, som findes i reservoiret i Halfdanfeltet.

Den nu kendte udfordring er en vigtig brik i prioritering af, hvad der rent forskningsmæssigt kan og skal undersøges yderligere i vores samlede viden om lagring af CO2 i udtjente kalkreservoirer i undergrunden.

”Det er vigtigt at sige, at dette er et enkeltstående resultat af et begrænset studie, men det er et vigtigt et af slagsen. Vi undersøger nu emnet nærmere i et væsentligt større projekt ledet af GEUS og finansieret af Innovationsfonden. Projektet vil give os et større vidensgrundlag for at vurdere betydningen af restolier og faste tungtopløselige olierester i udtjente kalkoliefelter, som undersøges for muligheden for CO2-lagring,” fortæller Henrik Ingermann Petersen.

CO2-lagring kan finde sted både i gamle oliefelter, hvor den eksisterende infrastruktur er en fordel, men også i f.eks. undergrunden til lands. Hvis yderligere studier viser, at ophobning af fast bitumen har en effekt på, hvor effektivt det er at lagre CO2 i udtjente kalkoliefelter, kan en bedre forståelse af restoliens sammensætning og udbredelse i et kalkreservoir bidrage til at planlægge en optimal injektionsstrategi for det pågældende felt. Men det er for tidligt at konkludere noget definitivt, understreger Henrik Ingermann Petersen.

Forskningen bag CO2-lagring

GEUS har i mange år deltaget i adskillige forskningsprojekter, som har haft til formål at kortlægge mulighederne for geologisk lagring af CO₂. Hovedparten af arbejdet er foregået i europæisk regi, hvor man i mange år har haft fokus på den såkaldte CCS-teknologi (Carbon, Capture & Storage).

GEUS er med til at lave seismiske undersøgelser på land og nær kysten med henblik på kortlægning af udvalgte områders egnethed til CO2-lagring. I august-oktober 2023 gennemfører GEUS sådanne undersøgelser ved Thorning.

Flere af de konkrete projekter i relation till CCS er ’Evaluation of residual hydrocarbons effect on CO2 injectivity in depleted chalk reservoirs’, som Henrik Ingermann Petersen nævner, Bifrost og Project Greensand Phase 2.

Projektet ‘Evaluation of residual hydrocarbons effect on CO2 injectivity in depleted chalk reservoirs ’ (3-P8 CO2RESHC) har til formål at undersøge effekten af hydrokarboner i udtjente kalkoliefelter på injektion af CO2, herunder også risici for tilstopning. Projektet er en del af partnerskabet INNO-CCUS og udføres i samarbejde med Geoscience AU og TotalEnergies.

I Bifrost er en række partnere i Dansk Undergrunds Consortium (DUC) og vidensinstitutioner gået sammen med det formål at udvikle og udvælge transport- og lagringskonceptet for CO2-transport og lagring i DUC’s Harald-felt med udgangspunkt i at genbruge eksisterende infrastruktur i Nordsøen.

I Project Greensand Phase 2 er 23 danske og internationale partnere gået sammen for at skabe viden om transport, lagring og monitorering af CO2 i undergrunden. GEUS bidrager blandt andet med geologisk viden om kapaciteten for opbevaring.

Evaluation of residual hydrocarbons effect on CO2 injectivity in depleted chalk reservoirs (3-P8 CO2RESHC)

Projektet har til formål at undersøge effekten af hydrokarboner i udtjente kalkoliefelter på injektion af C02, herunder også risici for tilstopning.

Projektet er en del af INNO-CCUS, der er partnerskab med 54 offentlige og private aktører.

Projektet er finansieret af Innovationsfonden og projektpartnerne; GEUS, Aarhus Universitet og TotalEnergies.

Du kan læse mere om projektet her.

Forskningsartikel

‘Hydrocarbon residue in a Danish chalk reservoir and its effects on CO2 injectivity’,
Af: Rasmus Stenshøj, Arash Abarghani, Nidhal Badrouchi, Yang Yu, Steven A. Smith, Arka Rudra, Henrik I. Petersen og Hamed Sanei.
Udgivet i Marine and Petroleum Geology, oktober 2023. Online 27. juli 2023.
doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2023.106424 

Nina Skaarup
Statsgeolog
Geofysik og Sedimentære Bassiner
Rasmus Ørnekoll Stenshøj
Ph.d.-studerende
Overfladenær Land- og Maringeologi
Henrik Ingermann Petersen
Seniorforsker
Geoenergi og -lagring