CO2-skum injeksjon for økt oljeutvinning og CO2 lagring

Verdens energibehov er økende og et skifte mot bærekraftig energiproduksjon er nødvendig for å redusere andelen menneskeskapte CO2 utslipp. Innovativ teknologi eksisterer i dag med fokus på fangst, håndtering, bruk og lagring av CO2 i forbindelse med fossile brensler. Teknologien, kjent som CCUS (carbon, capture, utilization and storage), går ut på å re-injisere CO2 til reservoaret for økt oljeproduksjon og langsiktig lagring.

CO2 har fordelaktige egenskaper i kontakt med olje som øker utvinning, men tekniske utfordringer i reservoaret (sprekker og høy-permeable soner) samt den lave viskositeten og tettheten til CO2 kan medføre et ufordelaktig mobilitetsforhold, høy gassproduksjon og forbipasserte oljereserver. Kombinasjonen av CO2 med vann som inneholder surfaktant (såpe) vil lage et skum med CO2 fasen. Dette vil øke viskositeten og kontakten mellom CO2 og olje, samt redusere mobilitet og gassproduksjon. Bruk av CO2 skum vil dermed øke oljeutvinning og lagringspotensialet fra modne reservoar.

PhD avhandlingen tar utgangspunkt i et oppskaleringsprosjekt hvor målet er å injisere CO2-skum for mobilitetskontroll, økt oljeutvinning og lagring i en feltpilot i Texas, USA. Eksperimenter har vært utført i laboratoriet på pore– og kjerneskala for å forstå de grunnleggende fortregningsmekanismene ved CO2-skum og dets egenskaper. Laboratoriedata har videre blitt oppskalert gjennom numeriske simuleringer for å designe og prosjektere teknologien til felt-skala. Resultatene gir innsikt i fortrenging- og transportmekanismene til CO2-skum fra pore –til feltnivå, skummets stabilitet, optimalisert injeksjonsstrategi, og videre parametere for vellykket CO2-skum injeksjon i felt.

Avhandlingen tar også for seg en alternativ utvinningsmetode for økt oljeproduksjon ved injeksjon av vann med lavt saltinnhold, der de underliggende mekanismene for vanntransport og mobilisering av olje har fokus.

Personalia

Sunniva Brudvik Fredriksen (f. 1990) har bachelorgrad i Petroleum– og Prosessteknologi og mastergrad i Reservoarfysikk fra Universitet i Bergen. Doktorgradsarbeidet i Reservoarfysikk har vært utført ved Institutt for Fysikk og Teknologi, Universitetet i Bergen i perioden 2015-2018. Arbeidet har vært finansiert av Norges Forskningsråd gjennom CLIMIT-programmet.

Professor Martin Fernø har vært hovedveileder, og Professor Arne Graue med førsteamanuensis Geir Ersland har vært biveiledere.