CO2-skumdynamikk under høytrykk for CO2-lagring og -EOR

Rask befolkningsvekst, økende velstand og økonomisk ekspansjon har ført til et økt behov for energi. Det økende energibehovet utgjør en trussel, ettersom energiproduksjon står for tre fjerdedeler av de globale klimagassutslippene, noe som intensiverer menneskeskapte klimaendringer. For å møte de økende energibehovene og samtidig dempe klimaendringenes innvirkninger, er en rask omstilling av energisystemet avgjørende. Foreslåtte løsninger inkluderer investeringer i fornybar energi, utnyttelse av hydrogen og nye metoder for å håndtere CO2-utslipp i tråd med Parisavtalens mål.

CCUS (Carbon Capture, Utilization and Sequestration) innebærer fangst, bruk og lagring av CO2 og presenteres som en lovende teknologi for å møte utfordringene med økende energibehov og klimaendringer. CCUS innebærer å fange CO2 fra store utslippskilder og bruke eller lagre den ved injeksjon i et reservoar. CO2 for økt oljeutvinning (Enhanced Oil Recovery - EOR) er en veletablert teknologi, men effektiviteten er begrenset grunnet høy CO2-mobilitet og reservoarheterogenitet. CO2-skumteknologi, hvor CO2 og en såpeløsning blandes for å danne skum, kan redusere CO2-mobiliteten og forbedre EOR og CO2-lagringsprosesser. Til tross for vellykkede feltskala tester, er forståelsen av skumdannelse, fortrengningsdynamikk og stabilitet i reservoaret fortsatt begrenset. Ny kunnskap er derfor nødvendig for å fremme teknologien.

I doktorarbeidet er det brukt mikroskop med automatisk avbildning for å visualisere og studere CO2-strømmen på en mikromodell under høytrykk. Det ble også utviklet analyseverktøy i Python for å studere bildene og konvertere dem til kvantitative data. Resultatene gir nyttig kunnskap om pore-skala skumsystemer og genererer verdifulle data for bedre forståelse av prosesser i porene. De nye eksperimentelle metodene og analyseverktøy utviklet under doktorgradsarbeidet gir muligheter for videre forskning på CO2-skum, noe som kan fremme teknologien for økt energiproduksjon og karbonlagring.

Personalia

Benyamine Benali (f. 1995) har en bachelorgrad i petroleum- og prosessteknologi og en mastergrad i reservoarfysikk fra Universitetet i Bergen. Doktorgradsarbeidet i reservoarfysikk har vært utført ved Institutt for fysikk og teknologi, Universitetet i Bergen i perioden 2020-2024. Arbeidet ble finansiert av Norges Forskningsråd gjennom PETROMAKS2-programmet. Forsker Zachary Paul Alcorn har vært hovedveileder, og Professor Martin A. Fernø har vært biveiledere under arbeidet.