Hvordan påvirker små strukturer væskestrøm i undergrunnen?

Kunnskap om hvordan væsker strømmer gjennom porøse bergarter i undergrunnen er avgjørende for trygg og effektiv lagring av CO₂ og hydrogen, utvinning av olje og gass, forvaltning av grunnvannsressurser, samt utnyttelse av geotermisk energi. I sin doktorgradsavhandling har Hakan undersøkt hvordan småskala deformasjonsstrukturer – såkalte deformasjonsbånd – kan påvirke denne væskestrømmen i porøse sandsteiner.

Deformasjonsbånd er tynne soner med lav porøsitet som dannes når en porøs bergart blir utsatt for press og trykk i undergrunnen. Ved å kombinere feltstudier og borekjerneanalyser, bidrar denne avhandlingen til økt forståelse av hvordan nettverk av deformasjonsbånd påvirker væskestrømmen i undergrunnen gjennom: 1) geologiske faktorer som kontrollerer den romlige utbredelsen og de geometriske egenskapene til slike nettverk, og 2) hvordan vi meningsfullt beskriver nettverk av deformasjonsbånd når datagrunnlaget er begrenset. Et viktig bidrag fra arbeidet er utviklingen av en metodikk for å bruke topologi for å karakterisere deformasjonsbåndnettverk, som videre kan brukes til å forutsi væskestrømninger i undergrunnen.

Studien viser videre at deformasjonsbånd danner nettverk med varierende grad av konnektivitet og intensitet. Når disse nettverkene er tett sammenkoblet, kan de redusere permeabiliteten i bergarten med flere størrelsesordener, og dermed kan fungere som hindringer for væskestrøm. Avhandlingen identifiserer også en kritisk terskelverdi for konnektivitet, over denne vil nettverket ha en signifikant påvirkning på væskestrømmen. Resultatene fra denne avhandlingen gir nye muligheter for bedre modellering av reservoarer og kan bidra til mer presis og effektiv forvaltning av undergrunnsressurser.

Personalia

Hakan Heggernes er oppvokst i Bergen, og har tatt hele sin utdanning ved Universitetet i Bergen. Hakan har en mastergrad sedimentologi og strukturgeologi, som han fullførte i 2019. I 2020 startet han på sin doktorgrad, som har vært veiledet av Professor Atle Rotevatn, Dr. Matteo Demurtas, Dr. Casey W. Nixon, Professor Christian H. Eide og Professor Haakon Fossen.