NO337537B1 - Fremgangsmåter for å føre inn karbondioksid (CO2) i underjordiske geologiske formasjoner for permanent lagring i disse. - Google Patents

Description

Oppfinnelsens bakgrunn

Økningen av C02i atmosfæren antas å ha en betydelig innvirkning på globalt klima. Det er derfor ønskelig at utslippet av antropogent C02i atmosfæren reduseres. Fangst og lagring av C02tilveiebringer en måte å unngå å slippe ut C02i atmosfæren ved å fange C02fra kilder så som olje- og naturgassprosessanlegg og kraftverk for å transportere det og sprøyte det inn i dype fjellformasjoner. Ved dybder på under omlag 800-1000 m er C02i en overkritisk tilstand som tilveiebringer potensial for effektiv utnyttelse av underjordisk lagringsplass. Det betraktes som sannsynlig at å sprøyte C02inn i dype geologiske formasjoner på nøye valgte steder vil muliggjøre lagring i lange tidsperioder der en forutsett 99 % av C02-et blir tilbakeholdt i 1000 år. C02kan forbli fanget under jorden i kraft av et antall mekanismer, inkludert fanging under et ugjennomtrengelig, innelukkende lag (dekkbergart), bibeholdelse som en immobil fase i lagringsformasjonens porerom, oppløsning i formasjonsfluider in situ, absorpsjon i organisk stoff i kull og skifer og ved å reagere med mineraler i lagringsformasjonen og dekkbergarten til karbonatmaterialer. Egnede felt for lagtidslagring inkluderer tømte olje-og gassreservoarer, saltformasjoner, som er dype, underjordiske porøse reservoarbergarter mettet med saltoppløsning, og muligens kullformasjoner.

En omfattende gjennomgang av eksisterende prosjekter og teknologi for Om-fangst og -lagring (C02Capture and Storage (CCS)) gis i FNs klimapanels (IPCC) spesialrapport om karbondioksidfangst og -lagring (CCS)("Carbon Dioxide Capture and Storage", IPCC, 2005, redaktører: Metz et al., Cambridge University Press, England; også tilgjengelig på: http:// www. ipcc. ch). Avhandlingen SPE 127096 "An overview of active large-scale C02storage projects" (En oversikt over aktive C02-lagringsprosjekter i stor skala), I. Wright et al., presentert på 2009 internasjonale SPE-konferanse om C02-fangst, lagring og utnyttelse arrangert i San Diego, California, USA 2. - 4. november 2009 gir en nyere oppdatering om eksisterende aktive C02-lagringsprosjekter i stor skala. Av prosjektene i kommersiell skala som ble gjennomgått i disse dokumentene, er de mest betydelige hva gjelder akkumulert volum sprøytet inn, Sleipner- og In Salah-prosjektene.

Sleipner CGS-prosjektet er lokalisert 250 km utenfor norskekysten og opereres av StatoilHydro. C02-et lagres i overkritisk tilstand i Utsira-formasjonen ved en dybde på 800-1000 m under havflaten. C02som produseres under naturgassprosessering fanges og sprøytes deretter inn under bakken. C02-innsprøyting startet i oktober 1996 og innen 2008 hadde mer enn ti millioner tonn C02blitt sprøytet inn med en hastighet på omtrent 2700 tonn per dag. En grunn, langtomfattende brønn brukes til å føre C02-et 2,4 km bort fra produksjonsbrønnene og plattformområdet. Innsprøytingsstedet er plassert under en lokal kuppel på den øverste Utsira-formasjonen.

In Salah CCS-prosjektet er et prosjekt på land for produksjon av naturgass lokalisert i den sentrale delen av Sahara i Algerie. Krechba-feltet produserer naturgass som inneholder opptil 10 % C02fra en rekke geologiske reservoarer. C02strippes fra gassen og sprøytes inn på nytt i et sandsteinreservoar ved en dybde på 1800 m som gjør det mulig å lagre 1,2 Mt C02per år.

Mens den globale kapasiteten for å lagre C02dypt under jorden antas av være stor, er åpningen av et nytt lagringssted uunngåelig kostbart ettersom det krever en vurdering av potensiell risiko for mennesker og økosystemet. Det er følgelig ønskelig at eksisterende steder utnyttes til maksimal kapasitet. Men aktuelle beregninger antyder at de eksisterende mekanismene som anvendes for å sprøyte overkritisk C02inn i dype lagringssteder resulterer i at kun omlag 2 % av det geologiske lagringsstedets porevolum blir utnyttet til C02-sekvestrering. Dette antas å være på grunn av den ujevne gjennomløpet av det innsprøytede C02-et i de underjordiske formasjonene, som fører til et fenomen kalt "fingering" i hvilket C02-innsprøytingsfronten er meget ujevn med små området med høy penetrasjon omgitt av områder i hvilke C02-et ikke har penetrert i det hele tatt. Å følge aktuelle praksiser vil resultere i tap av betydelig lagringsvolum i tilgjengelige lagringssteder.

I lys av denne teknikkens stand er det et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåten for permanent lagring av C02i underjordiske geologiske formasjoner.

Det er et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe fremgangsmåter som tillater en mer effektiv bruk av geologiske formasjoner lagringskapasitet, for permanent lagring av C02.

Sammendra<g>

Oppfinnelsens omfang defineres av de vedlagte uavhengige kravene. Foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen defineres av underkravene.

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for å føre inn en C02-sammensetning i en underjordisk geologisk formasjon for lagring av C02i denne, der fremgangsmåten innbefatter trinnene: å sprøyte C02-sammensetningen inn i formasjonen ved å anvende et første sett med innsprøytingsparametrer der C02-sammensetningen er et overkritisk fluid som har en første viskositet og densitet, å modifisere innsprøytingsparameterne slik at C02-sammensetningen sprøytes inn i formasjonen ved å anvende minst ett andre sett med innsprøytingsparametrer der C02-sammensetningen er et overkritisk fluid som har en andre viskositet og densitet som er forskjellig fra den første viskositeten og densiteten, hvori innsprøytingsparameterne inkluderer innsprøytingstemperaturen, innsprøytingstrykket og hydrokarboninnholdet til C02-sammensetningen og hvori fremgangsmåten videre inkluderer trinnet med å alternere syklisk mellom det første og andre settet med innsprøytingsparametere.

Ved å med vilje endre innsprøytingsparameterne mens C02-sammensetningen sprøytes inn i formasjonen, kan viskositeten og densiteten, og følgelig C02-sammensetningens strømningsoppførsel ved punktet der den sprøytes inn i formasjonen, endres, for eksempel fra en mer gasslignende strømning til en mer væskelignende strømning, eller vice versa. Resultatet er en stabilisert innsprøytingsfront som tilveiebringer forbedret reservoargjennomløp ved å redusere det såkalte "fingeringsfenomenet". dvs. ved å minimere størrelsen på omgåtte områder i formasjonen. Det anslås at den geologiske lagringens kapasitet vil være betydelig høyere enn med konvensjonelle lagringsteknikker. Følgelig kan mer effektiv anvendelse av reservoarkapasiteten gjøres og totalkostnaden for C02-fangst og -lagring vil bli redusert.

Perioden over hvilken C02sprøytes inn i et reservoar kan omfatte flere tiår, avhengig av den bestemte underjordiske formasjonens kapasitet. For å opprettholde en stabil innsprøytingsfront over denne perioden, er det foretrukket å alternere syklisk mellom det første og andre settet med innsprøytingsparametrer for å oppnå en syklisk egenskapsendring på innsprøytingsstedet. Innenfor hvilken som helst én innsprøytingssyklus, dvs. tidsintervallet mellom å begynne innsprøyting ved å anvende det første settet med innsprøytingsparametrer, bytte til det andre settet med innsprøytingsparametrer og begynne innsprøytingen med det første settet med innsprøytingsparametrer på nytt, kan tidsperioden i hvilken C02-sammensetningen sprøytes inn i formasjonen under det første settet med innsprøytingsparametrer være i det vesentlige lik tidsperioden i hvilken C02-sammensetningen sprøytes inn i formasjonen under det andre settet med innsprøytingsparametrer, eller lenger eller kortere enn denne sistnevnte tidsperioden. Følgelig kan en innsprøytingssyklus innbefatte innsprøytingen av C02-sammensetningen ved en høyere viskositet og densitet, dvs. i en væskelignende fase for to måneder etterfulgt av innsprøyting av C02-sammensetningen ved en lavere viskositet og densitet, dvs. i en gasslignende fase i én måned, eller innsprøytingen av hver av de forskjellige fasene i to måneder hver.

I henhold til en første foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse avviker de første og andre innsprøytingsparameterne fra hverandre i C02- sammensetningens innsprøytingstemperatur. Å endre C02-sammensetningens temperatur betyr at sammensetningen, mens det fremdeles er et overkritisk fluid ved innsprøytingsstedet, har en forskjellig viskositet og densitet og følgelig oppfører seg forskjellig. Spesielt vil C02-sammensetningens strømningskarakteristikker bli endret, som gjør det mulig å fylle et annet området av den underjordiske formasjonen. Foretrukket settes og endres C02-sammensetningens temperatur enten ved innsprøytingsbrønnens brønnhode eller oppstrøms for dette, for eksempel ved prosessanlegget ved hvilket C02-sammensetningen fanges. I begge tilfeller settes temperaturen slik at C02-sammensetningens påkrevde viskositet/densitet oppnås på innsprøytingsstedet.

I henhold til en andre foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse avviker de første og andre innsprøytingsparameterne fra hverandre i C02-sammensetningens innsprøytingstrykk. På lignende måte som for å modifisere innsprøytingstemperaturen, resulterer å modifisere innsprøytingstrykket i en endring i det overkritiske fluidets viskositet og densitet, og skaper på en måte en forskjellige overkritisk "fase". C02-sammensetningens trykk endres foretrukket i prosessanlegget oppstrøms for brønnen.

I henhold til en tredje foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse avviker de første og andre innsprøytingsparameterne fra hverandre ved C02-sammensetningens hydrokarboninnhold. Den målrettede anrikingen av C02-sammensetningen med hydrokarboner, foretrukket lavere alkaner, og mer foretrukket én eller flere av metan, etan, propan butan, endrer på lignende måte C02-sammensetningens viskositet og densitet på innsprøytingsstedet. Med andre ord kan en C02-sammensetning endres til å ha en høyere eller lavere kritisk temperatur og trykk ved å tilsette en definert konsentrasjon av ett eller flere hydrokarboner, så som de definert over. Denne forandringen i de kritiske egenskapene betyr at ved samme innsprøytingstemperatur og -trykk vil den hydrokarbonanrikede sammensetningen ha en forskjellig viskositet/densitet i forhold til den ikke-anrikede sammensetningen.

Fortrukket er hydrokarboninnholdet i C02-sammensetningen i området 1 mol% hydrokarbon til 15 mol% hydrokarbon, mer foretrukket 2 mol% hydrokarbon til 7 mol% hydrokarbon og mest foretrukket 2 mol% hydrokarbon til 3 mol% hydrokarbon.

Oppfinnelsen gjelder også en anordning for å føre inn en C02-sammensetning i en underjordisk geologisk formasjon for lagring av C02deri innbefattende: et ledningsrør innbefattende en innsprøytingsport som har én eller flere åpninger (14a-14z), egenskapskontrollerende midler for å kontrollere C02-sammensetningens innsprøytingsparametrer der innsprøytingsparameterne består av C02-sammensetningens temperatur, trykk og hydrokarboninnhold ved innsprøytingsstedet, hvori de egenskapskontrollerende midlene er tilpasset for å endre innsprøytingsparameterne fra et første sett med innsprøytingsparametrer, ved hvilke den innsprøytede C02-sammensetningen har første viskositets- og densitetsverdier, til et andre sett med innsprøytingsparametrer, ved hvilke den innsprøytede C02-sammensetningen har andre viskositets- og densitetsverdier under innsprøyting av C02-sammensetningen i formasjonen.

Kort beskrivelse av figurene

Figur 1 viser en skjematisk fremstilling av en innsprøytingsfront tilformet av konvensjonell C02-innsprøyting, Figur 2 viser en skjematisk fremstilling av en innsprøytingsfront tilformet i henhold til den foreliggende oppfinnelse, og Figur 3a illustrerer relasjonen mellom trykk og dynamisk viskositet til ren C02ved forskjellige temperaturer, Figur 3b illustrerer relasjonen mellom trykk og spesifikk densitet til ren C02ved forskjellige temperaturer, Figur 4a illustrerer relasjonen mellom den dynamiske viskositeten og molfraksjonen til metan i en binærblanding av C02og CH4ved forskjellige trykk, Figur 4b illustrerer relasjonen mellom den spesifikke densiteten og molfraksjonen til metan i en binærblanding av C02og CH4ved forskjellige trykk,

Fig. 5 viser en anordning i følge oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Et "innsprøytingssted" i sammenheng med den foreliggende oppfinnelsen skal forstås som å være en posisjon tilstøtende en åpning i en innsprøytingsport, gjennom hvilken åpning C02sprøytes inn i en akvifer; der posisjonen er utenfor en ytre flate på ledningsrøret eller brønnen. Uttrykket på "på innsprøytingsstedet" kan i noen utførelsesformer forstås å bety "ved reservoarforhold". Disse uttrykkene anvendes synonymt.

Den foreliggende oppfinnelse gjelder fremgangsmåter for å lagre C02i underjordiske geologiske formasjoner.

C02-et som sprøytes inn er en C02-sammensetning komprimert til å anta en overkritisk tilstand på innsprøytingsstedet, dvs. ved reservoarforhold. Trykkgassen kan inkludere C02og ytterligere forbindelser, hvilke forbindelser foretrukket beløper seg til mindre enn 50 %wt, 40 %wt, 30 %wt, 20 %wt, 10 %wt, 5 %wt, 2 %wt, mest foretrukket til mindre enn 1 %wt, basert på total trykkgassvekt. Uttrykket "C02" i følge oppfinnelsen og avhengig av sammenhengen, kan gjelde blandingene av C02og andre komponenter beskrevet over. Det innsprøytede C02-et blandes foretrukket ikke med væsker, så som vann eller en vannløsning, før innsprøyting. C02-et inneholder følgelig foretrukket ikke væskekomponenter.

Oppfinnelsen vil nå bli forklart ved referanse til de vedlagte figurene.

Figur 1 viser generelt en konvensjonell anordning for å føre inn C02i en underjordisk formasjon. Et ledningsrør 2 er tilveiebrakt for å transportere C02fra et nivå i det vesentlige over overflaten inn i et reservoar 8 tilveiebrakt av formasjonen. Ledningsrøret 2 kan være i form av et rør ordnet inne i en brønns foring. Alternativt kan brønnens foring i seg selv utgjøre ledningsrøret 2. Ledningsrøret 2 ender inne i reservoaret i en innsprøytingsport 4. C02sprøytes inn via ledningsrøret 2 i reservoaret 8 under kontrollert trykk og temperatur, og er et overkritisk fluid ved innsprøytingsporten 4 med en gasslignende viskositet. Innsprøytingsfronten tilformet ved innsprøyting av C02under disse forholdene illustreres av linjen 10 og det innsprøytede C02-et representert av det skraverte området. Som det er mulig å se ut ifra fig. 1, har det gasslignende C02-et en tendens til å vandre oppover, slik at de nedre områdene av lagringsreservoaret etterlates tomme. Det vil være åpenbart at det samme problemet oppstår når innsprøytingsforholdene resulterer i en mer kompakt C02-sammensetning, unntatt at i dette tilfellet vil de nedre områdene av den geologiske formasjonen bli fylt først mens de øvre områdene av formasjonen forblir i det vesentlige tomme. Fig. 2 viser en simulering av innsprøytingen av en C02-sammensetning i følge den foreliggende oppfinnelse, nemlig at den innsprøytede C02-sammensetningens densitet og viskositet varieres under innsprøyting. I denne figuren antas det av ledningsrøret 2, porten 4 og formasjonsstrukturen 8 er den sammen som den vist i fig. 1. I dette tilfellet byttes imidlertid karakteristikkene til innsprøytet C02-sammensetning en gang, eller periodisk, under innsprøyting for å gi en høyere viskositet og høyere densitet, som får den til å oppføres seg mer som en væske. Under innsprøyting av C02-sammensetningen med høyere densitet (væskelignende), har innsprøytingsstrømmen en tendens til å fylle de nedre områdene av den geologiske lagringsformasjonen 8. Den resulterende innsprøytingsfronten 10 er mer uniform og den geologiske formasjonens 8 lagringskapasitet økes. Mens denne simuleringen illustrerer C02-sammensetningen som sprøytes inn under kun to forskjellige sett med forhold for å resultere i to forskjellige overkritiske faser, skal det forstås at mer enn to sett med forhold kan anvendes for å endre viskositeten og densiteten enda ytterligere.

Videre nå til fig. 3 og 4 vil det bli beskrevet hvordan, i praksis, denne hastighets-og densitetsendringen oppnås i henhold til en første og andre utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 3a viser en fremstilling av relasjonen mellom den dynamiske viskositeten til ren C02og trykk for forskjellige temperaturer. Grafen er begrenset til å vise denne relasjonen over det kritiske punktet (304,1 K eller 28,25 °C og 73,8 bar), hvor C02er et overkritisk fluid, ettersom dette representerer forholdene i et underjordisk lagringsreservoar. Som kan ses ut ifra denne grafen, viser linjen som representerer temperatur ved 310 K, som er den nærmeste linjen over det kritiske punktet (304,1 K, 28,25 °C) og følgelig den første linjen som representerer overkritisk oppførsel, en stor endring i viskositet ved lavere trykk etter hvilken forholdet er i det vesentlige lineær. Når temperaturen øker, viser relasjonen en tendens til mer en lineær en ved også ved lavere trykk. Isotermene indikerer at en lignende relasjon eksisterer mellom viskositet og temperatur ved konstant trykk.

Fig. 3b viser en fremstilling av forholdet mellom statisk densitet og trykket til ren C02for forskjellige temperaturer. Nok en gang er denne grafen begrenset til å vise overkritiske forhold. I fig. 3b er det åpenbart at ved temperaturer og trykk nær det kritiske punktet resulterer en liten endring i trykk i en stor endring i densitet. Ved høyere temperaturer og trykk er relasjonen mellom densitet og trykk i det vesentlige lineær. Det kan videre deduseres fra isotermene at en lignende relasjon eksisterer mellom temperatur og densitet.

Relasjonene illustrert i fig. 3a og 3b illustrerer at en ønsket endring i viskositet eller densitet kan oppnås ved å endre én eller begge av innsprøytingstrykket eller innsprøytingstemperatur til en C02-sammensetning. I sammenheng med den foreliggende oppfinnelse brukes "innsprøytingstrykk" for å indikere C02-sammensetningens trykk ved innsprøytingspunktet fra ledningsrøret eller brønnen inn i den geologiske lagringsformasjonen. På lignende måte brukes "innsprøytingstemperatur" for å indikere C02-sammensetningens temperatur ved innsprøytingspunktet fra ledningsrøret eller brønnen inn i den geologiske lagringsformasjonen. Følgelig vil hvilken som helst modifikasjon av temperatur eller trykk effektuert oppstrøms for innsprøytingspunktet måtte gjøres for å oppnå den ønskede svingningen i innsprøytingsparametrer ved innsprøytingspunktet. Fagpersoner vil forstå at temperatur-ener trykksvingningen som er påkrevd for å oppnå den ønskede forandringen i viskositet og densitet avhenger av det rådende trykket og temperaturen i lagringsreservoaret. For eksempel, i et reservoar hvor trykket og temperaturen er nær det kritiske punktet, så som i Sleipner-prosjektet, i hvilket C02lagres ved en dybde på mellom 800 og 1000 under havflaten, er en temperaturreduksjon på 3 °C (ved konstant trykk) tilstrekkelig for å endre oppførselen til C02-sammensetningen fra en gass til en væske ved innsprøytingspunktet. På lignende måte vil en trykkøkning (ved konstant temperatur) på 7 bar endre strømningskarakteristikkene til den innsprøytede C02-strømmen fra gasslignende til en væskelignende. I reservoarer hvor trykket og temperaturene er godt over den innsprøytede C02-sammensetningens kritiske punkt, så som i Snøhvit-prosjektet lokalisert i Barentshavet utenfor kysten av Norge ved en dybde på 2600 m under havflaten, er en temperaturøkning på 47 °C eller en trykkøkning på 73 bar nødvendig for å effektuere den samme endringen i strømningsoppførsel fra gasslignende til væskelignende.

Igjen, ettersom C02-sammensetningens viskositet og densitet avhenger av reservoarforholdene, nemlig den rådende temperaturen og trykket, vil forandringen i viskositet og densitet ved de to eller flere forskjellige innsprøytingsparameterne avhenge av de reelle reservoarforholdene. Ett eksempel på en mulig forandring i viskositet for en et geologisk lagringssted ved en temperatur på 80 °C vil være mellom verdier på omlag 0,00446 cP og omlag 0,00539 cP. For den samme geologiske formasjonen vil en endring i densitet mellom omlag 551 kg/m3 og omlag 732 kg/m3 være mulig. Åpenbart, jo større forskjellen mellom viskositets- og densitetsverdiene, dess mer vil det innsprøytede fluidets strømningsoppførsel variere. De mest egnede verdiene for hvilket som helst spesifikt C02-sekvestreringanlegg vil avhenge av lagringsreservoarets spesielle karakteristikker.

Det skal forstås at den innsprøytede strømmen alltid er et overkritisk fluid og følgelig eksisterer i en fase mellom væske og gass. Den kan ikke faktisk bli en væske eller en gass, men kan likevel demonstrere mer gasslignende eller mer væskelignende egenskaper, dvs. innta en forskjellig overkritisk "fase" i kraft av dens viskositet og densitet.

I tillegg til å modifisere den innsprøytede C02-sammensetningens temperatur og/eller trykk, gjelder en tredje utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse endringen i viskositet og/eller densitet til en innsprøytet C02-sammensetning ved å målrettet anrike den med hydrokarboner, spesielt med alkaner. Av mest interesse i sammenheng med den foreliggende oppfinnelse er de lavere alkaner, for eksempel metan, etan, propan og butan, eller en blanding av disse. Hvert av disse lavere alkanene har forskjellige densiteter og viskositeter, følgelig vil den resulterende C02-sammensetningen ha en forskjellig viskositet og densitet avhengig av typen og konsentrasjonen av det respektive lavere alkanet. Et eksempel på effekten av å tilsette metan til ren C02er illustrert i fig.

4a og 4b. Fig. 4a viser en graf av relasjonen mellom dynamisk viskositet og konsentrasjon av metan i en binærblanding av metan og C02ved 40 °C for forskjellige trykk. Fig. 4b viser en graf av relasjonen mellom statisk densitet og konsentrasjon av metan i en binærblanding av metan og C02ved 40 °C for forskjellige trykk. Som kan ses ut ifra fig. 4a, for et fast trykk, faller viskositetsnivået med konsentrasjonen av metan. Likeledes er det ut ifra fig. 4b åpenbart at densitet også faller med økt metaninnhold. I begge tilfeller er imidlertid det største endringsforholdet åpenbar ved molfraksjoner under omlag 0,2. Å endre sammensetningen av C02-sammensetningen som effekt å endre C02-sammensetningens kritiske temperatur og trykk. Effekten av å tilsette ett eller flere av de lavere alkanene listet over vil åpenbar avhenge av alkanet som blir tilsatt. Dette illustreres i den påfølgende tabellen som gir den kritiske temperaturen og trykket for forskjellige binærblandinger av C02og et lavere alkan.

Avhengig av det rådende reservoartrykket og -temperaturen, kan blandingens viskositet og densitet endres mer eller mindre simpelthen ved å endre sammensetningen. Dette fordi denne blandingens overkritiske "fase", dvs. den overkritiske blandingens tilbøyelighet til å oppføre seg mer som en gass eller mer som en væske, avhenger av reservoartrykkets og -temperaturens posisjon i forhold til den kritiske temperaturen og trykket.

Ettersom metan, etan, propan og butan alle kan være nærværende i C02produsert under naturgassproduksjon, kan konsentrasjonen av ett eller flere av disse alkanene økes eller reduseres periodisk foretrukket ved prosessanlegget, men muligens også ved eller nær brønnhodet for å oppnå den ønskede endringen i viskositet og densitet ved innsprøytingsstedet.

Mens hver av parameterne for innsprøytingstemperatur, innsprøytingstrykk og hydrokarboninnhold har blitt drøftet hver for seg over, skal det forstås av parametersvingningen som effektueres under innsprøyting kan inkludere en endring i to eller selv alle av disse parameterne for å oppnå den ønskede endringen i C02-sammensetningens viskositet og densitet.

En anordning egnet for å utføre den påkrevde forandringen av innsprøytingsparametrer er illustrert skjematisk i fig. 5. Denne anordningen innbefatter et ledningsrør 2, som nok en gang kan være i form av et rør ordnet inne i en brønns foring eller alternativt utgjøres av brønnens foring i seg selv. I den illustrerte utførelsesformen er brønnen en vertikal brønn, men fagpersoner vil forstå at det alternativt kan være en hellende eller krum brønn, eller den kan ha en i det vesentlige vertikal eller hellende øvre (proksimal) del og en i det vesentlige horisontal distal del. Den distale enden av ledningsrøret 2 ender inne i reservoaret 8 i en innsprøytingsport 4. Brønnledningsrøret 2 er koblet via en rørstreng 12 til et prosessanlegg 14. Dette kan være et naturgassprosessanlegg som produserer C02som et avfallsprodukt. Ved brønnhodet er det tilveiebrakt en kompressor 16 og en ytterligere parameterjusteringsanordning illustrert simpelthen av elementet 18. Dette sistnevnte elementet 18 kan inkludere en blander for å blande faste mengder av ett eller flere lavere alkaner, så som metan, etan, propan og butan, men C02for å oppnå en C02-sammensetning med en definert alkankonsentrasjon. Alternativt, eller i tillegg, kan parameterjusteringsanordningen 18 inkludere en varmeveksler eller annen anordning for å modifisere C02-sammensetningens temperatur. Kompressoren 16 og parameterjusteringsanordningen 18 kontrolleres for å endre én eller flere av parameterne for trykk, temperatur og innhold av lavere alkan (dvs. konsentrasjon av metan, etan, propan og/eller butan) minst én gang, og foretrukket periodisk, gjennom hele innsprøytingen av C02i brønnen for å oppnå de ønskede innsprøytingsparameterne, dvs. temperaturen, trykket og konsentrasjonen av lavere alkan ved innsprøytingspunktet inn i formasjonen, dvs. ved utgangen av porten 4. I det illustrerte eksempelet vises parameterjusteringsmidlene ordnet på selve brønnen. Det skal forstås at disse elementene kan være lokalisert på en avstand fra brønnhodet, muligens til og med på land, når C02-sekvestreringstedet er offshore. Alternativt kan minst noen av innsprøytingsparameterne kontrolleres og endres med egnede midler i prosessanlegg 14. Etter separering fra naturgassen, komprimeres og dehydreres C02-et konvensjonelt og transporteres deretter via rørstreng 12 til brønnhodet. C02-et som oppnås på denne måten kan være ren C02, eller kan alternativt inneholde spesifikke nivåer av forurensende stoffer, inkludert de lavere alkanene metan, etan, propan og butan. Det er mulig å periodisk endre konsentrasjonen av lavere alkaner som er igjenværende i C02-et for å oppnå den påkrevde konsentrasjonen i C02-et som sprøytes inn i formasjonen 8. Dessuten, så sant avstanden mellom prosessanlegget og brønnhodet er kort nok til å tillate det, er det også mulig å sette og endre både trykket og temperaturen til C02-et som forlater prosessanlegget, f.eks. ved å anvende den eksisterende kompressoren og en varmeveksler, for å oppnå den ønskede parametervariasjonen ved innsprøytingspunktet.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for å føre inn en C02-sammensetning i en underjordisk geologisk formasjon (8) for lagring av C02 i denne,karakterisert vedat fremgangsmåten innbefatter trinnene: å sprøyte C02-sammensetningen inn i formasjonen (8) ved å anvende et første sett med innsprøytingsparametere der C02-sammensetningen er et overkritisk fluid som har en første viskositet og densitet, å modifisere innsprøytingsparameterne slik at C02-sammensetningen sprøytes inn i formasjonen (8) ved å anvende minst ett andre sett med innsprøytingsparametere der C02-sammensetningen er et overkritisk fluid som har andre viskositets- og densitetsverdier som er forskjellige fra de første viskositets- og densitetsverdiene, hvori innsprøytingsparameterne inkluderer innsprøytingstemperaturen, innsprøytingstrykket og hydrokarboninnholdet til C02-sammensetningen, og hvori fremgangsmåten videre inkluderer trinnet med å alternere syklisk mellom det første og andre settet med innsprøytingsparametere.

2. Fremgangsmåte i følge hvilket som helst av de foregående krav, hvori tidsperioden i hvilken C02-sammensetningen sprøytes inn i formasjonen (8) under det første settet med innsprøytingsparametere er i det vesentlige lik tidsperioden i hvilken C02-sammensetningen sprøytes inn i formasjonen (8) under det andre settet med innsprøytingsparametere.

3. Fremgangsmåte i følge krav 1, hvori tidsperioden i hvilken C02-sammensetningen sprøytes inn i formasjonen (8) under det første settet med innsprøytingsparametere er lenger eller kortere enn tidsperioden i hvilken C02-sammensetningen sprøytes inn i formasjonen (8) under det andre settet med innsprøytingsparametere.

4. Fremgangsmåte i følge hvilket som helst av de foregående krav, hvori de første og andre innsprøytingsparameterne avviker fra hverandre i C02-sammensetningens innsprøytingstemperatur.

5. Fremgangsmåte i følge hvilket som helst av de foregående krav, hvori de første og andre innsprøytingsparameterne avviker fra hverandre i C02-sammensetningens innsprøytingstrykk.

6. Fremgangsmåte i følge hvilket som helst av de foregående krav, hvori de første og andre innsprøytingsparameterne avviker fra hverandre i C02-sammensetningens hydrokarboninnhold.

7. Fremgangsmåte i følge krav 6, hvori hydrokarboninnholdet er dannet av ett eller flere alkaner.

8. Fremgangsmåte i følge krav 6 eller 7, hvori hydrokarboninnholdet er dannet av én eller flere av metan, etan, propan og butan.

9. Fremgangsmåte i følge hvilket som helst av krav 6 til 8, hvori hydrokarboninnholdet i C02-sammensetningen er i området 0 mol % hydrokarbon til 10 mol % hydrokarbon.

10. Anordning for å føre inn en C02-sammensetning i en underjordisk geologisk formasjon (8) for å lagre C02deri,karakterisert ved: et ledningsrør (2) innbefattende minst én innsprøytingsport (4), egenskapskontrollerende midler (16, 18) i kommunikasjon med ledningsrøret for å kontrollere minst én innsprøytingsparameter for C02-sammensetningen, der innsprøytingsparameterne inkluderer C02-sammensetningens temperatur, trykk og hydrokarboninnhold ved innsprøytingsstedet via porten (4), hvori de egenskapskontrollerende midlene er tilpasset for å endre den minst ene innsprøytingsparameter fra et første sett med innsprøytingsparametere, ved hvilken den innsprøytede C02-sammensetningen har første viskositets- og densitetsverdier, til minst et andre sett med parametere, ved hvilke den innsprøytede C02-sammensetningen har andre viskositets- og densitetsverdier under innsprøyting av C02-sammensetningen i formasjonen (8), og hvor de egenskapskontrollerende midlene (16, 18) er tilpasset for å endre innsprøytingsparameterne syklisk mellom det første og andre settet med innsprøytingsparametere under innsprøyting av C02-sammensetningen.

11. Anordningen i krav 11, hvori de egenskapskontrollerende midlene (16, 18) er forbundet til ledningsrøret (2).