How to Characterize a Potential Site for CO2 Storage with Sparse Data Coverage – a Danish Onshore Site Case

• Published in: Oil & gas science and technology Vol. 70; no. 4; pp. 587 - 598
• Main Authors: Nielsen, Carsten Møller, Frykman, Peter, Dalhoff, Finn
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Paris Technip 01.07.2015; EDP Sciences; Institut Français du Pétrole (IFP)
• Subjects: Aquifers; Carbon dioxide; Carbon sequestration; Construction; Containment; Dynamic models; Jurassic; Modelling; Physics; Risk assessment; Sandstone; Sedimentary rocks; Storage capacity; Storage conditions; Stratigraphy; Triassic
• ISSN: 1294-4475; 1953-8189; 2804-7699
• DOI: 10.2516/ogst/2015008

The paper demonstrates how a potential site for CO2 storage can be evaluated up to a sufficient level of characterization for compiling a storage permit application, even if the site is only sparsely explored. The focus of the paper is on a risk driven characterization procedure. In the initial state of a site characterization process with sparse data coverage, the regional geological and stratigraphic understanding of the area of interest can help strengthen a first model construction for predictive modeling. Static and dynamic modeling in combination with a comprehensive risk assessment can guide the different elements needed to be evaluated for fulfilling a permit application. Several essential parameters must be evaluated; the storage capacity for the site must be acceptable for the project life of the operation, the trap configuration must be efficient to secure long term containment, the injectivity must be sufficient to secure a longstanding stable operation and finally a satisfactory and operational measuring strategy must be designed. The characterization procedure is demonstrated for a deep onshore aquifer in the northern part of Denmark, the Vedsted site. The site is an anticlinal structural closure in an Upper Triassic – Lower Jurassic sandstone formation at 1 800-1 900 m depth. L’article montre comment évaluer un site potentiel pour le stockage de CO2 à un niveau de caractérisation suffisant pour une demande de permis de stockage, même si le site n’est que partiellement exploré. Il met l’accent sur une procédure de caractérisation basée sur l’analyse de risques. Dans l’étape initiale d’un processus de caractérisation de site sur la base de données éparses, la compréhension géologique et stratigraphique régionale de la zone d’intérêt aide à renforcer la construction d’un premier modèle de sous-sol en vue d’une modélisation prédictive. Une modélisation statique et dynamique, combinée à une évaluation des risques globale permet alors d’appréhender les différents éléments requis pour l’évaluation d’une demande de permis. Plusieurs paramètres essentiels doivent être évalués : la capacité de stockage du site doit être en adéquation avec la durée de vie du projet, le système de piégeage du CO2 doit être suffisamment efficace pour permettre un confinement long terme, l’injectivité doit être suffisante pour garantir un fonctionnement stable et durable et enfin une stratégie de mesure satisfaisante et opérationnelle doit être prévue. La procédure de caractérisation est démontrée pour un aquifère salin côtier profond localisé dans la partie nord du Danemark, sur le site de Vedsted. Le site présente une fermeture structurelle anticlinale dans une formation de grès du Trias Supérieur-Jurassique inférieur située à 1 800-1 900 m de profondeur.