Quantifying the effects of feeder chimneys on trapping mechanisms at the Sleipner CO2 storage site

Abstract

CO2 lagring fra Sleipner Øst feltet i akviferen Utsira Fm har foregått siden 1996. CO2- akkumulasjonen overvåkes nøye for å forhindre lekkasje, dette har blant annet foregått ved flere gjentatte seismiske undersøkelser. Fra disse gjentatte seismiske undersøkelsene har ni sterke seismiske refleksjoner blitt kvantifiser som CO2 som erstatter vannet i akviferen, og videre tolket som CO2 distribuert under ni lag med tynn skifer inni det ellers homogene reservoaret. Videre, er det blitt observert vertikale soner av forstyrrende eller nedtonede amplituder tolket som feeder chimneys. I tillegg utvikler flere av CO2 lagene seg uavhengig fra de andre lagene, og uten tilknytning observerte feeder chimneys. Fra disse observasjonene er feeder chimneys indirekte tolket som en forklaring på den laterale og vertikale migrasjonen. Hovedmålet med dette arbeidet er å forbedre den geologiske forståelsen av disse feeder chimneys, og de resulterende dynamiske strømningseffektene. Dette prosjektet vil bruke de nylig publiserte Sleipner-dataene fra the CO2 storage data consortium. Datasettene inkluderer: flowmodelling dataset, seismiske data og brønndata. Prosjektet vil bruke Sleipner 2019 Benchmark Model, støttet av 4D seismiske data fra 1994 frem til 2010. Kvantifisere effektene av de vertikale feeder chimneys vil være hovedfokuset. Dette vil bli gjort gjennom en Eclipse 300 modellering av CO2 akkumulasjonen, hvor egenskapene endres til å likne ulike typer geologi. Målet er å forbedre den geologiske forståelsen og forståelsen for CO2-migrasjon, både vertikalt og horisontalt, samt lekkasjedeteksjon.

CO2 injection at Sleipner into the shallow marine sand of Utsira Fm began in 1996, and is still ongoing. The plume has been monitored with nine time lapse seismic reflection surveys. From the repeated seismic surveys nine strong seismic reflections has been quan- tified as a result of CO2 replacing brine, and further been interpreted as CO2 distributed beneath nine layers of thin shale within the otherwise homogeneous reservoir. However, vertical features of disturbed or dimmed amplitudes interpreted as feeder chimneys are also observed. Additionally, several CO2 plume layers develop separately from the other layers, without any associated feeder chimneys. From these observations, feeder chimneys have been interpreted indirectly as an explanation for the lateral and ver- tical migration. The main goal of this work is to improve the geological interpretation of these features from flow modelling using Eclipse 300. The project will use the newly published Sleipner data from the CO2 storage data consortium. The datasets available include; Seismic data, injection well datasets and flow modelling datasets. The project will use the Sleipner 2019 Benchmark Model, supported by the 4D seismic data up to 2010. Quantifying the effects of the vertical feeders will be the main focus along with geological interpretation and analysis of the dynamic flow effects of the vertical feeders at the Sleipner CO2 storage site. This will improve understanding of CO2 migration, both vertically and laterally, and leakage detection.