Cost Optimization Strategies and Methodologies for Drilling CCS Injection Wells

Abstract

Det nåværende globale kostnaden for karbonfangst- og lagringsteknologi (CCS) er på omtrent 600 dollar per tonn lagret CO2. Med et årlig utslipp på omtrent 431 millioner tonn, utgjør den samlede globale kostnaden for å lagre alt dette karbonet omtrent 28,5 milliarder dollar. Tilsvarende omtrent 313,5 milliarder NOK per år. Med tanke på dagens prislapp for CCS er det urealistisk å iverksette denne teknologien på stor skala. For å kunne oppnå en bredere spredning av denne teknologien må prisen reduseres kraftig. Å redusere prisen i mindre skala, over flere områder, kan utgjøre en vesentlig forskjell på den totale summen. Slik kan man over tid redusere den totale prislappen på CCS teknologi. Denne oppgaven handler om å redusere kostnadene for å drille CCS injeksjons brønner. Forskjellige standardiserte rammeverk eksisterer i ulike land, dette kan påvirke kostnadene ved implementering av CCS. For eksempel er NORSOK standardene i Norge, ikke oppdatert for standarder innen CCS-teknologi. Det er viktig å kontinuerlig vurdere og oppdatere reglementet for å sikre kostnadseffektiv implementering av CCS. Når det gjelder teknologiske framskritt, har alternativer som kontrollert slam nivå (CML) og slanke brønner vist seg lovende for kunne bidra til å redusere kostnadene. Det å bruke CML istedenfor underbalanser boring (UBD) kan potensielt redusere kostnadene på boreoperasjonen relatert til det å bore inn i reservoaret/lagrings formasjonen. Slanke brønner gjør det mulig å redusere kostandene og kompleksiteten på bore operasjonene. CCS-boreteknologi har fortsatt et stort utviklingspotensial, videre forsking er nødvendig på flere områder. Dette inkluderer å oppdatere NORSOK-standarder, valg av kostnadseffektiv sement og tilsetningsstoffer, finne effektive kompletteringsteknikker, undersøke hvordan injeksjonsvæske påvirker temperaturen i reservoaret og finne gode metoder for å borre inn i en brønn hvor det allerede er lagret CO2. En omfattende evaluering av flere faktorer er avgjørende for å oppnå kostnadsreduksjon innen CCS-teknologi, spesielt innen boreoperasjoner. Ved å utføre forskning, få tilgang til operasjonelle data og utforske ulike områder av boreoperasjonen, kan CCS bli mere økonomisk levedyktig, noe som muliggjør bredere implementering og er et betydelig bidrag til CCS.

The current global cost of carbon capture and storage (CCS) technolgy stands at approximately $600 per ton stored CO2. With annual global emmisions reaching around 431 million ton, the total cost to sequenster all this carbon amounts to approximately $25.8 billion per year. Considering the current economics of CCS, large-scale implementation of this technology remains unrealistic. To achieve widespread adoption, it is cutical to focus on cost reduction stragies. By implementing improvments and targeting spesific areas the overall cost of CCS can be substantially reduced. This thesis focuses on reducing the cost of drilling CCS injection wells. Different regulatory framwork excist in various countries, which can impact the cost of CCS implementation. For instance, in Norway, the NORSOK regulations, are not up to date with the latest advancements in CCS technology. It is imperative to continously asses and update regulations to ensure they are favorable to cost-effective CCS deployment. In terms of technical advancements, alternatives like Controled mud level (CML) and slender wells have shown promise in cost reduction. Using CML instead of underbalanced drilling (UBD) might be an option which could help reduce the cost of the drilling operation when entering the reservoir/storage formation. Slender wells offer an option that reduces the drilling cost and the complexity of the operation. It is it essential to acknowledge that CCS drilling technology still has significant progress to make. Further research is warrant in several areas. This includes updating the requirements outlined in NORSOK standards, determening the most cost—effective cement and additives, cost-effective completion techniques, invenstigating the impact of injection fluid on the thermal environment within the reservoir and how re-entery of the well should be approched following CO2 injection. In summary, finding cost reduction strategied in CCS technology, particularly drillling operations, requires a comprehensive evaluation of multiple factors. Through research, operational data and exploration of additional areas, the economic feasibility of CCS can be improved, facilitating broader implementation and significant contirbution to CCS.