Geological Carbon Storage Specialist

En geological carbon storage specialist svarer på ét grundlæggende spørgsmål: kan CO2'en blive nede i tusind år?

Det lyder simpelt. Det tager år og koster hundredvis af millioner at besvare troværdigt. Arbejdet er geologi, fysik og statistik — og en meget stor mængde dokumentation til myndighederne.

CO2'en pumpes ned i porøse sandstenslag en til tre kilometer nede. Over ligger et lerlag, forseglingen, som skal holde. Nedenunder ligger saltvand i porerne, som CO2'en fortrænger.

Typiske opgaver:

• Tolke seismiske data. 2D- og 3D-seismik viser lagene i undergrunden. Man kortlægger strukturens form, dybde og udstrækning, og leder efter forkastninger.
• Bygge den geologiske model. Boringsdata, logs og seismik samles til en 3D-model med porøsitet og permeabilitet fordelt gennem reservoiret.
• Vurdere forseglingen. Lerlagets tykkelse, udbredelse og kapillære indtrængningstryk. Det er den vigtigste enkeltvurdering i hele projektet.
• Kortlægge forkastninger. Er de tætte eller ledende? Kan trykstigningen fra injektion få dem til at bevæge sig? Det kaldes fault reactivation.
• Køre dynamiske simuleringer. Hvor spreder CO2-skyen sig over 30 års injektion og 1.000 års efterfølgende drift? Hvor højt stiger trykket i formationen?
• Beregne lagringskapacitet. Hvor mange millioner ton kan der reelt være? Tallet falder typisk kraftigt, når man går fra teoretisk til praktisk kapacitet.
• Vurdere gamle brønde. Hver eksisterende boring gennem forseglingen er en potentiel lækagevej. Cementkvalitet fra 1960'erne skal vurderes.
• Regne på geokemi. CO2 og saltvand danner kulsyre, som opløser mineraler. Nogle reaktioner tætner porerne, andre åbner dem.
• Designe overvågningen. Gentagen seismik, trykmålinger i brønde, havbundsovervågning. Kaldes MMV, measurement, monitoring and verification.
• Skrive myndighedsdokumentation. Risikovurdering, lagringsplan og efterbehandlingsplan til Energistyrelsen.

En almindelig arbejdsdag

Morgenen er ofte foran skærmen med Petrel. Man tolker en seismisk linje, retter en fladetolkning eller kigger på en boring, der ikke passer ind i modellen.

Formiddagen kan være simulering. En kørsel fra i nat skal tolkes. Trykket i det ene hjørne af modellen stiger mere end forventet, og man skal finde ud af hvorfor.

Eftermiddagen er ofte skrivearbejde eller møder. Reservoirmodellen skal forklares til brøndingeniøren, der skal designe injektionsbrønden. Eller der skal skrives et afsnit til lagringsansøgningen.

Usikkerhed fylder meget i faget. Man arbejder med data fra få boringer og skal udtale sig om noget, ingen har set. Derfor kører man scenarier — lav, base og høj — i stedet for ét tal.

Arbejdet er sjældent i felten. Nogle deltager i boringer eller kernebeskrivelse, men de fleste dage er kontorarbejde med modeller og rapporter.

Tidsskalaen er speciel. Man dokumenterer sikkerhed for tusind år frem. Det er en anden måde at tænke på end i olie og gas, hvor felter tømmes over årtier.

Hvilken lovgivning dækker denne rolle?

Faget kræver ingen personlig autorisation, men området eksisterer på grund af lovgivning. EU's CCS-direktiv fastlægger reglerne for geologisk lagring af CO2 og er i Danmark gennemført i undergrundsloven og CO2-lagringsloven. Energistyrelsen udsteder efterforsknings- og lagringstilladelser og stiller krav om lagringsplan, risikovurdering, overvågningsplan og økonomisk sikkerhedsstillelse. Lagret CO2 kan tælle i EU's kvotehandelssystem, ETS, hvis overvågningen følger EU's overvågningsforordning — det er projekternes økonomiske grundlag. Lagring under havbunden er desuden reguleret af London-protokollen. Efter en periode kan ansvaret for lageret overdrages til staten, hvilket CCS-direktivet stiller detaljerede betingelser for.

Der findes ingen dansk uddannelse i CO2-lagring. Man læser geologi eller geofysik og specialiserer sig gennem speciale, ph.d. eller projekterfaring.

De almindelige uddannelsesveje

• Kandidat i geologi, 5 år i alt. Københavns Universitet og Aarhus Universitet. Sedimentologi og bassinanalyse er kernefagene. Adgang til kandidaten kræver en relevant bachelor.
• Kandidat i geofysik, 5 år. Til seismisk tolkning og processering. Aarhus Universitet har et stærkt geofysisk miljø.
• Civilingeniør i olie- og gasteknologi eller petroleumsteknik, 5 år. DTU. Vejen til den reservoirtekniske del — simulering, flow og tryk.
• Civilingeniør i miljø- eller geoteknik, 5 år. Bruges især på landbaserede lagre og til geomekanik.
• Ph.d., 3 år oven på kandidaten. Meget udbredt i faget. Feltet er stadig forskningsnært, og en ph.d. i reservoirgeologi, geokemi eller geomekanik er ofte forventet i specialiststillinger.

Bemærk: mange stillingsopslag beder om ph.d. eller tilsvarende erfaring. Det er ikke et indgangsjob for nyuddannede bachelorer.

Vejen ind i praksis

Den største kilde er olie- og gasbranchen. En reservoirgeolog fra Nordsøen har allerede alle kernekompetencerne: seismik, modellering, brønddata og simulering. Forskellen er, at man pumper ned i stedet for op, og at tidsskalaen er tusind år i stedet for tredive.

Mange danske specialister kommer fra Mærsk Olie og Gas, TotalEnergies, Hess eller INEOS. Den overgang er den mest almindelige i Danmark.

En anden vej går gennem GEUS, De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland. GEUS har kortlagt de danske lagringsmuligheder og er det centrale sted for viden om dansk undergrund. Mange starter som forsker eller projektgeolog der.

En tredje vej går gennem grundvand og geoteknik. Hydrogeologer fra kommuner, regioner eller rådgivere kan strømning i porøse medier og geokemi. De skal lære dybdegeologi og seismik oven på.

En fjerde vej går gennem rådgiverne COWI, Ramboll og NIRAS, som ansætter nyuddannede geologer og lader dem lære faget på projekterne.

Kurser og efteruddannelse

• Kurser fra IEAGHG og Global CCS Institute. Teknisk tunge og internationale.
• Kurser i ISO 27914 om geologisk lagring af CO2 og i DNV-RP-J203 om udvælgelse og kvalificering af lagringssteder.
• Softwarekurser i Petrel og i reservoirsimulatorer som CMG-GEM eller Eclipse.
• Kurser fra SPE, Society of Petroleum Engineers, og EAGE, European Association of Geoscientists and Engineers. EAGE holder årlige CCS-konferencer i Europa.

Hvor findes stillingerne

GEUS er det største samlede miljø i Danmark. INEOS Energy driver Greensand-projektet i Nordsøen. Wintershall Dea, TotalEnergies og BlueNord har lagringslicenser. Ørsted og andre udviklere arbejder med lagre på land.

DTU og Københavns Universitet har forskningsgrupper. Energistyrelsen sidder på myndighedssiden og ansætter også geologer. Rådgiverne COWI, Ramboll og NIRAS laver vurderinger og miljøkonsekvensrapporter.

Internationalt er Norge, Holland og Storbritannien de nære markeder. Equinor og Northern Lights ansætter danskere.

Karrierevejen videre

Typisk fra specialist til seniorspecialist eller subsurface lead, derefter teknisk projektleder eller fagchef. Nogle går mod myndighedsarbejde i Energistyrelsen, andre mod forskning på GEUS eller universitetet.

En del skifter til andre undergrundsopgaver: geotermi, brintlagring i salthorste eller grundvandsbeskyttelse. Kompetencerne overføres godt.

Til dig der skal hyre

Bed kandidaten forklare, hvordan de har vurderet forseglingsintegritet. Hvilke data brugte de, og hvad var usikkerheden? Det skiller de erfarne fra dem, der har set på det.

Spørg til, hvordan de har håndteret gamle brønde som lækagerisiko. Det er en af de mest undervurderede opgaver i faget.

Spørg om forskellen mellem teoretisk og praktisk lagringskapacitet, og hvordan de har regnet på den. Store kapacitetstal uden metode er en advarselslampe.

Vær opmærksom på specialiseringen. Statisk modellering, dynamisk simulering, geomekanik og geokemi er fire forskellige profiler. Meget få kan mere end to godt.

Vær også realistisk om erfaring. Feltet er ungt, og få har mere end fem til ti års reel CCS-erfaring. En stærk reservoirgeolog fra olie og gas er oplært på seks til tolv måneder.

Værktøjskassen kommer næsten udelukkende fra olie- og gasindustrien. Der er få CCS-specifikke programmer.

Seismik og geologisk modellering

Petrel fra SLB er det dominerende værktøj. Her tolkes seismik, bygges flader, korreleres boringer og opbygges 3D-modeller med porøsitet og permeabilitet. Kingdom og OpendTect bruges også, OpendTect især i forskningsmiljøer, fordi det er open source.

Techlog bruges til brøndlogs — gamma, densitet, porøsitet og lyd. Man bruger logs til at bestemme, hvilke lag der er reservoir og hvilke der er forsegling.

Dynamisk simulering

CMG-GEM er den mest brugte til CO2, fordi den håndterer opløsning i saltvand og geokemiske reaktioner. Eclipse og INTERSECT fra SLB bruges også, ofte med CO2STORE-modulet. OPM Flow er et open source-alternativ, der vinder frem.

TOUGH2 og TOUGHREACT bruges i forskning til langsigtet transport og reaktion. PFLOTRAN ses også.

Geokemi og geomekanik

PHREEQC til vand-mineral-reaktioner mellem CO2, saltvand og sandsten. Til geomekanik og forkastningsstabilitet bruges Visage, ABAQUS eller FLAC3D. Spørgsmålet er, om trykstigningen kan aktivere en forkastning.

Data og kilder

GEUS' databaser over danske boringer og seismik er grundlaget for enhver dansk vurdering. Energistyrelsens data om Nordsøen ligger offentligt tilgængeligt. Jupiter-databasen hos GEUS dækker boringer på land.

Overvågning

Gentagen 3D-seismik, kaldet 4D, er hovedmetoden til at se CO2-skyens udbredelse. Derudover tryk- og temperaturmåling i brønde, DAS-fiberoptik langs foringsrøret, InSAR-satellitdata til hævning af terræn og havbundssensorer offshore.

Standarder og regelværk

ISO 27914 om geologisk lagring. DNV-RP-J203 om udvælgelse af lagringssteder. EU's CCS-direktiv og Energistyrelsens vejledninger definerer, hvad ansøgningen skal indeholde.

Analyse og rapportering

Python med bibliotekerne NumPy, pandas og segyio bruges til at behandle seismiske og petrofysiske data. MATLAB ses stadig, især MRST til reservoirsimulering. Excel til kapacitetsberegninger og usikkerhedsscenarier. GIS-værktøjer som QGIS eller ArcGIS til kort og arealforhold.