Improved Research Technique on the Influence of CO2 on Wellbore Cement under Downhole Conditions

Titel in Übersetzung: Verbesserte Forschungstechniken zum Einfluss von CO2 auf Bohrlochzement unter Bohrlochbedingungen

Elias Plessing

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Kohlenstoffdioxidabscheidung und -speicherung (CCS) sind entscheidend für das Erreichen von CO2-Neutralität, insbesondere in Industrien mit geringem Dekarbonisierungspotenzial. Eine der Hauptherausforderungen bei CCS besteht darin, sicherzustellen, dass CO2 dauerhaft und sicher in geologischen Speicherstätten verwahrt ist. Zement ist entscheidend für das Abdichten des Bohrlochs und das Verhindern von Leckagen. Um die Haltbarkeit von Zement gegenüber CO2 zu bewerten, werden traditionelle Tests wie die API-Spezifikation RP 10 angewendet, die Zement unter Bohrlochbedingungen testen und seine Eigenschaften nach der Druckentlastung analysieren. Diese Methoden haben jedoch ihre Grenzen, und es müssen neue Testverfahren entwickelt werden, um realistischere Ergebnisse zu erzielen. Diese Arbeit besteht aus zwei Teilen. Der erste befasst sich mit der Entwicklung eines neuen Permeabilitätstestverfahren, um die Durchlässigkeit und Festigkeitsänderungen verschiedener Zementtypen zu bestimmen, die für 2 Wochen, 4 Wochen oder gar nicht superkritischem CO2 ausgesetzt worden sind. Das Resultat hat gezeigt, dass die Veränderungen nicht unbedeutend sind und je nach verwendetem Zementtyp stark variieren. Der zweite Teil behandelt die Verbesserung eines experimentellen Aufbaus, der entwickelt wurde, um die Wechselwirkungen von Zement mit CO2 in Echtzeit beobachten zu können. In diesem Aufbau wird flüssiger Zement in einem Ringspalt zwischen einem Gesteinszylinder und dem Metall des Druckgefäßes platziert. Durch den porösen Sandsteinkern wird dann der Zement mit CO2 beaufschlagt. Bei dieser Methode wird ein Mikro-CT-Scanner verwendet, um die Karbonisierungsfront in regelmäßigen Abständen zu überwachen. Außerdem wird der CO2-Verbrauch gemessen und die Implementierung neuer Sensoren wie Ultraschall ermöglicht. So werden sofortige Einblicke in die Integrität des Zements und die Wechselwirkungen zwischen Zement und CO2 geliefert. Durch diese Methoden werden völlig neue Messungen und eine bessere Beurteilung von bestimmten Zementmischungen für den Gebrauch bei CCS ermöglicht.
Titel in ÜbersetzungVerbesserte Forschungstechniken zum Einfluss von CO2 auf Bohrlochzement unter Bohrlochbedingungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Ravi, Krishna, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung28 Juni 2024
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2024

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • CO2
  • Zement
  • Durchlässigkeit
  • CO2 Stabilität
  • CO2 Speicherung
  • CO2 Reaktion mit Zement

Dieses zitieren