Ny simulator for gasshydrater i porøse medier

Hydrater er krystallinske forbindelser som ser ut som vanlig is. Forskjellen er at disse krystallene er satt av vann som lukker inne små molekyler, som for eksempel metan og karbon dioksid. I motsetning til vanlig is kan disse være stabile også over null grader, dersom trykket er tilstrekkelig høyt. Store mengder gass kan lagres i form av hydrater. Under normale trykk og temperaturforhold kan én kubikkmeter hydrat inneholde 164 kubikkmeter metangass, som er over 160 ganger volumet av hydratet. Videre utgjør gassene som er samlet i hydrater en enorm energimengde som antas å være det dobbelte av samlet mengde fossilt brennstoff på kloden.

Enkelte reservoarer har lav temperatur i de øvre lag, noe som muliggjør CO_2-hydratdannelse. Dannelse av hydrater kan ha effekt på reservoarenes stabilitet. For at vi skal kunne vurdere sikkerhetsaspekter ved CO_2-lagring i kalde reservoarer må dette undersøkes ved hjelp av matematiske modeller som gjenspeiler de naturlige forholdene.

Gasshydrater i naturen er stabil i to typer områder. Enten i veldig kalde områder, hvor overflatetemperaturen er lav nok til å muliggjøre hydratstabilitet i en dybde på om lag én kilometer, eller i områder hvor vanntemperaturen er over frysepunktet men hvor trykket av det overliggende vannlaget skaper forhold som fører til stabilitet for gasshydrater.

Jemai har i denne ph.d.-avhandlingen bidratt til utviklingen av en ny hydratsimulator for hydrater i porøse medier.

Hydrater i et reservoar bidrar til geologisk stabilitet av hydratbærende sedimenter. Smelting av hydrater kan føre til ustabilitet av reservoarer, og i verste fall utløse brudd og jordskred. CO₂-lagring i form av hydrater kan også påvirke de geomekaniske reservoarstrukturene, fordi denne prosessen omfatter omkring 10 prosent økning i vannvolum. Et annet viktig aspekt av den benyttete hydratsimulatoren er den geomekaniske modulen som analyserer reservoarets struktur som følge av hydrat- prosesser.

Personalia:

Khaled Ben Latief Jemai har hovedfag i anvendt matematikk fra Universitetet i Bergen (2004), bachelorgrad i petroleumsteknologi (2007) og et ettårig studium i praktisk pedagogisk utdanning (PPU). Han startet med sin ph.d. i august 2008. Ved siden av forskningen jobber Khaled som lektor i matematikk og fysikk ved Os gymnas.