Hydrater i reservoar

Hydrater er vannbaserte krystallinske strukturer, som makroskopisk ligner svært mye på is. Forskjellen er at bestemte typer molekyler som for eksempel CO₂ (karbondioksid) og CH₄ (metan) er fanget i denne krystallinske strukturen.

Hydrater av metan finnes i permafrost og undersjøiske reservoar og utgjør et energipotensiale som kan være mer enn dobbelt så mye som alle kjente forekomster av konvensjonelle fossile kilder av kull og hydrokarboner. Selv om dette er gode nyheter, kan det også være svært truende for miljøet vårt hvis stabiliteten i disse reservoarene blir forstyrret. I så fall kan CH₄ slippe ut og føre til alvorlige skader på miljøet.

En annen betydning av reservoarhydrater er muligheten for lagring av CO₂ i form av CO₂-hydrater i egnede reservoarer med kalde soner. Det er også mulig å erstatte CH₄ molekyler i CH₄-hydrat ved CO₂-molekyler. I denne prosessen vil CH₄ bli produsert mens CO₂ blir lagret. Dette kan betraktes som en ideell vinn-vinn-situasjon.

I dette doktorgradsprosjektet er det utviklet en ny hydratreservoarsimulator for å kunne studere de ulike prosessene som er involvert i disse fenomenene.

Det som i første rekke skiller denne simulatoren fra sine konkurrenter er en kinetisk termodynamisk tilnærming basert på erkjennelsen av at disse hydratene ikke kan oppnå full stabilitet i reservoarene mens de holdes fanget inne under lag av leire eller is. Det gjør det mulig å inkludere mer viktige detaljer i våre studier av reservoarhydrater (for eksempel: konkurrerende faseovergangsscenarier for hydratdannelse, dissosiasjon og reformasjon i det porøse medium).

Simulatoren har blitt brukt til studier av ulike CH₄-produksjonseksempler og til studier av CO₂-lagring i reservoar med områder som har gunstige betingelser for dannelse av hydrat. Disse studiene har bidratt i utviklingen av et viktig verktøy for å øke vår forståelse av de styrende prosesser, samt å forutsi konsekvensene av naturlige eller menneskeskapte forstyrrelser på hydratreservoarer.

Personalia:

Mohammad Taghi Vafaei er født i 1981 i Shiraz, Iran. Han har fått sin bachelor og mastergrad i kjemiteknikk fra Shiraz University. I 2009 ble han tatt opp som ph.d.-kandidat ved Institutt for fysikk og teknologi, Universitetet i Bergen. Professor Bjørn Kvamme og Tatiana Kuznetsova har vært hans veileder og biveileder. Han har jobbet som prosessingeniør i Aker Solutions siden 2012.