Subsurface Site Characterization Using 2D Seismic Imaging Techniques for CO2 Storage in Rødby, Denmark. | Karakterisering av platsen under ytan med 2D-seismisk avbildningsteknik för CO2-lagring i Rødby, Danmark.

Climate change, driven by greenhouse gas emissions, particularly CO2, presents a significant challenge for the 21st century. Despite international goals emissions continue to rise necessitating effective mitigation strategies. Among these, Carbon Capture and Storage (CCS) emerges as a promising solution to curb CO2 levels. However, detailed subsurface characterization is critical to ensure effective storage. Denmark's extensive geological formations offer substantial potential for CO2 storage, particularly in deep saline aquifers. This thesis aims to learn and process seismic data to identify seismic horizons, analyze structures, reflection continuity, and reservoir thickness by analyzing seismic profiles and focusing on the suitability of the primary reservoir, Bunter Sandstone Formation, for carbon dioxide storage. A 2D seismic survey was conducted over the Rødby structure in June–July 2023 through a collaboration between the Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS) and Uppsala University. The survey was conducted near the previously interpreted area within the Rødby structure to connect with legacy data and extend seismic coverage, aiming to identify potential reservoirs and faults in the region. The data was collected along 11 seismic profiles totaling 106 km in length using a dual-element system composed of a SeisMove™ landstreamer with 2 m spacing and a nodal array with 10 m spacing. This thesis is focused on the processing and interpretation of nodal seismic data from two specific profiles, P3 and P5, as the nodal array provides better imaging of deeper reflections. The profile P3, stretching 6 km from southwest to northeast, involved 542 shots with 576 wireless receivers. The profile P5, located south of P3 and oriented from northwest to southeast, also spans 6 km, involving 559 shots with 585 wireless receivers. Seismic acquisition techniques and careful seismic data processing ensured a high-quality signal-to-noise ratio and accurate subsurface geological interpretation. The results demonstrate improved continuity and coherence of seismic reflections in comparison to previously processed data, revealing multiple seismic horizons without any faults. In seismic profile P3, diffraction signals were observed, and the possible reasons could be extreme crookedness in the profile and a topographic feature (pond). Diffraction was the main limitation and affected the near-surface reflections. Seismic profile P5 was severely crooked, and the migrated stack showed crooked line artifacts. The interpretation of the seismic profiles P3 and P5 showed the presence of a domal structure conducive to CO2 storage. The study highlighted the suitability of the Lower Triassic Bunter Sandstone Formation as a reservoir, given its effective seals, appropriate thickness, depth, porosity, and permeability. This research was conducted in collaboration with Uppsala University and GEUS and contributes to Denmark’s CCS strategy while showcasing the potential for effective carbon management in the Rødby structure.

Klimatförändringar, drivna av utsläpp av växthusgaser, särskilt CO2, utgör en betydande utmaning för 2000-talet. Trots internationella mål fortsätter utsläppen att öka, vilket kräver effektiva begränsningsstrategier. Bland dessa framstår Carbon Capture and Storage (CCS) som en lovande lösning för att bromsa CO2-nivåerna. Detaljerad karakterisering under ytan är dock avgörande för att säkerställa effektiv lagring. Danmarks omfattande geologiska formationer erbjuder en betydande potential för CO2-lagring, särskilt i djupa salthaltiga akviferer. Detta examensarbete syftar till att lära och bearbeta seismiska data för att identifiera seismiska horisonter, analysera strukturer, reflektionskontinuitet, reservoartjocklek genom att analysera seismiska profiler och fokusera på lämpligheten av den primära reservoaren, Bunter Sandstone Formation, för koldioxidlagring. En 2D-seismisk undersökning genomfördes över Rødby-strukturen i juni–juli 2023 genom ett samarbete mellan Danmarks och Grönlands geologiska undersökning (GEUS) och Uppsala universitet. Undersökningen genomfördes nära det tidigare tolkade området inom Rødby-strukturen för att koppla ihop med äldre data och utöka seismisk täckning, i syfte att identifiera potentiella reservoarer och förkastningar i regionen. Data samlades in längs 11 seismiska profiler på totalt 106 km i längd med ett system med dubbla element bestående av SeisMove™ landstreamer med 2 m avstånd och nodal array med 10 m avstånd. Denna avhandling är fokuserad på bearbetning och tolkning av nodalseismiska data från två specifika profiler, P3 och P5, eftersom nodalmatrisen ger bättre avbildning av djupare reflektioner. Profilen P3, som sträcker sig 6 km från sydväst till nordost, involverade 542 skott med 576 trådlösa mottagare. Profilen P5, som ligger söder om P3 och orienterad från nordväst till sydost, sträcker sig också över 6 km, med 559 skott med 585 trådlösa mottagare. Seismisk insamlingsteknik och noggrann seismisk databehandling säkerställde högkvalitativt signal-brusförhållande och noggrann geologisk tolkning under ytan. Resultaten visar förbättrad kontinuitet och koherens av seismiska reflektioner i jämförelse med tidigare bearbetade data, avslöjar flera seismiska horisonter utan några fel. I den seismiska profilen P3 observerades diffraktionssignaler och de möjliga orsakerna kan vara extrem snedhet i profilen och ett topografiskt särdrag (damm). Diffraktion var den huvudsakliga begränsningen och påverkade reflektionerna nära ytan. Seismisk profil P5 var kraftigt krokig och den migrerade stapeln visade krokiga linjeartefakter. Tolkningen av de seismiska profilerna P3 och P5 visade närvaron av en kupolstruktur som gynnar CO2-lagring. Studien belyste lämpligheten av Lower Trias Bunter Sandstone Formation som en reservoar, med tanke på dess effektiva tätningar, lämplig tjocklek, djup, porositet och permeabilitet. Denna forskning genomfördes i samarbete med Uppsala universitet och GEUS och bidrar till Danmarks CCS-strategi samtidigt som den visar potentialen för effektiv kolhantering i Rødby-strukturen.