Badania procesów zatłaczania CO₂ do poziomów solankowych nasyconych gazem ziemnym na fizycznym modelu złoż

• Autorzy: Warnecki M.

Warianty tytułu

EN

Investigation on the processes of CO₂ injection into geo-pressured saline aquifers saturated with natural gas using a physical reservoir model

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym źródłem produkcji energii w Polsce są procesy, w których wykorzystuje się spalanie węgla – dlatego technologie niskiej emisji CO₂ z jego przechwytywaniem i bezpiecznym magazynowaniem są w naszym kraju wysoce pożądane. Głębokie solankowe poziomy wodonośne stanowią obecnie największy znany potencjał sekwestracyjny ditlenku węgla. W przeciwieństwie do wgłębnych struktur naftowych stopień geologicznego rozpoznania poziomów solankowych jest znacznie mniejszy. Typując przyszłe poziomy geologiczne dla podziemnego składowania CO₂ w Polsce, uwzględnić należy utwory permskie zalegające na obszarze Niżu Polskiego. Szczególną uwagę zwraca megastruktura niecki poznańskiej wypełnionej utworami czerwonego spągowca rozciągającymi się na powierzchni około 5000 km². Piaskowce te stanowią rozległy poziom solankowy nasycony gazem ziemnym. W lokalnych kulminacjach struktury powstały złoża gazu ziemnego. Jak wyliczono, megastruktura niecki poz-nańskiej w poziomach solankowych czerwonego spągowca może zawierać zasoby rozpuszczonego gazu ziemnego o objętości blisko 120 mld Nm³, a więc na poziomie obecnie udokumentowanych zasobów gazu ziemnego w Polsce. Już w latach 70. ub. wieku rozważano różne metody pozyskania rozpuszczonego gazu. Jedną z ciekawszych propozycji jest prezentowana koncepcja składowania w tych poziomach CO₂. Gaz ten cechuje dobra rozpuszczalność w wodach złożowych, znacznie większa od rozpuszczalności gazów ziemnych. W trakcie procesu sekwestracji CO₂ powinno zatem zachodzić zjawisko wypierania rozpuszczonych w solankach rodzimych gazów ziemnych i ich migracja do wyżejległych kulminacji, które stanowią złoża gazu ziemnego. Następowałby więc proces naturalnego uzupełnienia zasobów uwolnionym gazem ziemnym, z możliwością jego późniejszego wydobycia. W artykule przedstawiono koncepcję niekonwencjonalnego pozyskiwania złóż gazu oraz zaprezentowano wyniki eksperymentu przeprowadzonego na fizycznym modelu złoża.

EN

Coal accounts for 95% of energy generation in Poland. Therefore, low carbon emitting technology with its capture and underground storage of CO₂ is required in our country. Deep saline aquifers have the largest long-term storage potential of CO₂, but there are many problems with their exploration and qualification due to the lack of tightness confirmation. It is very important to reduce the cost of their exploration done mainly by expensive drilling. In existing aquifers saturated by natural gases their tightness is confirmed by the presence of a lot of local gas accumulations in top structures. Special attention was concentrated on the Poznań Trough mega-aquifer naturally saturated by native natural gases. This megastructure represents a great potential for long-term underground CO₂ storage covering an area of 5000 km². At present these Rotliegend sandstones are a huge container of brine saturated with natural gas. Reservoirs of natural gas have been formed in its local culminations. As calculated the Poznań Trough structure may contain dissolved natural gas resources to the amount of nearly 120 billion Nm³, and therefore at the current documented level of reserves of natural gas in Poland. Already in the 70’s various ways of obtaining dissolved gas were considered. One of the most interesting proposals is the presented concept of storing CO₂ in these layers. This gas has good solubility in reservoir water, much higher than the solubility of natural gases. In the process of CO₂ sequestration, the phenomenon of displacement of native natural gas which originally saturates the underlying water through CO₂ injected into reservoir should occur. Such a displacement process allows to replenish the gas cap by volume equivalent to methane gas dissolved in underlying water. The paper describes the concept of obtaining the additional gas sources and the results of experiment carried out on a physical reservoir model.

Słowa kluczowe

PL

fizyczny model złoża; sekwestracja CO2; głębokie solankowe poziomy wodonośne; czerwony spągowiec; niecka poznańska

EN

physical reservoir model; CO2; sequestration; deep geo-pressured saline aquifers; Rotliegend; Poznań Trough

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 70, nr 10
• Strony: 676--683
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il.

Twórcy

autor

Warnecki M.

• Zakład Badania Złóż Ropy i Gazu. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Cook H. L. Jr. et al.: Method for increasing the recovery of natural gas from a geo-pressured aquifer. United States Patent No. 4,116,276. Sep. 26, 1978.
• [2] Cornelius A. J. et al.: CO2 removal from hydrocarbon gas in water bearing underground reservoir. United States Patent No. 4,187,910. Feb. 12, 1980.
• [3] Jones P. H.: Method and apparatus for natural gas and thermal energy production from aquifers. United States Patent No. 4,359,092. Nov. 16, 1982.
• [4] Jones P. H.: Natural gas production from geopressured aquifers. United States Patent No. 4,279,307. Jul. 21, 1981.
• [5] Karnkowski P.: Formowanie sie zloz gazu ziemnego na obszarze przedsudeckim. Nafta 1979, nr 8-9, s. 254-258.
• [6] Milek K., Szott W., Golabek A.: Symulacyjne badanie procesow wypierania metanu rozpuszczonego w wodach zlozowych poprzez zatlaczanie gazow kwasnych w ramach ich sekwestracji. Nafta-Gaz 2013, nr 2, s. 112-122.
• [7] Richardson J. G. et al.: Method for recovering gas from solution in aquifer waters. United States Patent No. 4,149,596. Apr. 17, 1979.
• [8] Urban Audit: City Profiles: Poznan. Eurostat (http://pl.wikipedia.org/wiki/Aglomeracja_pozna%C5%84ska) (dostęp: 24.07.2011).
• [9] Wagner R., Pokorski J.: W poszukiwaniu ropy i gazu. Material wydrukowany ze strony http://www.pgi.gov.pl (dostęp): 18.01.2012).
• [10] Warnecki M.: Analiza mozliwosci pozyskania pozabilansowych zasobow gazu ziemnego z nasyconych poziomow solankowych wprocesach sekwestracji CO2. Nafta-Gaz 2013, nr 1, s. 34-41.
• [11] Warnecki M.: Atrakcyjna technologia. Przegląd Gazowniczy 2004, nr 4, s. 13-15.
• [12] Warnecki M.: Badania laboratoryjne procesow wypierania rodzimego gazu ziemnego rozpuszczonego w solankowych poziomach wodonosnych niecki poznanskiej z wykorzystaniem zatlaczanego CO2. Przegląd Geologiczny 2012, nr 448 (1), s. 95-105.
• [13] Warnecki M.: Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego skladowania CO2 wraz z programem ich monitorowania. 1.3.2. Oznaczenia parametrow petrofizycznych probek skal zbiornikowych i uszczelniajacych oraz parametrow PVT. Badanie zjawiska wypierania rodzimego gazu ziemnego rozpuszczonego w warstwach wodonosnych poprzez zatlaczany CO2 na fizycznym modelu zloza. Zlec. wew. INiG 362/KB. Archiwum INiG. Kraków 2011.
• [14] Warnecki M.: Rozpuszczalnosc CO2 i rodzimych gazow ziemnych w solance zlozowej. Nafta-Gaz 2010, nr 1, s. 19-26.
• [15] Warnecki M.: Wspomaganie wydobycia weglowodorow w sczerpanych zlozach gazu ziemnego poprzez zatlaczanie CO2 do solankowego poziomu wodonosnego niecki poznanskiej. Zlec. wew. INiG 319/KB. Archiwum INiG. Kraków 2009.
• [16] Wolnowski T.: Perspektywy poszukiwan zloz ropy naftowej i gazu ziemnego na Nizu Polskim. Wiadomosci Naftowe i Gazownicze. Materiał wydrukowany z serwisu www.wnp.pl (www. wnp.pl/foto/6375.html) (dostęp): 28.07.2007).

Uwagi

PL

Artykuł powstał na podstawie pracy statutowej pt. Badania procesu wypierania rodzimego gazu ziemnego z fazy wodnej przy udziale sekwestracji CO₂ - praca INiG na zlecenie MNiSW; numer zlecenia: 0079/KB/13, numer archiwalny: DK-4100-79/13.