Ocena migracji składników gazu ziemnego w złożu Borzęcin na podstawie wyników analiz izotopów trwałych wodoru i węgla

• Autorzy: Pleśniak Ł. , Orion-Jędrysek M. , Jakubiak M. , Bucha M. , Krajniak J. , Matusewicz M. , Kufka D. , Matyasik I. , Janiga M. , Lojen S. , Zigon S.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2017.01.03

Warianty tytułu

EN

Migration assessment of natural gas components in the Borzecin deposit based on results of hydrogen and carbon stable isotope analyzes

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the first installations in the World, based on the EGR (Enhanced Gas Recovery) operates in Borzecin (SW Poland). Thus creating the opportunity to gather experience in the development of CCS (Carbon Capture and Storage) on an industrial scale. Due to the small size of the deposit, the technology allows great research opportunity to develop Enhanced Gas Recovery and all the processes associated with the injection of CO₂ and H₂S are possible to observe in a relatively short time scale. The main goal of the research is tracing migration fronts of injected gases threw sampling and isotopic analysis of gases from numeral boreholes. Gathered results gave the opportunity to get an appraisal of gas migration in the Borzecin deposit. Consequently a new tool for Enhanced Gas Recovery efficiency might be constructed with the potential of being applied in CCS technologies. Isotopic composition of hydrogen (n = 63) in methane varied from –159.3 to –85.2‰ (average –114.6‰) and isotopic composition of carbon including methane (n = 92) varied from –46.93 to –17.87‰ (average –35.22‰). Isotopic composition of carbon in carbon dioxide (n = 88) varied from –23.33 to –3.11‰ (average –13.35‰).

PL

Jedna z pierwszych instalacji EGR (ang. Enhanced Gas Recovery – wzmożonego wydobycia gazu) na świecie funkcjonuje na złożu Borzęcin (SW Polska). Instalacja umożliwia zebranie doświadczenia w rozwoju technologii CCS (ang. Carbon Capture and Storage – wychwyt, transport oraz trwała izolacja CO₂) na skalę przemysłową. Ze względu na niewielkie rozmiary złoża technologia ta daje możliwość rozwoju badawczego EGR, przy czym wszystkie procesy związane z zatłaczaniem ditlenku węgla i siarkowodoru są możliwe do obserwacji w stosunkowo niedługiej skali czasu. Głównym celem badań była próba oceny migracji zatłaczanych gazów poprzez pobór i analizę izotopów trwałych wodoru i węgla w gazach z poszczególnych otworów wiertniczych. Dzięki uzyskanym wynikom możliwa jest ocena migracji składników gazu ziemnego w złożu Borzęcin. W rezultacie przeprowadzonych badań otrzymano nowe narzędzie do oceny efektywności wzmożonej eksploatacji gazu, które następnie może być zastosowane w technologiach związanych z CCS. Skład izotopowy wodoru (n = 63) w metanie mieścił się w zakresie od –159,3‰ do – 85,2‰ (średnia –114,6‰), a skład izotopowy węgla (n = 92) w tym metanie wyniósł od –46,93‰ do –17,87‰ (średnia –35,22‰). Skład izotopowy węgla (n = 88) w ditlenku węgla osiągnął wartość od –23,33‰ do –3,11‰ (średnia –13,35‰).

Słowa kluczowe

EN

enhanced gas recovery; methane; carbon dioxide; stable isotopes

PL

wzmożone wydobycie gazu; metan; ditlenek węgla; izotopy trwałe

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 73, nr 1
• Strony: 27--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pleśniak Ł.

• Instytut Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk. ul. Pawińskiego 5a 02-106 Warszawa

autor

Orion-Jędrysek M.

• Zakład Geologii Stosowanej, Geochemii i Gospodarki Środowiskiem. Instytut Nauk Geologicznych Uniwersytet Wrocławski pl. Maksa Borna 9, 50-204 Wrocław

autor

Jakubiak M.

• Zakład Geologii Stosowanej, Geochemii i Gospodarki Środowiskiem. Instytut Nauk Geologicznych Uniwersytet Wrocławski pl. Maksa Borna 9, 50-204 Wrocław

autor

Bucha M.

• Katedra Geochemii, Mineralogii i Petrografii. Uniwersytet Śląski w Katowicach ul. Będzińska 60 41-200 Sosnowiec

autor

Krajniak J.

• Zakład Geologii Stosowanej, Geochemii i Gospodarki Środowiskiem. Instytut Nauk Geologicznych Uniwersytet Wrocławski pl. Maksa Borna 9, 50-204 Wrocław

autor

Matusewicz M.

• Zakład Geologii Stosowanej, Geochemii i Gospodarki Środowiskiem. Instytut Nauk Geologicznych Uniwersytet Wrocławski pl. Maksa Borna 9, 50-204 Wrocław

autor

Kufka D.

• Laboratorium Zgazowania Węgla Brunatnego. Poltegor-lnstytut Instytut Górnictwa Odkrywkowego ul. Parkowa 25, 51-616 Wrocław

autor

Matyasik I.

• Laboratorium Nafty i Gazu w Zakładzie Geologii i Geochemii. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków

autor

Janiga M.

• Zakład Geologii i Geochemii. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25 A 31-503 Kraków

autor

Lojen S.

• Isotopic Biogeochemistry Group. Jozef Stefan Institute, Jamova Cesta 39 1000 Ljubljana, Słowenia

autor

Zigon S.

• Isotopic Biogeochemistry Group. Jozef Stefan Institute, Jamova Cesta 39 1000 Ljubljana, Słowenia

Bibliografia

• [1] Dokumentacja Geologiczna Złoża Gazu Ziemnego Borzęcin, 1970.
• [2] Hosgormez H., Etiope G., Yalcin M.: New evidence for a mixed inorganic and organic origin of the Olympic Chimaera fire (Turkey): a large onshore seepage of a biogenic gas. Geofluids 2008, vol. 8, s. 263-273.
• [3] Hughes T., Honari A., Graham B., Chauhan A., Johns M., May E.: CO2 sequestration for enhanced gas recovery: New measurements of supercritical CO2-CH4 dispersion in porous media and a review of recent research. International Journal of Greenhouse Gas Control 2012, vol. 9, s. 457-468.
• [4] IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEA GHG): CO2 Storage in Depleted Ga2 Fields, 2009/01, June 2009.
• [5] IPCC 2005: IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz B., Davidson O., de Coninck H.C., Loos M., Meyer L.A. (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York 2005, 442 s.
• [6] Khan C., Amin R., Madden G.: Carbon dioxide injection for enhanced gas recovery and storage (reservoir simulation). Egyptian Journal of Petroleum 2013, vol. 22, s. 225-240.
• [7] Kotarba M., Nagao K.: Composition and origin of natural gases accumulated in the Polish and Ukrainian parts of the Carpathian region: Gaseous hydrocarbons, noble gases, carbon dioxide and nitrogen. Chemical Geology 2008, vol. 255, s. 426-438.
• [8] Kühn M., Förster A., Großmann J., Lillie J., Pilz P, Reinicke K., Schäfer D., Tesmer M.: The Altmark natural gas field is prepared for the enhanced gas recovery pilot test with CO2. Energy Procedia 2013, vol. 37, s. 6777-6785.
• [9] Lubaś J.: Pionierskie doświadczenia Polski w zakresie sekwestracji dwutlenku węgla. Przegląd Geologiczny 2007, vol. 55, nr 8, s. 663-665.
• [10] Pooladi-Daryish M., Hong H., Theys S., Stocker R., Bachu S., Dashtgard S.: CO2 injection for enhanced gas recovery and geological storage of CO2 in the long Coulee Glauconite F pool, Alberta. In: SPE (Ed.), SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Denver 2008, Colorado.

Uwagi

PL

Badania były przedmiotem rozprawy doktorskiej Łukasza Pleśniaka, a znaczna ilość współautorów wynika z pomocy, której udzielili autorowi przy pracach analitycznych. Badania sfinansowane zostały ze środków operatora kopalni Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo SA pt. Śledzenie tempa i kierunków migracji oraz proporcji mieszania zatłaczanych gazów, oraz kontrola szczelności złoża Borzęcin: badania izotopowe węgła, wodoru, azotu, tlenu i siarki; Unii Europejskiej i Urzędu Marszałkowskiego Województwa Dolnośląskiego w ramach projektu Przedsiębiorczy doktorant - inwestycja w innowacyjny rozwój regionu, Program Operacyjny Kapitał Ludzki; działania COST ES0806 w ramach SIBAE (Stable Isotopes in Biosphere-Atmosphere-Earth System Research), a także środków wewnętrznych i statutowych Uniwersytetu Wrocławskiego.

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).