Analiza możliwości pozyskania pozabilansowych zasobów gazu ziemnego z nasyconych poziomów solankowych w procesach sekwestracji CO₂

• Autorzy: Warnecki M.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the possibility of obtaining additional gas resources from geo-pressured saline aquifers during the CO₂ sequestration process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powszechnie uważa się, że bez poczynienia realnych starań zmierzających do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych globalna temperatura wzrośnie o kilka stopni, znacznie zmieniając klimat na Ziemi. W naszym kraju produkcja energii odbywa się głównie poprzez spalanie węgla – ok. 95%. W związku z tym, technologie niskiej emisji CO₂ z jego przechwytywaniem i bezpiecznym magazynowaniem są w Polsce wysoce pożądane. Głębokie solankowe poziomy wodonośne stanowią największy znany obecnie potencjał sekwestracyjny ditlenku węgla. W przeciwieństwie do wgłębnych struktur naftowych stopień geologicznego rozpoznania poziomów solankowych jest znacznie mniejszy. W Polsce pewne doświadczenia dotyczące podziemnego składowania gazów kwaśnych (CO₂, H₂S) uzyskano na złożu gazu ziemnego Borzęcin, gdzie od stycznia 1996 r. rozpoczęto proces składowania gazów kwaśnych. Typując przyszłe poziomy geologiczne dla podziemnego składowania CO₂ w Polsce, uwzględnić należy również utwory permskie zalegające na obszarze Niżu Polskiego. Szczególną uwagę zwraca megastruktura niecki poznańskiej wypełnionej utworami czerwonego spągowca o powierzchni ok. 5000 km². Piaskowce te stanowią rozległy poziom solankowy nasycony gazem ziemnym w ilości 2,4 Nm³ gazu w 1 m³ solanki. W lokalnych kulminacjach struktury powstały złoża gazu ziemnego. Jak wyliczono, megastruktura niecki poznańskiej w poziomach solankowych czerwonego spągowca może zawierać zasoby rozpuszczonego gazu ziemnego w ilości blisko 120 mld Nm³, a więc na poziomie obecnie udokumentowanych zasobów gazu ziemnego w Polsce. Już w latach 70. 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 powinien zatem zachodzić proces wypierania rozpuszczonych w solankach rodzimych gazów ziemnych i ich migracji do wyżej położonych kulminacji, które stanowią złoża gazu ziemnego. Następowałby więc proces naturalnego uzupełnienia zasobów uwolnionym gazem ziemnym z możliwością jego wydobycia. Procesy składowania CO₂ w głębokich solankowych poziomach wodonośnych nasyconych gazem ziemnym nie były do tej pory przedmiotem szczegółowych badań i stanowią nową dziedzinę poznawczą. W artykule przedstawiono koncepcję pozyskiwania niekonwencjonalnego gazu, opisano aparaturę i stanowisko badawcze służące do badań procesów wypierania gazu ziemnego. Zaprezentowano wyniki wybranych eksperymentów przeprowadzonych na fizycznym modelu złoża [5].

EN

It has been estimated that without real efforts to limit greenhouse gas emission global temperatures will rise by several degrees altering the world’s climate. Coal accounts for 95% of energy generation in Poland. Therefore, low carbon emitting technology with the 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 mega-aquifers saturated by natural gases their tightness is confirmed by the presence of many 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 a 5000 km² area. The Oil & Gas Institute and Polish Oil & Gas Company has gained some experience in acid gas capture and storage since, acid gas containing 60% of CO₂ and 15% of H₂S reinjected into an aquifer directly underlying the Borzęcin gas reservoir has been in operation since 1996. Apart from the technological parameters we also analyzed the process of displacement of native natural gas which originally saturates the underlying water through acid gases injected into the reservoir. Such a process allows to replenish the gas cap by volume equivalent to methane gas dissolved in underlying water. The PVT study results indicate that the volume of methane gas displaced from the reservoir waters is in direct proportion to the volume of CO₂ injected into the reservoir and that acid gas concentration in hydrocarbon gases being displaced from the reservoir is gradually increasing. This paper describes the conception, the apparatus and research station/unit designed to explore natural gas displacement processes. The results of some experiments carried out on a physical model reservoir are presented.

Słowa kluczowe

PL

gaz ziemny; solankowe poziomy wodonośne; sekwestracja; eksploatacja; zatłaczanie CO2

EN

natural gas; saline aquifers; sequestration; exploitation; injection of CO2

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 69, nr 1
• Strony: 34--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il.

Twórcy

autor

Warnecki M.

• Zakład Badania Złóż Ropy i Gazu, Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno

Bibliografia

• [1] Karnkowski P.: Formowanie się złóż gazu ziemnego na obszarze przedsudeckim. „Nafta” 1979, nr 8–9, s. 254–258.
• [2] Urban Audit: City Profiles: Poznan. Eurostat (http://pl.wikipedia.org/wiki/Aglomeracja_pozna%C5%84ska), 24 lipca 2011.
• [3] Wagner R., Pokorski J.: W poszukiwaniu ropy i gazu, http://www.pgi.gov.pl (dostęp 18 stycznia 2012).
• [4] Warnecki M.: Analiza możliwości pozyskiwania pozabilansowych zasobów gazu ziemnego z nasyconych poziomów solankowych w procesach sekwestracji CO₂. Zlec. wew. INiG 68/KB. Archiwum INiG. Kraków 2012.
• [5] Warnecki M.: Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania CO₂ wraz z programem ich monitorowania. 1.3.2.Oznaczenia parametrów petrofizycznych próbek skał zbiornikowych i uszczelniających oraz parametrów PVT. Badanie zjawiska wypierania rodzimego gazu ziemnego rozpuszczonego w warstwach wodonośnych poprzez zatłaczany CO₂ na fizycznym modelu złoża. Zlec. wew. INiG 362/KB. Archiwum INiG. Kraków 2011.
• [6] Warnecki M.: Rozpuszczalność CO₂ i rodzimych gazów ziemnych w solance złożowej. „Nafta-Gaz” 2010, nr 1, s. 19–26.
• [7] Warnecki M.: Wspomaganie wydobycia węglowodorów w sczerpanych złożach gazu ziemnego poprzez zatłaczanie CO₂ do solankowego poziomu wodonośnego niecki poznańskiej. Zlec. wew. INiG 319/KB. Archiwum INiG. Kraków 2009.
• [8] Wolnowski T.: Perspektywy poszukiwań złóż ropy naftowej i gazu ziemnego na niżu polskim. „Wiadomości Naftowe iGazownicze”, www.wnp.pl (http://www.wnp.pl/foto/6375.html) (dostęp 28 sierpnia 2007).