Hydrogeochemia sekwestracji CO2 w poziomach wodonośnych – wstępne badania modelowe i eksperymentalne

• Autorzy: Labus K. , Bujok P.

Warianty tytułu

EN

Hydrogeochemistry of CO2 aquifer sequestration – preliminary modelling and experimental examinations

• Konferencja: Współczesne problemy hydrogeologii = Current challenges in hydrogeology : sympozjum
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wnioski z modelowania i eksperymentów wykonanych w celu określania hydrogeochemicznych efektów sekwestracji CO2 w poziomach solankowych karbonu południowej części GZW. Symulacje polegały na testowaniu odpowiednich modeli opisujących interakcje gaz–woda–skała. Badania eksperymentalne prowadzono w specjalnie do tego celu skonstruowanym, prototypowym, reaktorze umożliwiającym reakcję pomiędzy próbką skały a płynem złożowym oraz gazem CO2, w zadanym czasie przy ciśnieniu i temperaturze odpowiadającym warunkom złożowym. Analizy próbek poddanych eksperymentowi pozwoliły na potwierdzenie przyjętych scenariuszy mineralnej sekwestracji CO2 w poziomach wodonośnych GZW. Prowadzone prace, pozwoliły także na przeprowadzenie testów oraz modyfikacje reaktora badawczego.

EN

The paper presents conclusions of modeling and experiments focused on assessment of hydrogeochemical effects of carbon dioxide sequestration in saline aquifers of the Upper Silesian Coal Basin (USCB). The relevant models of gas-rock-water interactions ware tested. laboratory experiments were conducted with the use of autoclave that was constructed for the purpose of the project,. The procedure allowed the reactions between CO2 , rock and pore water in PVT conditions equivalent to the real aquifer environment. Examinations of reacted rock samples confirmed, in general, the modeled scenarios of mineral CO2 sequestration in the analyzed part of the USCB. The experiments allowed for the tests and modifications of the prototype autoclave.

Słowa kluczowe

PL

hydrogeochemia; eksperymentalna sekwestracja CO2; modelowanie reakcji kinetycznych; GZW

EN

hydrogeochemistry; experimental CO2 sequestration; kinetic reaction modeling; Upper Silesian Coal Basin

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 445 Hydrogeologia z. 12/1
• Strony: 355--362
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., zdj.

Twórcy

autor

Labus K.

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, Instytut Geologii Stosowanej, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice

autor

Bujok P.

• Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita, ul. 17 listopadu 15, 708 33 Ostrava-Poruba

Bibliografia

• [1] BENEZETH P., PALMER D.A., ANOVITZ L.M., HORITA J., 2007 — Dawsonite synthesis and reevaluation of its thermodynamic properties from solubility measurements. Implications for mineral trapping of CO2. Geochim. et Cosmochim. Acta, 71: 4438-4455.
• [2] BLUM A.E., STILLINGS L.L, 1995 — Chemical weathering of feldspars. W: Chemical weathering rates of silicate minerals (red. A.F. White, S.L. Brantley). Min. Soc. Am. Rev. Min., 31: 291-351.
• [3] DRUCKENMILLER M.L., MAROTO-VALER M.M., 2005 — Carbon sequestration using brine of adjusted pH to form mineral carbonates. Fuel Process. Technol., 86, 14/15: 1599-1614.
• [4] DUAN ZH., SUN R., 2003 — An improved model calculating CO2 solubility in pure water and aqueous NaCI solutions from 273 to 533 K and from 0 to 2000 bar. Chem. Geol.,193, 3/4: 257-271.
• [5] DUAN ZH., SUN R., ZHU C., CHOU I.M, 2006 — An improved model for the calculation of CO2 solubility in aqueous solutions containing Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, and SO4. Marine Chem., 98, 2/4: 131-139.
• [6] GAUS I., AZAROUAL M., CZERNICHOWSKI-LAURIOL I., 2005 — Reactive transport modeling of the impact of CO2 injection on the clayey cap rock at Sleipner (North Sea). Chem. Geol., 217: 319-337.
• [7] KASZUBA J.P., JANECKY D.R., SNOW M.G., 2005 — Experimental evaluation of mixed fluid reactions between supercritical carbon dioxide and NaCl brine: relevance to the integrity of a geologic carbon repository. Chem. Geol., 217: 277-293.
• [8] LABUS K, 2008a — Możliwości geologicznego składowania CO2 w utworach formacji dębowieckiej - miocen SW części GZW. Zesz. Nauk. PŚI., ser.: Górnictwo, 286: 25-35.
• [9] LABUS K., 2008b — Modelowanie efektów zatłaczania CO2 do poziomów wodonośnych karbonu GZW. Biul. Państw. Inst. Geol., 431: 111-120.
• [10] LABUS K., 2008c — Hydrochemical issues of CO2 sequestration in the Upper Silesian Coal Basin. Proc.. XXXVI Inter. Assos. Hydrogeol. Congress. 26 October-1 November 2008, Toyama: 357.
• [11] LABUS K., 2008d — Model oddziaływania z utworami izolującymi CO2 zatłaczanego do poziomów wodonośnych karbonu GZW. Zesz. Nauk. PŚI., ser. Górnictwo, 285: 137-150.
• [12] LABUS K., 2009 — Modeling hydrochemical effects of carbon dioxide sequestration in saline aquifers of the Upper Silesian Coal Basin. Wyd. PŚl., Gliwice.
• [13] LABUS M., 2010 — Próba oceny krajowych zasobów złóż serpentynitu dla celów sekwestracji CO2. Kwart. Gór. Geol., 5, 2: 133-141.
• [14] LIN H., FUJII T., TAKISAWA R., TAKAHASHI T., HASHIDA T., 2008 — Experimental investigation of CO2-brine-rock interactions at elevated temperature and pressure implications for CO2 sequestration in deep-saline aquifers. J. Material Sci., 43: 2307-2315.
• [15] PERKINS E.H., GUNTER W.D., 1995 — Aquifer disposal of CO2-rich greenhouse gases: Modeling of water-rock interaction paths in a siliciclastic aquifer. W: Water-rock interactions (red. Y.K. Kharaka, O. V. Chudaev): 895-898. Brookfield, Rotterdam.
• [16] POKROVSKY O.S., GOLUBEV S.V., SCHOTT J., 2005 — Dissolution kinetics of calcite, dolomite and magnesite at 25°C and 50 atm pCO2. Chem. Geol., 217: 239-255.
• [17] PORTIER S., ROCHELLE C., 2005 — Modeling CO2 solubility in pure water and Na-Cl type waters from 0 to 300°C and from 1 to 300 bar. Application to the Utsira Formation at Sleipner. Chem. Geol., 217: 187-199.
• [18] ROSENBAUER R.J., KOKSALAN T., PALNANDRI J.L., 2005 — Experimental investigation of CO2-brine-rock interactions at elevated temperature and pressure: Implications for CO2 sequestrqtion in deep-saline aquifers. Fuel Process. Technol., 86: 1581-1597.
• [19] XU T., APPS J., PRUESS K., 2001 — Analysis of mineral trapping for CO2 disposal in deep aquifers. Lawrence Berkeley National Laboratory Report LBNL-46992, Berkeley, California.
• [20] XU T., APPS J.A., PRUESS K., 2003 — Reactive geochemical transport simulation to study mineral trapping for CO2 disposal in deep Arenaceous Formations. J. Geophys. Res., 108: B2.