Modelowanie procesów wypierania metanu zawartego w głębokich poziomach solankowych przy udziale sekwestracji CO₂

• Autorzy: Warnecki M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2016.06.02

Warianty tytułu

EN

Modeling of methane gas recovery from geo-pressured saline aquifers using CO₂ sequestration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Geologiczne 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 [13]. 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 [20]. Jak wyliczono, megastruktura niecki poznańskiej w poziomach solankowych czerwonego spągowca może zawierać zasoby rozpuszczonego gazu ziemnego w ilości blisko 120 mld Nm³ [4], a więc na poziomie obecnie udokumentowanych wydobywalnych zasobów gazu ziemnego w Polsce. Już w latach 70. XX w. 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 sekwestracji CO₂ powinien zatem zachodzić proces wypierania rozpuszczonych w solankach rodzimych gazów ziemnych i ich migracja do wyżejległych kulminacji, które stanowią złoża gazu ziemnego [7]. Następowałoby więc zjawisko naturalnego uzupełnienia zasobów uwolnionym gazem ziemnym z możliwością jego późniejszego wydobycia. Prezentowane wyniki badań są kolejną, trzecią już, częścią czasochłonnych eksperymentów laboratoryjnych, prowadzonych przez autora na fizycznym modelu złoża.

EN

Deep saline aquifers have the largest long-term CO₂ storage potential, 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 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 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 in the amount of nearly 120 billion Nm³, which is at the currently documented recovery level of natural gas resources in Poland. As early as in the 70’s, various methods of obtaining dissolved gas were being considered. One of the most interesting proposals the presented concept of storage in these layers of CO₂. This gas has good solubility in reservoir water, much higher than the solubility of natural gases. In the process of CO₂ sequestration, the process of displacement of native natural gas which originally saturates the underlying water through CO₂ injected into reservoir should occur. The presented results are subsequent, already third, part of time-consuming laboratory experiments conducted by the author on a physical model of the deposit.

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: 2016
• Tom: R. 72, nr 6
• Strony: 393--402
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Warnecki M.

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

Bibliografia

• [1] Głogoczowski J. J.: Geochemiczna charakterystyka polskich gazów azotowych. Nafta 1968, nr 11, Wydawnictwo Śląsk, Kraków–Katowice.
• [2] Gurari F. i in.: Nowy gazowo-geochemiczny wskaźnik warunków tworzenia się złóż gazu. Nafta 1977, nr 5, s. 145–147.
• [3] Jaracz C.: Niekonwencjonalne źródła węglowodorów. Dokumentacja IGNiG, Archiwum INiG, Kraków 2001.
• [4] Karnkowski P.: Formowanie się złóż gazu ziemnego na obszarze przedsudeckim. Nafta 1979, nr 8–9, s. 254–258.
• [5] Karnkowski P. H.: Złoża gazu w osadach czerwonego spągowca w basenie polskim: skład gazu ziemnego i jego geneza. Przegląd Geologiczny 1999, vol. 47, nr 5, s. 481.
• [6] Kotarba M. J., Grelowski C., Kosakowski P., Więcław D., Kowalski A., Sikorski B.: Potencjał węglowodorowy skał macierzystych i geneza gazu ziemnego akumulowanego w utworach czerwonego spągowca i karbonu w północnej części Pomorza Zachodniego. Przegląd Geologiczny 1999, vol. 47, nr 5, s. 480.
• [7] Lubaś J., Krępulec P.: Technologia powrotnego zatłaczania gazów kwaśnych nowoczesnym sposobem zagospodarowania złóż zasiarczonych. Nafta-Gaz 1999, nr 6, s. 329–333.
• [8] Merta H.: Skały macierzyste w podłożu czerwonego spągowca w basenie polskim. Przegląd Geologiczny 1999, vol. 47, nr 5, s. 479.
• [9] Miłek K., Szott W., Gołąbek A.: Symulacyjne badanie procesów wypierania metanu rozpuszczonego w wodach złożowych poprzez zatłaczanie gazów kwaśnych w ramach ich sekwestracji. Nafta-Gaz 2013, nr 2, s. 112–122.
• [10] Sokołowski J.: Geodynamika oraz prawidłowości rozmieszczenia węglowodorów obszaru przedsudeckiego. Acta Geologica Polonia 1974, vol. 24, nr 4.
• [11] Sokołowski J.: Zarys paleogeodynamiki Polski. Technika Poszukiwań Geologicznych. Warszawa 1977.
• [12] Wagner R., Pokorski J.: W poszukiwaniu ropy i gazu; http://www.pgi.gov.pl (dostęp: 18.01.2012).
• [13] Warnecki M.: Analiza możliwości pozyskania pozabilansowych zasobów gazu ziemnego z nasyconych poziomów solankowych w procesach sekwestracji CO2. Nafta-Gaz 2013, nr 1, s. 34–41.
• [14] Warnecki M.: Atrakcyjna technologia. Przegląd Gazowniczy 2004, nr 4, s. 13–15.
• [15] Warnecki M.: Badania procesów zatłaczania CO2 do poziomów solankowych nasyconych gazem ziemnym na fizycznym modelu złoża. Nafta-Gaz 2014, nr 10 s. 676–683.
• [16] 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. Dokumentacja INiG – PIB, Kraków 2011, nr zlecenia: 362/KB.
• [17] Warnecki M.: Rozpuszczalność CO2 i rodzimych gazów ziemnych w solance złożowej. Nafta-Gaz 2010, nr 1, s. 19–26.
• [18] Warnecki M.: Wspomaganie wydobycia węglowodorów w sczerpanych złożach gazu ziemnego poprzez zatłaczanie CO2 do solankowego poziomu wodonośnego niecki poznańskiej. Dokumentacja INiG – PIB, Kraków 2009, nr zlecenia: 319/KB.
• [19] Warnecki M.: Zwiększenie stopnia sczerpania kondensatu i ropy naftowej poprzez zatłaczanie gazu zaazotowanego z wykorzystaniem modelu złoża „cienka rurka”. Dokumentacja INiG – PIB, 2006, nr zlecenia: 542/KBZ.
• [20] Wolnowski T.: Perspektywy poszukiwań złóż ropy naftowej i gazu ziemnego na Niżu Polskim. Wiadomości Naftowe i Gazownicze; http://www.wnp.pl/foto/6375.html (dostęp: 28.08.2007).
• [21] 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.
• [22] 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.
• [23] 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.
• [24] Jones P. H.: Natural gas production from geopressured aquifers. United States Patent No. 4,279,307. Jul. 21, 1981.
• [25] Lubaś J., Warnecki M.: Sposób pozyskiwania gazów ziemnych rozpuszczonych w głębokich poziomach solankowych. Patent Rzeczpospolita Polska Nr P.399584, zgłoszenie 20.06.2012, udzielony 20.06.2015.
• [26] Richardson J. G. et al.: Method for recovering gas from solution in aquifer waters. United States Patent No. 4,149,596. Apr. 17, 1979.

Uwagi

PL

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