Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Numerical simulation of hydrogen storage in the Konary deep saline aquifer trap

Luboń Katarzyna, Tarkowski Radosław

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

2023

T. 39, z. 3

103--124

Nowadays, hydrogen is considered a potential successor to the current fossil-fuel-based energy. Within a few years, it will be an essential energy carrier, and an economy based on hydrogen will require appropriate hydrogen storage systems. Due to their large capacity, underground geological structures (deep aquifers, depleted hydrocarbon fields, salt caverns) are being considered for hydrogen storage. Their use for this purpose requires an understanding of geological and reservoir conditions, including an analysis of the preparation and operation of underground hydrogen storage. The results of hydrogen injection and withdrawal modeling in relation to the deep Lower Jurassic, saline aquifer of the Konary geological structure (trap) are presented in this paper. A geological model of the considered structure was built, allowable pressures were estimated, the time period of the initial hydrogen filling of the underground storage was determined and thirty cycles of underground storage operations (gas injection and withdrawal) were simulated. The simulations made it possible to determine the essential parameters affecting underground hydrogen storage operation: maximum flow rate of injected hydrogen, total capacity, working gas and cushion gas capacity. The best option for hydrogen storage is a two-year period of initial filling, using the least amount of cushion gas. Extracted water will pose a problem in relation to its disposal. The obtained results are essential for the analysis of underground hydrogen storage operations and affect the economic aspects of UHS in deep aquifers.

Ze względu na bardzo dużą pojemność podziemne struktury geologiczne (głębokie poziomy wodonośne, sczerpane złoża węglowodorów, kawerny solne) są rozważane do magazynowania wodoru. Ich wykorzystanie w tym celu wymaga rozpoznania uwarunkowań geologiczno-złożowych, w tym analizy przygotowania oraz pracy podziemnego magazynu wodoru. Przedstawiono wyniki modelowania zatłaczania i odbioru wodoru do głębokiego dolnojurajskiego poziomu solankowego struktury geologicznej Konary. Zbudowano model geologiczny rozważanej struktury, oszacowano dopuszczalne ciśnienia szczelinowania oraz ciśnienie kapilarne nadkładu, wyznaczono długości wstępnego okresu zatłaczania wodoru do podziemnego magazynu, przeprowadzono modelowanie przebiegu 30-letniej pracy podziemnego magazynu (zatłaczania i odbioru gazu). Przeprowadzone symulacje umożliwiły określenie istotnych parametrów wpływających na prace podziemnego magazynu wodoru: maksymalną wielkość przepływu zatłaczanego wodoru, pojemność całkowitą, pojemność roboczą i wielkość poduszki gazowej. Pozwoliły stwierdzić, że im dłuższy wstępny okres zatłaczania wodoru, tym większą musimy zastosować poduszkę gazową. Za najlepszą opcję dla magazynowania wodoru zaproponowano dwuletni okres wstępnego zatłaczania gazu do struktury; opcja z najmniejszą wielkością poduszki gazowej. Stwierdzono, że ilość wody, jaka jest eksploatowana w trakcie odzyskiwania wodoru, podczas cyklicznej eksploatacji magazynu, spada wraz ze zwiększeniem długości wstępnego okresu zatłaczania wodoru. Eksploatowana woda będzie stanowiła znaczący problem związany z jej unieszkodliwieniem. Otrzymane wyniki są istotne w analizie pracy podziemnego magazynu wodoru i wpływają na aspekty ekonomiczne UHS w głębokich solankowych poziomach wodonośnych.

CO2 storage capacity of a deep aquifer depending on the injection well location and cap rock capillary pressure

Luboń Katarzyna

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

2020

T. 36, z. 2

173--196

Using the Konary anticlinal structure in central Poland as an example, a geological model has been built of the Lower Jurassic reservoir horizon, and CO2 injection was simulated using 50 various locations of the injection well. The carbon dioxide storage dynamic capacity of the structure has been determined for the well locations considered and maps of CO2 storage capacity were drawn, accounting and not accounting for cap rock capillary pressure. Though crucial for preserving the tightness of cap rocks, capillary pressure is not always taken into account in CO2 injection modeling. It is an important factor in shaping the dynamic capacity and safety of carbon dioxide underground storage. When its acceptable value is exceeded, water is expelled from capillary pores of the caprock, making it permeable for gas and thus may resulting in gas leakage. Additional simulations have been performed to determine the influence of a fault adjacent to the structure on the carbon dioxide storage capacity. The simulation of CO2 injection into the Konary structure has shown that taking capillary pressure at the summit of the structure into account resulted in reducing the dynamic capacity by about 60%. The greatest dynamic capacity of CO2 storage was obtained locating the injection well far away from the structure’s summit. A fault adjacent to the structure did not markedly increase the CO2 storage capacity. A constructed map of CO2 dynamic storage capacity may be a useful tool for the optimal location of injection wells, thus contributing to the better economy of the enterprise.

Na przykładzie antyklinalnej struktury Konary w centralnej Polsce zbudowano model geologiczny dolnojurajskiego poziomu zbiornikowego oraz przeprowadzono symulację zatłaczania CO2 50 różnymi lokalizacjami otworu zatłaczającego. Wyznaczono pojemność dynamiczną składowania dwutlenku węgla struktury dla rozpatrywanych otworów oraz opracowano mapy pojemności składowania CO2 bez uwzględniania oraz przy uwzględnieniu ciśnienia kapilarnego. Chociaż odgrywa istotną rolę w utrzymaniu szczelności nadkładu, ciśnienie kapilarne nie zawsze jest uwzględniane w modelowaniu zatłaczania CO2. Jest istotnym czynnikiem wpływającym na pojemność dynamiczną oraz bezpieczeństwo podziemnego składowania dwutlenku węgla. Przekroczenie jego dopuszczalnej wartości powoduje wyparcie wody z kapilar nadkładu, który staje się przepuszczalny dla gazu, co w konsekwencji może prowadzić do wycieku gazu. Wykonano dodatkowe symulacje w celu określenia, w jakim stopniu uskok w pobliżu struktury wpływa na pojemność dynamiczną dwutlenku węgla. Wyniki symulacji zatłaczania CO2 do struktury Konary pokazały, że uwzględnienie ciśnienia kapilarnego w szczycie struktury wpłynęło na obniżenie pojemności dynamicznej o około 60%. Największą pojemność dynamiczną składowania CO2 otrzymano, lokując otwór z dala od szczytu struktury. Obecność uskoku w sąsiedztwie struktury nie przyczyniła się znacząco do zmiany pojemności dynamicznej składowania dwutlenku węgla w tej strukturze. Mapa pojemności dynamicznej składowania CO2 może być pomocnym narzędziem do wyboru optymalnych miejsc do zatłaczania tego gazu, przyczyniając się do podniesienia ekonomiki przedsięwzięcia.