Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Discrepancies in the assessment of CO2 storage capacity and methane recovery from coal with selected equations of state. Part II. Reservoir simulation

Lutynski M. A., Battistutta E., Bruining H., Wolf K. A. A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2011

|

Vol. 47

207-212

EN

Enhanced Coalbed Methane is a technology that helps mitigate CO2 emissions and at the same time recover methane from coal seams. Usually CO2 in coalbeds is stored under supercritical conditions and adsorption, as a crucial parameter, is responsible for the capacity of coalbed to store CO2. In the first part of this study three equations of state with the same set of experimental data were tested. In this study Langmuir parameters serve as an input data for the reservoir simulator. A sensitivity study for the two sets of Langmuir parameters and two permeability values was performed. Although differences in the results of simulation with Langmuir parameters calculated with PR and SW seem to be insignificant, on a larger field scale these discrepancies can be noteworthy. Improper calculation of sorption data may lead into a significant mismatch with field production.

PL

Intensyfikacja wydobycia metanu z pokładu węgla za pomocą zatłaczania dwutlenku węgla jest technologią, która nie tylko przyczynia się do zwiększenia uzysku tego surowca energetycznego ale jednocześnie zmniejsza emisję CO2. Pojemność pokładu węglowego jako zbiornika CO2 wyznacza się na podstawie badań sorpcji w laboratorium. Zaadsorbowany w matrycy węglowej CO2 znajduje się w stanie krytycznym i pomiar jego sorpcyjności jest istotnym czynnikiem, który determinuje wykorzystanie danego pokładu węgla jako zbiornika tego gazu. W pierwszej części studium dokonano analizy wpływu zastosowanego trzech równań stanu gazu tj. równania Penga-Robinsona (PR), równania Soave-Redlicha- Kwonga (SRK) oraz bardzo dokładnego równania stanu gazu dla CO2 Spana i Wagnera (SW), jako równania referencyjnego na obliczenie pojemności sorpcyjnej tego gazu na węglu na podstawie tych samych danych eksperymentalnych. Wyznaczone parametry Langmuira posłużyły jako dane wejściowe do symulatora złożowego. W celu określenia wpływu obliczonych parametrów Langmuira na uzysk metanu wykorzystano symulator złożowy ECLIPSE 300 z opcją Coalbed Methane. Symulacje przeprowadzono dla dwóch wartości przepuszczalności pokładu węgla: 1.5 md reprezentującej niskoprzepuszczalne węgle europejskie oraz 20 md reprezentującej wysokoprzepuszczlane węgle północnoamerykańskie. Z przeprowadzonych analiz wynika, że wyznaczenie parametrów izotermy Langmuira dla danych obliczonych za pomocą równania stanu gazu PR zawyża dzienny uzysk gazu w początkowym okresie produkcji w przypadku pokładu o przepuszczalności 1.5 md, natomiast w przypadku pokładu o przepuszczalności 20 md produkcja w początkowym okresie jest zaniżona. Pomimo, że różnice w uzysku gazu dla parametrów Langmuira obliczonych z równania PR i SW wydają się być niewielkie w przypadku większej skali rozpatrywanego problemu różnica ta może być znacząca.

2

Discrepancies in the assessment of CO2 storage capacity and methane recovery from coal with selected equations of state. Part I. Experimental isotherm calculation

Lutynski M. A., Battistutta E., Bruining H., Wolf K. A. A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2011

|

Vol. 47

159-168

EN

The injection of carbon dioxide into coalbeds to increase methane recovery is an emerging technology which was tested in various pilot installations. Carbon dioxide stored in coalbeds is usually in supercritical state and therefore investigation of supercritical adsorption of this gas on coal is a subject of various studies. In the paper impact of three equations of state i.e. Peng Robinson (PR), Soave-Redlich-Kwong (SRK) and the most accurate Span-Wagner, as a reference, on the calculation of sorption capacity was investigated. Langmuir parameters were calculated on the basis of experimental results of CO2 volumetric sorption by a Selar Cornish coal sample. It is concluded that the use of cubic equation of state (PR and SRK) for the calculation of supercritical CO2 sorption on coal gives unreliable results by lowering apparent absolute adsorption in the lower pressure range (< 9 MPa) and unrealistically increasing it at higher pressures.

PL

Intensyfikacja wydobycia metanu z pokładu węgla za pomocą zatłaczania dwutlenku węgla jest technologią, która nie tylko przyczynia się do zwiększenia uzysku tego surowca energetycznego ale jednocześnie zmniejsza emisję CO2. Obecnie na Świecie istnieje kilka instalacji pilotowych, w których ta technologia poddawana jest badaniom. W Europie pokłady węglowe bogate w metan występują zazwyczaj na głębokościach przekraczających 750 m i temperaturach powyżej 40C, a więc w warunkach, w których CO2 jest w stanie krytycznym. Adsorpcja tego gazu w stanie krytycznym na węglach jest obecnie przedmiotem intensywnych badań. Do wyznaczonych w laboratorium izoterm sorpcji dopasowywane są następnie modele sorpcyjne jak np. izoterma Langmuira, izoterma BET czy model Dubinina-Raduszkiewicza. W pracy przedstawiono wyniki badań sorpcji dwutlenku węgla na węglu antracytowym Selar Cornish z zagłębia Południowej Walii (Wielka Brytania). Do analiz wyników użyto trzech równań stanu gazu stosowanych do określenia gęstości CO2 tj. równania Penga-Robinsowa (PR), równania Soave-Redlicha-Kwonga (SRK) oraz bardzo dokładnego równania stanu gazu dla CO2 Spana i Wagnera (SW), jako równania referencyjnego. Do uzyskanych danych sorpcji całkowitej dopasowano model izotermy Langmuira jako powszechnie stosowany w symulatorach złożowych. Obliczone parametry izotermy Langmuira tj. VL oraz PL w przypadku równania SW wyniosły odpowiednio 0.03648 sm3/kg oraz 0,597 MPa, natomiast dla równania PR wartości te wyniosły odpowiednio 0.03071 sm3/kg oraz 0,406 MPa. Odchyłka w obliczonych parametrach w stosunku do równania referencyjnego dla tej samej izotermy wyniosła odpowiednio -18,8% oraz -31,9%

3

A concept of Enhanced Methane Recovery by high pressure CO2 storage in abandoned coal mine

Lutyński M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 1

93-104

EN

Due to increasing carbon dioxide emissions new methods of carbon capture and storage away from biosphere are being under investigation. Considering favorable geological structure i.e.: impermeable overburden and large volume of mine voids one of the places of geological CO2 storage can be abandoned underground coal mines. The article presents the concept of CO2 high pressure storage in abandoned coal mine as one of the methods of its geological sequestration. CO2 can be stored in a mine as a free gas, gas dissolved in water and gas adsorbed in remaining coal seams. Estimation of storage capacity of a mine was done with the use of data from the mine as well as laboratory sorption experiments. Estimated storage capacity of a case study mine as a high pressure CO2 sink was 8.09 ź 106 t. Enhanced methane recovery from remaining coal seams which may occur after CO2 injection was also analyzed. For the purpose of the study reservoir simulator for unconventional reservoirs was used. Input data were typical for Upper Silesian Coal Basin. Results of the study indicate that injection of CO2 into a mine enhance methane recovery through surface wells.

PL

Wobec zwiększającej się emisji dwutlenku węgla zmierza się do redukcji emisji tego gazu ze źródeł stacjonarnych. Przy założeniu odpowiednich warunków geologicznych takich jak: szczelność nadkładu i duża objętość pustek poeksploatacyjnych jednym z miejsc podziemnego (geologicznego) składowania CO2 mogą być zlikwidowane kopalnie węgla kamiennego. W artykule przedstawiono koncepcję wysokociśnieniowego składowania CO2 w zlikwidowanej kopalni węgla kamiennego jako jedną z metod składowania tego gazu. Dwutlenek węgla może być składowany w kopalni jako gaz wolny, gaz rozpuszczony oraz jako gaz zaadsorbowany w pozostałych pokładach węglowych. Oszacowano pojemność przykładowej kopalni węgla kamiennego jako wysokociśnieniowego składowiska CO2 na podstawie danych z kopalni oraz pomiarów sorpcji tego gazu na węglu. Całkowita ilość CO2 jaki mógłby zostać zmagazynowany w kopalni wynosi około 8,09 ź 106 t. Przeanalizowano również możliwość stymulacji odzysku metanu z pozostałych resztek pokładów węglowych, jaka może zaistnieć po zatłoczeniu CO2 pod ciśnieniem do kopalni. W tym celu użyto symulatora złożowego złóż niekonwencjonalnych i danych charakterystycznych dla Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Symulacje wykazały znaczny wpływ zatłaczania CO2 do kopalni na uzysk metanu w otworach wierconych z powierzchni i ponad dwukrotne zwiększenie wydobycia tego gazu w początkowym okresie eksploatacji.