Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena skuteczności naprzemiennego zatłaczania wody i gazu w procesie pozyskiwania ropy naftowej ze złóż węglanowych – studium eksperymentalne

Wojnicki Mirosław

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2023

|

nr 238

1--182

PL

Biorąc pod uwagę fakt, że wydobycie z dojrzałych złóż ropy naftowej sukcesywnie spada, a nowe odkrycia nie są wystarczające, by sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na produkty naftowe, należy stwierdzić, że metody wspomagania wydobycia (EOR) stają się niezbędnym ogniwem światowego przemysłu naftowego. Problematyka ta jest aktualna również w ujęciu krajowym, w którym kluczowe złoża ropy naftowej wymagają niezwłocznego wprowadzenia skutecznej metody EOR. Celem niniejszej monografii jest rozpoznanie możliwości wspomagania wydobycia ropy naftowej z krajowych złóż węglanowych przy zastosowaniu naprzemiennego zatłaczania wody i gazu (WAG) z wykorzystaniem różnego typu gazów, w tym gazów ziemnych wysokozaazotowanych występujących na obszarze Niżu Polskiego. Praca ma w głównej mierze charakter eksperymentalny, choć zostały w niej również zastosowane zaawansowane metody obliczeniowe. Głównym procesem badawczym były eksperymenty wypierania ropy naftowej z rdzeni wiertniczych prowadzone z dokładnym odwzorowaniem warunków złożowych dzięki wykorzystaniu oryginalnych płynów złożowych, skały złożowej oraz zadaniu odpowiednich warunków termobarycznych. Eksperymenty te pozwoliły na ocenę skuteczności poszczególnych wariantów procesu WAG – wyróżniających się typem zatłaczanego gazu, stosunkiem wody do gazu w strumieniu zatłaczanych płynów oraz ciśnieniem tłoczenia. Przetestowano również skuteczność metody WAG w warunkach szczelinowatego ośrodka porowatego (sztuczna szczelina) oraz efektywność ograniczania mobilności gazu z wykorzystaniem przepływu pianowego (FAWAG). Na podstawie danych eksperymentalnych dokonano wstępnej oceny efektywności ekonomicznej testowanych wariantów WAG. Eksperymenty wypierania poprzedzono szeregiem badań i analiz pozwalających na ich odpowiednie zaprojektowanie, przeprowadzenie i zbilansowanie. Dla pełniejszej ewaluacji procesu WAG w węglanowym ośrodku porowatym przeprowadzono również eksperymenty uzupełniające, mające na celu rozpoznanie wpływu zatłaczanych w procesie WAG mediów na skałę zbiornikową. Ostatecznie, opierając się na wynikach prac eksperymentalnych i wykorzystując algorytm programowania genetycznego, opracowano model matematyczny pozwalający na oszacowanie wartości współczynnika odropienia na podstawie zmiennych charakteryzujących dany wariant WAG.

EN

Since production from mature oil fields is gradually declining and new discoveries are not sufficient to meet the growing demand for oil products, enhanced oil recovery is emerging as an essential component of the global oil industry. This issue is also relevant in the national context, where key oil fields require the immediate introduction of an effective EOR method. The aim of the presented dissertation is to explore the possibility of enhancing oil recovery from domestic carbonate reservoirs by a process of water alternating gas injection (WAG) using various types of gases, including high-nitrogen natural gases occurring in the Polish Lowlands. The work is mainly experimental, although advanced calculation methods have also been integrated. The primary research process involved coreflooding experiments carried out with exact reconstruction of reservoir conditions using original reservoir fluids, reservoir rock and application of appropriate thermobaric conditions. This helped assess the effectiveness of particular WAG process variants distinguished by the type of injected gas, water to gas ratio and injection pressure. The effectiveness of the WAG method for a fractured porous medium (artificial fracture) and the efficiency of reducing gas mobility using foam flow (FAWAG) were also tested. On the basis of the experimental data, an initial assessment of the WAG economic efficiency was made. The coreflooding experiments were preceded by a series of introductory studies and analyses allowing for their proper design, execution and balance. For a complete evaluation of the WAG process in the carbonate porous medium, supplementary experiments were also carried out to identify the impact of media injected in the WAG process on the reservoir rock. Finally, based on the results of the experimental work and a genetic programming algorithm, a mathematical model was developed to estimate the recovery factor using variables specific for a given WAG variant.

2

Wpływ oddziaływania CO2 na dynamiczne parametry geomechaniczne w systemie geotermalnym

Moska Rafał

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 3

199--212

PL

Sekwestracja CO2 w formacje geologiczne wiąże się z szeregiem zjawisk fizycznych mających wpływ na strukturę skały, takich jak m.in. absorpcja CO2 przez matrycę skalną, a także wytwarzanie w solankach złożowych kwasu węglowego, mającego zdolność rozpuszczania węglanów. Zjawiska te mogą powodować zmniejszenie sztywności skał i w konsekwencji wpływać na zmianę warunków geomechanicznych w górotworze, ze szczególnym uwzględnieniem stref przyotworowych. Mogą także powodować zmniejszenie funkcji uszczelniającej skał nadkładu. Skały zróżnicowane pod względem składu mineralnego oraz warunków depozycji (ciśnienia, temperatury, obecności mediów porowych) mogą wykazywać charakterystyczne cechy zwiększonej lub zmniejszonej odporności na kontakt z CO2. W pracy zostały przedstawione laboratoryjne badania przypadków oddziaływania CO2 na piaskowce o spoiwie węglanowym oraz ilastym podczas hipotetycznej sekwestracji do poziomu zbiornikowego jednego z polskich złóż geotermalnych. Wyznaczono wpływ obecności mediów porowych zawierających CO2 (rozpuszczony w solance złożowej oraz w stanie nadkrytycznym) w skałach na ich właściwości geomechaniczne – dynamiczne parametry sprężystości. Po trzymiesięcznym okresie ekspozycji na CO2 w przypadku każdej z próbek zanotowano spadek prędkości fal sprężystych – zarówno P, jak i S, co jest potwierdzeniem danych literaturowych. Moduły Younga, odkształcenia postaci i objętości mierzonych próbek po ekspozycji na CO2 obniżyły się w zależności od konkretnego przypadku od kilku do kilkudziesięciu procent w stosunku do wartości wyjściowych. Zaobserwowano też zmiany we współczynniku Poissona. Efekt ten może być wyjaśniony osłabieniem szkieletu skalnego próbek przez oddziaływanie kwasu węglowego powstałego w wyniku rozpuszczenia CO2 w solance na spoiwo węglanowe oraz oddziaływaniem nadkrytycznego CO2 na minerały ilaste. Pomimo niewielkiej próby reprezentatywnej użytej w testach można stwierdzić, że ekspozycja na CO2 badanych piaskowców powoduje wyraźne zmniejszenie ich sztywności.

EN

CO2 sequestration in geological formations is related to a number of phenomena in the rock structure, such as absorption of CO2 by the rock matrix, as well as the production of carbonic acid in reservoir brines, capable of dissolving carbonates. These effects can cause a decrease in rock stiffness and change of rock-mechanics conditions especially in the near-borehole zones. They can also reduce the sealing function of the overburden rocks. Different types of rocks varying in mineral composition and deposition conditions (pressure, temperature, pore media) may show characteristic features of increased or decreased resistance to CO2. This paper deals with laboratory case study of the effect of CO2 on carbonate- and clay-cemented sandstones during the hypothetical sequestration to the reservoir level of one of the Polish geothermal deposits. The influence of the presence of pore media containing CO2 (dissolved in reservoir brine and a supercritical CO2) in the rocks on their rock-mechanics properties – dynamic elasticity parameters – was determined. After a 3-month exposure to CO2, a decrease in the velocity of both P and S waves was observed for each of the samples. Decrease of the Young's, bulk and shear moduli of all measured samples after exposure to CO2 were also observed, depending on a sample, by a few to several dozen % in relation to the initial values. Changes in Poisson’s ratio were also observed. These effects can be explained by the weakening of the sample’s matrix, by action of the carbonic acid formed by dissolving of CO2 in brine, and the action of supercritical CO2 on clay minerals. Despite the small representative sample used in the tests, it can be concluded that the exposure to CO2 of the tested sandstones causes a significant reduction in their stiffness.

3

Przestrzenna identyfikacja stref o lepszych parametrach zbiornikowych w utworach węglanowych

Bartoń Robert, Urbaniec Andrzej, Filipowska-Jeziorek Kinga

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 11-12 (286)

4-10

PL

W publikacji zaprezentowano metodykę,która pozwoliła wyodrębnić strefy o korzystnych własnościach petrofizycznych umiejscowionych w stropowej partii kompleksu węglanowego górnej jury i dolnej kredy z obszaru środkowej części przedgórza Karpat. W przeprowadzonych badaniach wykorzystano zdjęcie sejsmiczne 3D oraz dane z otworów wiertniczych. Wyodrębnienie obiektów przestrzennych do potencjalnej sekwestracji CO2 było realizowane na podstawie atrybutów sejsmicznych obliczonych z inwersji symultanicznej. Inwersja sejsmiczna jest cennym narzędziem umożliwiającym estymację parametrów fizycznych ośrodka geologicznego z danych sejsmicznych, gdyż pozwala ona na przekształcenie amplitudy refleksów sejsmicznych w fizyczne parametry skał, a w konsekwencji w ilościowy opis złoża. Prędkość propagacji fal sejsmicznych jest jednym z podstawowych parametrów, który najbardziej wiarygodnie charakteryzuje właściwości fizyczne ośrodka geologicznego. Wykonane zostały wykresy krzyżowe impedancji fali podłużnej względem Lambda--Rho (Zp – λρ) oraz Lambda-Rho względem Mu-Rho (λρ – μρ), które w najlepszym stopniu odzwierciedlały zależności pomiędzy parametrami sprężystymi i elastycznymi. Opracowana metodyka może znaleźć zastosowanie zarówno do rozpoznawania stref o korzystniejszych parametrach zbiornikowych, jak również do bardziej zaawansowanych procesów budowy modeli statycznych i dynamicznych analizowanych formacji skalnych.

EN

The paper presents a methodology for distinguishing zones with better petrophysical properties in the uppermost part of the Upper Jurassic and Lower Cretaceous carbonate complex from the Carpathian Foreland area. For these studies 3D seismic survey and well data were used. Identification of spatial objects for potential CO2 sequestration was realized on the basis of seismic attributes calculated from simultaneous inversion. Seismic inversion is a useful tool for the estimation of reservoir properties from seismic data, as it enables the transformation of the amplitude of seismic reflections into physical parameters of rocks and, consequently, into a quantitative description of the reservoir. Propagation of velocity seismic waves is one of the basic parameters that most reliably characterizes the physical properties of a geological formation. Cross plots of longitudinal wave impedance versus Lambda-Rho (Zp – λρ) and Lambda-Rho versus Mu-Rho (λρ – μρ) were made, which best represented the relationships of the elastic parameters. Developed methodology can be applied both for identifying zones with more favorable reservoir parameters, as well as for more advanced processes of construction of static and dynamic models of the analyzed rock formations.

4

Metodyka identyfikacji obiektów perspektywicznych do potencjalnego składowania CO2 na przykładzie utworów węglanowych jury górnej

Bartoń Robert, Urbaniec Andrzej, Filipowska-Jeziorek Kinga

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 5

343--357

PL

Celem artykułu jest opracowanie metodyki pozwalającej na wyodrębnienie stref/obiektów geologicznych o korzystniejszych własnościach petrofizycznych na podstawie analizy danych sejsmicznych i otworowych. Do badań tych wykorzystano zdjęcie sejsmiczne 3D z obszaru środkowej części przedgórza Karpat, a szczegółowe analizy prowadzono w obrębie stropowej partii kompleksu węglanowego górnej jury i dolnej kredy. W artykule przedstawiono wyniki analiz przeprowadzonych w obrębie centralnej części wspomnianego wyżej zdjęcia sejsmicznego. Wyodrębnienie obiektów przestrzennych do potencjalnej sekwestracji CO2 było realizowane na podstawie atrybutów sejsmicznych obliczonych z inwersji symultanicznej. Inwersja sejsmiczna jest cennym narzędziem umożliwiającym estymację parametrów fizycznych ośrodka geologicznego z danych sejsmicznych, gdyż pozwala ona na przekształcenie amplitudy refleksów sejsmicznych w fizyczne parametry skał, a w konsekwencji w ilościowy opis złoża. Prędkość propagacji fal sejsmicznych jest jednym z podstawowych parametrów, który najbardziej wiarygodnie charakteryzuje właściwości fizyczne ośrodka geologicznego. Wykonane zostały wykresy krzyżowe atrybutów impedancji fali podłużnej względem Lambda-Rho (Zp – λρ) oraz Lambda-Rho względem Mu-Rho (λρ – µρ), które w najlepszym stopniu odzwierciedlały zależności pomiędzy parametrami sprężystymi i elastycznymi. W obliczeniach wykorzystano opcję horizon probe dostępną w module Geobody Interpretation oprogramowania Petrel. Obliczenia prowadzono dla bramki czasowej obejmującej interwał od wyinterpretowanego horyzontu sejsmicznego odpowiadającego stropowi jury górnej wraz z dolną kredą (J3+K1str) do wartości czasu 120 ms poniżej tego horyzontu. Opracowana metodyka może znaleźć w przyszłości zastosowanie zarówno do rozpoznawania stref o korzystniejszych parametrach zbiornikowych, jak również do bardziej zaawansowanych procesów budowy modeli statycznych i dynamicznych analizowanych formacji skalnych. Wyznaczone obiekty po przeprowadzeniu niezbędnych analiz oraz modelowań mogą zostać wykorzystane do potencjalnego składowania CO2.

EN

The aim of this paper is to develop a methodology to identify geological zones/objects with more favorable petrophysical properties based on analysis of seismic and well data. For these studies 3D seismic image from the middle part of the Carpathian Foreland was used, and detailed analyses were carried out within the top part of the Upper Jurassic and Lower Cretaceous carbonate complex. This paper presents results of performed analysis in the central part of the above-mentioned seismic image. Identification of spatial objects for potential CO2 sequestration was realized on the basis of seismic attributes calculated from simultaneous inversion. Seismic inversion is a useful tool for the estimation of reservoir properties from seismic data, as it enables the transformation of amplitude of seismic reflections into physical parameters of rocks and, consequently, into a quantitative description of the reservoir. Propagation of velocity seismic waves is one of the basic parameters that most reliably characterizes the physical properties of a geological medium. Cross plots of longitudinal wave impedance attributes versus Lambda-Rho (Zp – λρ) and Lambda-Rho versus Mu-Rho (λρ – µρ) were made, which best represented the relationships of the elastic parameters. The horizon probe option available in Geobody Interpretation module of Petrel software was used to perform calculations. A time gate covering the interval from the interpreted seismic horizon corresponding to the Upper Jurassic – Lower Cretaceous top (J3+K1str) to the time value of 120 ms below this horizon was adopted. The developed methodology can be applied in the future both for identification of the zones of better reservoir parameters as well as for more advanced processes of static and dynamic models building for the analyzed rock formations. After conducting necessary analyses and modeling the identified objects can be used for potential CO2 storage.

5

Rozwiązania technologiczne wychwytu, transportu i składowania CO2 ze źródeł opartych o paliwa kopalne

Isoli Niccolo

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 1

23--29

PL

W artykule przedstawiono pełny łańcuch technologiczny sekwestracji CO2. Omówiono podstawowe technologie wychwytu: wychwyt po spalaniu, wychwyt przed spalaniem, spalanie w czystym tlenie. Scharakteryzowano metody transportu i ich opłacalność w zależności od ilości wychwyconego CO2 i długości trasy. Dla struktur geologicznych do składowania CO2 zostały przedstawione kryteria jakie muszą spełniać w ramach bezpiecznej eksploatacji. Dla każdego elementu łańcucha sekwestracji CO2 przedstawiono szacowane koszty.

EN

The article describes the whole technology chain of CO2 sequestration. Basic capture technology such as post-combustion, pre-combustion and oxy-fuel combustion were discussed. Transport methods features and profitability between were presented based on the amount of captured CO2 and route length. Safe operation criteria were discussed for geological storage sites. Estimated costs for each CO2 sequestration technology chain were presented.

6

Rola gazownictwa w transformacji energetycznej w Polsce

Chaczykowski Maciej

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 9

8--16

PL

Niniejszy artykuł dotyczy roli, jaką gazownictwo może odegrać w procesie transformacji energetycznej oraz sposobu, w jaki może wspierać dekarbonizację gospodarki. Wskazano bariery o decydującym znaczeniu w realizacji tych celów, od finansowych i infrastrukturalnych, po geopolityczne. Podjęto próbę krytycznego przeglądu wybranych opracowań dotyczących zastosowania gazów ze źródeł odnawialnych do obniżenia śladu węglowego procesów przemysłowych. Jednocześnie przedstawiono obiecujące obszary dla przyszłych badań naukowych.

EN

This article addresses the role that gas industry might play in energy transition and how it can support the industrial decarbonization. Sources of critical barriers to achieving these goals, ranging from financial and infrastructural to geopolitical, are identified. An attempt is made to critically review selected studies on reducing carbon footprint of industrial processes through renewable gases. At the same time, promising areas for future research are identified.

7

Enhanced Gas and Condensate Recovery: Review of Published Pilot and Commercial Projects

Burachok Oleksandr

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 1

20--25

EN

The majority of the Ukrainian gas condensate fields are in the final stage of development. The high level of reservoir energy depletion has caused significant in situ losses of condensed hydrocarbons. Improving and increasing hydrocarbon production is of great importance to the energy independence of Ukraine. In this paper, a review of the pilot and commercial enhanced gas and condensate recovery (EGR) projects was performed, based on published papers and literature sources, in order to identify those projects which could potentially be applied to the reservoir conditions of Ukrainian gas condensate fields. The EGR methods included the injection of dry gas (methane), hydrocarbon solvents (gas enriched with C2–C4 components), or nitrogen and carbon dioxide. The most commonly used and proven method is dry gas injection, which can be applied at any stage of the field’s development. Dry gas and intra-well cycling was done on five Ukrainian reservoirs, but because of the need to block significant volumes of sales gas they are not being considered for commercial application. Nitrogen has a number of significant advantages, but the fact that it increases the dew point pressure makes it applicable only at the early stage, when the reservoir pressure is above or near the dew point. Carbon dioxide is actively used for enhanced oil recovery (EOR) or for geological storage in depleted gas reservoirs. In light of the growing need to reduce carbon footprints, CO2 capture and sequestration is becoming very favourable, especially due to the low multi-contact miscibility pressure, the high density under reservoir conditions, and the good miscibility with formation water. All of these factors make it a good candidate for depleted gas condensate reservoirs.

PL

Większość ukraińskich złóż gazu kondensatowego znajduje się w końcowej fazie zagospodarowania. Wysoki poziom wyczerpania energii złożowej spowodował znaczne straty in situ skroplonych węglowodorów. Duże znaczenie dla niezależności energetycznej Ukrainy ma usprawnienie i zwiększenie wydobycia węglowodorów. W niniejszym artykule dokonano przeglądu pilotażowych i komercyjnych projektów wspomagania wydobycia gazu ziemnego i kondensatu (EGR) na podstawie opublikowanych artykułów i źródeł literaturowych w celu zidentyfikowania tych, które mogą znaleźć zastosowanie w warunkach występujących w ukraińskich złożach gazowokondensatowych. Metody EGR obejmują zatłaczanie: suchego gazu (metanu), rozpuszczalników węglowodorów (gaz wzbogacony składnikami C2–C4), azotu i dwutlenku węgla. Najpowszechniej używane, sprawdzone i szeroko stosowane jest zatłaczanie suchego gazu, które można wykorzystać na każdym etapie zagospodarowania złoża. Na pięciu ukraińskich złożach zostało wdrożone zatłaczanie suchego gazu i obieg wewnątrz odwiertu, ale ze względu na konieczność zablokowania znacznych wolumenów gazu przeznaczonego do sprzedaży obecnie metoda ta nie jest brana pod uwagę do komercyjnego zastosowania. Azot ma wiele istotnych zalet, ale fakt, że powoduje zwiększenie ciśnieniowego punktu rosy, sprawia, że można go stosować tylko na wczesnym etapie, gdy ciśnienie złożowe jest wyższe od punktu rosy. Dwutlenek węgla jest aktywnie wykorzystywany do wspomagania wydobycia ropy naftowej (EOR) lub do geologicznego składowania w sczerpanych złożach gazu. W świetle rosnących potrzeb w zakresie redukcji śladu węglowego wychwytywanie i sekwestracja CO2 stają się bardzo korzystne, zwłaszcza ze względu na niską wartość ciśnienia mieszalności przy wielokrotnym kontakcie, dużą gęstość w warunkach złożowych oraz dobrą mieszalność z wodą złożową. Wszystko to sprawia, że jest to dobry kandydat do zastosowania w sczerpanych złożach gazu kondensatowego.

8

Karbonatyzacja betonu: trwałość vs sekwestracja CO2

Woyciechowski Piotr

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2021

|

nr 2

56--63

PL

Karbonatyzacja betonu – chemiczna interakcja dwutlenku węgla i hydratów cementu zagrażająca ochronie zbrojenia przed korozją – jako proces nieunikniony w konstrukcjach z betonu w większości środowisk eksploatacyjnych, jest jednym z kluczowych czynników determinujących trwałość i stanowi kryterium projektowania materiałowego betonu i projektowania konstrukcyjnego elementów. Jednocześnie reakcja CO2 z wodorotlenkiem wapnia w betonie stanowi skuteczną formę sekwestracji dwutlenku węgla, korzystnie modyfikującą bilans CO2 w przyrodzie oraz zmniejszającą ślad węglowy cementu i betonu. W artykule rozważono oba aspekty karbonatyzacji, w kontekście poszukiwania bezpiecznej równowagi pomiędzy zapewnieniem wymaganej trwałości konstrukcji i wykorzystaniem potencjału sekwestracyjnego betonu, z uwzględnieniem pełnego cyklu życia cementu/betonu, w tym okresu porozbiórkowego. Przedstawiono także przykład takiego bilansu dla fragmentu hipotetycznej konstrukcji – wiaduktu drogowego.

EN

Concrete carbonation – the chemical interaction of carbon dioxide and cement hydrates threatening the protection of the reinforcement against corrosion – as an inevitable process in concrete structures in most exploitational environments, is one of the key factors determining durability and is a criterion for concrete design and structural design of elements. At the same time, the reaction of CO2 with calcium hydroxide in concrete is an effective form of carbon dioxide sequestration, favorably modifying the CO2 balance in nature and reducing the carbon footprint of cement and concrete. The article considers both aspects of carbonation in the context of the search for a safe balance between ensuring the required durability of the structure and the use of the sequestration potential of concrete, taking into account the full life cycle of the cement/concrete, including the post-demolition period. An example of such a balance is also presented for a fragment of a hypothetical structure - a road viaduct.

9

Potencjał sekwestracji CO2 przy użyciu ubocznych produktów spalania w kontekście wdrażania gospodarki o obiegu zamkniętym

Pikoń Krzysztof, Lombardi Lidia, Bogacka Magdalena

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 9

1348--1350

PL

Przedstawiono możliwości połączenia realizacji celów klimatycznych i celów gospodarki o obiegu zamkniętym dzięki wykorzystaniu sekwestracji CO2 na popiołach lotnych pochodzących z procesów spalania. Przeanalizowano w tym kontekście węgiel kamienny, węgiel brunatny i biomasę. Na podstawie rozważań teoretycznych zaprezentowano metodę wyznaczania potencjału wychwytu CO2. Przedstawiono potencjał ograniczenia emisji CO2 z polskiego sektora energetycznego i przedyskutowano rolę ubocznych produktów spalania w koncepcji wdrażania gospodarki o obiegu zamkniętym.

EN

Use of fly ashes from coal or biomass combustion as adsorbents for removal of CO2 from flue gases was discussed and recommended. The ashes after carbonatization met the requirements for prodn. of middle quality concretes.

10

Field study of air quality improvement by a “Green Roof” in Kyiv

Tkachenko Tetiana, Mileikovskyi Viktor, Ujma Adam

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2019

|

Vol. 1, nr 1

419--424

EN

Currently, a very big problem of cities in Europe and the world is air pollution with combustion products of car fuels, generation of heat and electricity. These impurities affect the microclimate of cities significantly. Pollution not only affects the area outside buildings, but getting into their interior through ventilation systems, which has an adverse effect on the indoor environment of buildings. High concentrations of CO 2, cause a weakening of concentration in working people, which affects the deterioration of safety and work efficiency. For assessing air quality improvement on “green roofs”, a field study of CO 2 content has been carried out on the “green roof” of a four-storey building, on a completely identical non-greened building, and on a highway with high-density traffic near them in Kiev. It was found that greening the roof significantly reduces the CO 2 content from 501 ppm on the road and 452 ppm on the roof without protection to 410-415 ppm. It improves the conditions in which people work and rest.

11

Podstawy i możliwości wykorzystania procesu biomineralizacji węglanu wapnia

Krajewska Barbara, Raczak Kinga

Ochrona Środowiska

|

2019

|

Vol. 41, nr 1

31--37

PL

Węglan wapnia CaCO3 jest substancją szeroko rozpowszechnioną w przyrodzie i znajduje liczne zastosowania praktyczne. W przyrodzie jego biomineralizacja jest między innymi wynikiem procesów strącania indukowanych mikrobiologicznie. Jednym z nich jest strącanie indukowane przez bakterie ureolityczne. Proces ten, jeśli prowadzony biomimetycznie, zachodzi w łagodnych warunkach i co ważne, może być zastosowany w warunkach polowych in situ. W ten sposób stanowi on ekoprzyjazną i energooszczędną technikę do wykorzystania jako ekologiczna alternatywa dla obecnie stosowanych technik w wielorakich obszarach inżynieryjnych. W obszarach tych wytrącany CaCO3 spełnia rolę czynnika remediacyjnego i cementującego, na przykład w celu (1) oczyszczania wód z jonów metali toksycznych i radionuklidów, (2) wzmacniania i konsolidacji gruntu i piasku, (3) uszczelniania formacji geologicznych, (4) naprawy obiektów budowlanych i (5) ochrony powierzchni tych obiektów warstwami ochronnymi. Choć stosowana z powodzeniem w sektorze ochrony i restauracji budowli historycznych, technika ta pozostaje ciągle na etapie badań i procesów optymalizacyjnych. By stać się w pełni niezawodną i ekonomiczną techniką wymaga ona dalszych badań, których zadaniem jest rozwiązanie ograniczeń i parametryczna optymalizacja, oraz testy w pełnowymiarowych eksperymentach polowych. Jest to zadanie interdyscyplinarne dla inżynierów budownictwa, geologów, chemików, mikrobiologów i konserwatorów zabytków, którego efektem będzie wprowadzenie tej ekoprzyjaznej i innowacyjnej techniki na rynek inżynierski do wykorzystania w inżynierii środowiska i lądowej, geotechnice i konserwacji zabytków. W kontekście ekopotencjału i innowacyjności tej techniki, w niniejszym artykule przedstawiono jej podstawy, obszary jej zastosowań oraz zalety i ograniczenia.

EN

Calcium carbonate (CaCO3) is a substance widespread in nature and used in numerous practical applications. In nature, its biomineralization relies, among others, on microbiologically induced precipitation processes. One of such processes is precipitation induced by ureolytic bacteria. If performed in a biomimetic manner, the process is carried out under mild conditions and, most importantly, can be employed in field applications in situ. Therefore, the process constitutes an eco-friendly and energy-saving technique to be used as an ecological alternative to conventional techniques in a variety of engineering fields. In these fields, CaCO3 serves as a remediating and cementing agent, for instance to (1) clean waste- and groundwater from toxic metals and radionuclides, (2) strengthen and consolidate soil and sand, (3) seal geological formations to enhance oil recovery and geologic CO2 sequestration, (4) repair stone and concrete structures, and (5) cover surfaces of these structures with protective layers. Although already in use in the sector of protection and renovation of stone monuments, to date the technique has remained mostly under research and optimization. To become fully implementable as a reliable and economically viable technique, it still requires further research in order to address its limitations, focus on parametrical optimization, up-scaling and life-size field experiments. All these, in an interdisciplinary effort of geologists, microbiologists, chemists, civil engineers and conservators of historic monuments, will move this eco-friendly and innovative branch of engineering from laboratory to field applications in the environmental and civil engineering, geotechnology and conservation of historic buildings. Given its eco-potential and innovativeness, in this study the principles of the technique, advantages, possible applications and challenges are reviewed.

12

Review of developing of CO2 sequestration technology in coal seams

Braga L. T. P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 3

223--229

EN

Considering the global race against the increase of CO2 emissions in the atmosphere, mitigation has been strongly advised and several technologies have been tested. In this context, research on CO2 sequestration in coal seams using ECBM technology is emerging. This work is a review that aimed to critically show the feasibility of using coal as a repository of CO2, given its unique properties, especially the ability to perform CO2 / CH4 exchange sorption. In order to meet the international protocols of climate changing up to 2050, technology of ECBM must advance progressively, since there is still immaturity for effective implementation of it.

PL

Biorąc pod uwagę globalny wyścig w redukcji emisji CO2 w atmosferze, zalecona jest głównie ujemna emisja CO2. W tym celu rozpoczęto na szeroką skalę badania nad sekwestracją CO2 w pokładach węgla za pomocą technologii ECBM. Praca jest przeglądem, który miał na celu pokazanie możliwości wykorzystania węgla jako składowiska CO2, ze względu na jego wyjątkowe właściwości, w szczególności zdolność do procesu wymiany sorpcyjnej CO2/CH4. Aby sprostać międzynarodowym standardom zmian klimatycznych do 2050 roku, technologia ECBM musi ciągle być rozwijana dla jej efektywnej implementacji.

13

Sekwestracja CO2 w betonie w procesie karbonatyzacji w ujęciu normy PN-EN 16757:2017-07

Witkowski H.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 2

46--49

PL

Zagadnienie sekwestracji CO2 w betonie w procesie karbonatyzacji nabiera w ostatnim czasie coraz większego znaczenia. Wynika to z faktu, iż coraz częściej zarówno konstrukcja, jak również zastosowane materiały są analizowane pod kątem ich całkowitego śladu węglowego. W artykule przedstawiono wyniki badań procesu karbonatyzacji betonu SCC C30/37 w formie gruzu betonowego frakcji 8 – 31,5 mm w komorze karbonatyzacyjnej przez okres 56, 112 i 168 dni. Próbki zostały poddane analizie spektrofotometrycznej FTIR (Fourier Transformation Infrared Spectroscopy). Następnie próbki badane przez 168 dni poddane zostały analizie termicznej TG/DTA (Thermogravimetric/Differential Thermal Analysis) w celu określenia ilości zaabsorbowanego CO2. Otrzymane wyniki zostały odniesione do maksymalnej teoretycznej ilości zaabsorbowanego CO2 wg normy PN-EN 16757-07.

EN

Issue of CO2 sequestraion in the carbonation process has become a crucial problem. This is due the fact, that construction and applied materials are analyzed in the terems of their total carbon footprint. Resutls of research on carbonation of SCC (Self-Compacting Concrete) C30/37 in the form of concrete rubble, in fraction 8 – 31,5 mm, kept for 56, 112 and 168 days have been presented in the paper. Samples were investigated with FTIR (Fourier Transformation Infrared Spectroscopy) analysis. Next, samples kept for 168 days were analyzed with thermal analysis TG/DTA (Thermogravimetric/Differential Thermal Analysis) to determine the amount of absorbed CO2. The obtained results were referred to the formula for the maximum theoretical CO2 uptake according to PN-EN 16757-07.

14

Badania konkurencyjnej sorpcji CO2 i CH4 w warunkach izotermiczno-izobarycznych na węglu kamiennym

Kudasik M., Pajdak A., Skoczylas N., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 1

45--55

PL

W ramach prac przeprowadzono badania konkurencyjnej sorpcji na węglu kamiennym z wykorzystaniem mieszanin CH4 i CO2 o różnym udziale procentowym składników. Do badań użyto próbki rozdrobnionego do ziaren węgla kamiennego pochodzącego z partii K pokładu 510 KWK „Wujek”, Ruch Śląsk. Eksperymenty sorpcji konkurencyjnej wykonano przy zastosowaniu autorskiej aparatury sorpcyjnej, gwarantującej izobaryczne oraz izotermiczne warunki prowadzenia eksperymentu. Wyznaczono izotermy sorpcji dla czystego CH4 i CO2 oraz dla mieszanin CO2-CH4 w których udział CO2 wynosił: 84%, 65%, 42%, 23%. Dla poszczególnych mieszanin otrzymano izotermy sorpcji, w których zaobserwowano systematyczny wzrost całkowitej pojemności sorpcyjnej wraz ze wzrostem udziału CO2 w mieszaninie. Po każdej izotermie badana próbka węgla poddawana była dodatkowo niskociśnieniowej sorpcji gazowej w temperaturze 273 K z wykorzystaniem czystego CO2 jako sorbatu na urządzeniu ASAP 2020. Analiza ta miała na celu sprawdzenie, czy po wykonaniu badań sorpcji konkurencyjnej nastąpiła zmiana w strukturze próbek węglowych w aspekcie ich zdolności sorpcyjnych. Analizy nie wykazały znaczących zmian w wartości ich parametrów strukturalnych oraz w zdolności sorpcyjnej i w rozkładzie objętości ich porów.

EN

The research involved the analysis of competitive sorption on coal using mixtures of CH4 and CO2 of various percentage share. The samples used in the research were grain samples of coal from KWK Wujek coal mine, seam 510 part K. The experiments of competitive sorption were carried out on original sorption equipment that guaranteed isobaric and isothermal conditions. The sorption isotherms were specified for pure CH4 and CO2 as well as for mixtures CO2-CH4 where the CO2 content was: 84%, 65%, 42%, 23%. The sorption isotherms, which were specified for particular mixtures, showed a systematic increase of the total sorption volume together with the content of CO2 in the mixture. After each isotherm, a sample was subjected to low pressure gas adsorption on ASAP 2020 at the temperature of 273 K using pure CO2 as adsorbate. The aim of the analysis was to check if the competitive sorption tests resulted in the change of the structure of particular samples in the context of their sorption capacity. The analyses carried out did not reveal any significant changes in the structural parameters, the sorption capacity or the pore size distribution of the samples.

15

Rurociągowy transport CO2 na potrzeby geologicznej sekwestracji

Chaczykowski M., Osiadacz A. J.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2017

|

Nr 10

388--391

PL

W artykule omówiony został aktualny stan badań nad technologią rurociągowego transportu CO2 na potrzeby sekwestracji na tle dojrzałych technologii rurociągowego transportu gazu ziemnego oraz rurociągowego transportu CO2 w celu intensyfikacji wydobycia ropy naftowej (EOR). Zaprezentowane zostały modele ustalonego i nieustalonego, nieizotermicznego przepływu CO2 w stanie nadkrytycznym oraz wyniki obliczeń hydraulicznych rurociągów, uzyskane przez autorów pracy z wykorzystaniem metod numerycznych. Ponadto, omówiony został wpływ zanieczyszczeń w mieszaninach CO2 , powstałych w wyniku stosowania różnych metod wychwytywania, na procesy cieplne i przepływowe w rurociągu.

EN

This article briefly discusses the current state of research on pipeline transport of CO2 for geological sequestration on a background of mature technologies of natural gas pipeline transport and CO2 pipeline transport for Enhanced Oil Recovery. Steady-state and transient, nonisothermal flow models in supercritical state are formulated and the results of their solutions using numerical methods are presented. The effect of impurities in CO2 mixtures (resulting from the use of various capture methods) on thermal-flow processes in the pipeline is shown.

16

Mitigation of greenhouse gases emissions by management of terrestrial ecosystem

Pawłowski A., Pawłowska M., Pawłowski L.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2017

|

Vol. 24, nr 2

213--221

EN

Carbon dioxide fluxes between ecosystems of the Earth are presented. It was shown that intensifying its absorption of terrestrial ecosystems by 3.2% would prove sufficient to neutralize carbon dioxide emissions from the combustion of fossil fuels and cement production. It was shown that Polish forests absorb 84.6 million tons of CO2/year, that is 26% of emissions from fossil fuel combustion and cement production, while agricultural crops absorb 103 million tons of CO2/year. Total carbon dioxide sequestration by forests and agricultural crops amounts to 187.5 million tons of CO2/year, which is tantamount to 59% of emissions from fossil fuel combustion and cement production. Forestation of marginal soils would further increase carbon dioxide absorption in Poland by 20.6 million tons of CO2/year. Moreover, if plants were sown in order to produce green manure - instead of leaving soil fallow - sequestration could still be boosted by another 6.2 million tons of CO2/year.

17

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

Warnecki M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2016

|

nr 211

1--222

PL

W ciągu ostatnich kilku dekad wzrosła koncentracja gazów cieplarnianych w atmosferze, co wzbudziło zaniepokojenie z powodu zmian klimatycznych. Uważa się, że gazy cieplarniane zatrzymują ciepło emitowane z powierzchni Ziemi w dolnych warstwach atmosfery, czego skutkiem jest globalne ocieplenie. Emisja ditlenku węgla (CO2) odpowiada za około 2/3 obserwowanego procesu globalnego ocieplenia. W ciągu ostatnich 150 lat stężenie ditlenku węgla w atmosferze wzrosło z 280 ppm do około 400 ppm. Stało się tak głównie w wyniku spalania paliw kopalnych. Efektywne korzystanie z alternatywnych źródeł energii proponuje się jako pierwsze podejście do obniżenia poziomu CO2 w atmosferze. W minionym dziesięcioleciu geologiczne składowanie ditlenku węgla szczegółowo badano w kontekście nowego rozwiązania umożliwiającego ograniczenie koncentracji węgla w atmosferze. Idea ta polega na wychwytywaniu CO2 ze źródeł emisji, a następnie zatłaczaniu go do głębokich formacji geologicznych. Istnieją różne metody składowania: - zatłaczanie CO2 do wyeksploatowanych złóż ropy i gazu; - zatłaczanie CO2 do pokładów węgla; - zatłaczanie CO2 do głębokich solankowych poziomów wodonośnych. Poziomy wodonośne mają najwyższą szacowaną pojemność. Niejednokrotnie błędnie uważa się, że solankowe poziomy wodonośne cechuje niska wartość ekonomiczna. Jednak niektóre z nich mogą być istotnym źródłem energii, gdyż zawierają rozpuszczony w wodzie metan i/lub ciepło geotermalne. Pozyskanie tej energii może pomóc zrównoważyć koszty wychwytywania i składowania ditlenku węgla (CCS). 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, lecz w przeciwieństwie do wgłębnych struktur naftowych stopień ich geologicznego rozpoznania jest znacznie mniejszy. W istniejących poziomach solankowych nasyconych gazem ziemnym szczelność (na przestrzeni czasu geologicznego) potwierdzona jest występowaniem niewielkich złóż gazu w lokalnych kumulacjach struktury. Typując przyszłe poziomy geologiczne do podziemnego składowania CO2 w Polsce, należy uwzględnić utwory permskie zalegające na obszarze Niżu Polskiego. Szczególną uwagę zwraca megastruktura niecki poznańskiej, wypełnionej utworami czerwonego spągowca rozciągającymi się na powierzchni ok. 5000 km2. Piaskowce te stanowią rozległy poziom solankowy nasycony gazem ziemnym. 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 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 (ok. 10-krotnie) od rozpuszczalności gazów ziemnych. W trakcie procesu sekwestracji CO2 powinien zatem zachodzić proces wypierania rozpuszczonych w solankach rodzimych gazów ziemnych i ich migracja do wyżejległych kulminacji, które stanowią złoża gazu ziemnego. Następowałby więc proces naturalnego uzupełnienia zasobów uwolnionym gazem ziemnym z możliwością jego późniejszego wydobycia. Monografia składa się z 7 rozdziałów. Rozdział 1 to przegląd literaturowy dotyczący badanego zagadnienia. Zaprezentowano w nim wiele koncepcji i wynalazków mających na celu umożliwienie pozyskiwania gazu ziemnego zawartego w głębokich poziomach solankowych. Są to techniki polegające głównie na wydobyciu nasyconej solanki na powierzchnię, a następnie odseparowaniu z niej rozpuszczonego gazu. Opisano również kilka projektów badawczych prowadzonych w Polsce i za granicą. Rozdział 2 dotyczy geologii. Zawiera ogólną charakterystykę geologiczną polskiej części basenu czerwonego spągowca i struktury niecki poznańskiej – jako potencjalnego krajowego obiektu sekwestracyjnego. W rozdziale opisano proponowaną koncepcję pozyskiwania gazu ziemnego poprzez zatłaczanie CO2 bezpośrednio do nasyconych poziomów solankowych w procesie sekwestracji CO2. Rozdział 3 przedstawia opis i wyniki kompleksowych badań właściwości fazowych mieszanin powstałych podczas zatłaczania CO2 do solanek zawierających metanowy gaz ziemny. Badania prowadzono z użyciem aparatury PVT firm Chandler i Ruska w złożowych warunkach ciśnienia i temperatury. Opisano użytą aparaturę, przedstawiono metodykę badań, w końcu zaprezentowano uzyskane rezultaty testów PVT gazów rodzimych (Ujazd-15, Porażyn-2A), ditlenku węgla i ich mieszanin pośrednich. Rozdział 4 zawiera opis i wyniki badań dotyczących zjawiska pęcznienia solanki wskutek zatłaczania do niej CO2 (ang. swelling test). Przedstawiono również rezultaty badań rozpuszczalności gazów ziemnych i CO2 w solankach złożowych i wodzie destylowanej. Rozdział 5 przedstawia szczegółową charakterystykę i wyniki eksperymentów prowadzonych na fizycznych modelach złoża. Doświadczenia wykonywano w złożowych warunkach ciśnienia i temperatury. Pierwszy omówiony eksperyment przeprowadzono na fizycznym modelu złoża bez porowatości. Kolejne eksperymenty pozwoliły zbliżyć się do bardziej rzeczywistych warunków, tj. były wykonywane w ośrodku porowatym. Testy udowodniły, że możliwe jest pozyskanie dodatkowych ilości gazu ziemnego poprzez wyparcie ich ze środowiska wodnego. Rozdział 6 opisuje numeryczny geologiczny model złoża, którym posłużono się w symulacjach procesu desorpcji gazu ziemnego z głębokich poziomów wodonośnych i geologicznej sekwestracji CO2. Przedstawiono specyfikację modelu symulacyjnego łącznie z parametrami petrofizycznymi, właściwościami płynu złożowego i ich wzajemnym oddziaływaniem. Symulacje numeryczne wykorzystujące specjalistyczne oprogramowanie (Eclipse firmy Schlumberger) były ukierunkowane na oszacowanie ilości gazu ziemnego możliwego do pozyskania podczas zatłaczania CO2 w procesie sekwestracji. W rozdziale opisano wpływ zatłaczania CO2 na ilość wydobytego gazu ziemnego – rozważono i przedyskutowano kilka scenariuszy prowadzenia tego procesu. Rozdział 7 prezentuje podsumowanie uzyskanych wyników badań oraz wnioski końcowe. Przedyskutowano w nim pewne koncepcje i strategie pozyskiwania gazu ziemnego z poziomów solankowych. Przedstawiono zalecenia dotyczące przyszłych prac.

EN

In the past few decades, greenhouse gases concentration has increased in the atmosphere and aroused concerns about climate change. It is believed, that greenhouse gases trap the heat radiated from the Earth's surface and lower layers of the atmosphere, causing global warming, and that carbon dioxide (CO2) accounts for about two thirds of the observed global warming. In the past 150 years, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere has surged from 280 ppm, to about 400 ppm. This was mainly as a result of burning fossil fuels. Increasing the efficiency and developing alternative energies, have been introduced as approaches, to reduce the level of carbon dioxide in the atmosphere. Geological storage of carbon dioxide has been studied comprehensively in the past decade, as a new solution, to reduce the carbon content in the atmosphere. This idea consists of capturing carbon dioxide from sources of emission and injecting it into deep geological formations. There are different methods of storage strategies: - injecting CO2 into depleted oil and gas reservoirs, - injecting CO2 in coal seams, - injecting CO2 into deep saline aquifers. Among these candidates, deep saline aquifers have the highest estimated storage capacity. On the other hand, it is erroneously believed, that deep saline aquifers have low economic value. Some aquifers contain sources of energy, such as dissolved methane or geothermal energy. Production of this energy can help offset the cost of Carbon Capture and Storage (CCS). Coal accounts for 95% of energy generation in Poland. Therefore, low carbon emitting technology with its 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 aquifers saturated by natural gases, tightness is confirmed by the presence of a lot of local gas accumulations, in their top structures. Special attention was focused on the Poznan Trough mega-aquifer, naturally saturated by native natural gases. This mega-structure represents a great potential for long-term underground CO2 storage in Poland, covering an area of 5000 km2. At present, these Rotliegend sandstones, represent a huge container of brine saturated with natural gas. Reservoirs of natural gas have been formed in its local culminations. As calculated, the Poznan Trough structure may contain dissolved natural gas resources, estimated as nearly 120 billion Nm3, and therefore, at the current documented level of natural gas reserves in Poland. Already in the 70's various ways of obtaining dissolved gas were considered. One of the most interesting proposals, seems to be the concept of storing CO2 in these layers. This gas has high solubility in reservoir water, much higher (ten times) than the solubility of natural gases. In the process of CO2 sequestration, the phenomenon of displacement of native natural gas (which originally saturates the underlying water) by CO2 injected into reservoir should occur. Such a displacement process, allows to replenish the gas cap by a volume, equivalent to methane gas dissolved in underlying water. This Monograph is organized into seven chapters. Chapter 1 contains the literature review related to this research. This chapter also describes many inventions and patents, regarding natural gas production from deep saline aquifers – conducted mainly by methane extraction from brine, in surface separation processes. It includes a description of some research and projects conducted both in Poland and abroad. Chapter 2 focuses on geology. It contains the geological characteristics of the Polish Rotliegend Basin and Poznan Trough mega-structure – the potential national sequestration object. The chapter introduces the proposed idea of obtaining natural gas resources, by injecting CO2 directly into the gas saturated saline aquifer, in the sequestration process. Chapter 3 deals with the comprehensive testing and analyses of the phase transitions/behavior of the mixtures, formed during the process of CO2 injection into saline aquifers saturated with natural gas. Studies were performed using the Chandler/Ruska PVT (Pressure-Volume-Temperature) systems at reservoir conditions. This chapter covers the PVT apparatus description, testing methodology and finally the results of the PVT study of native reservoir gases (Ujazd-15, Porażyn-2A), carbon dioxide and its mixtures with the native methane gases. Chapter 4 contains studies connected with the reservoir brine swelling process, during saturating it with CO2 – this is called the Swelling Test. The chapter also deals with a solubility study of native gases and carbon dioxide in reservoir brine and distilled water. Chapter 5 provides a detailed description and the results of my advanced experiments, performed on gas reservoir physical models with underlying water. These experiments were conducted at the reservoir (pressure and temperature) conditions. The first experiment was performed using a physical model having no porosity. Subsequent experiments allowed for the development of earlier studies, by using a more realistic model, with a porous rock matrix. These experiments have proven, that it is possible to achieve the additional natural gas volumes, by displacing it from saline aquifer. Chapter 6 describes a numerical model used to simulate the methane gas production, from deep saline aquifers and geologic storage of CO2. All of the specifications of the model, including petrophysical properties, fluid properties and rock-fluid properties, are explained in this chapter. Numerical simulations, performed using specialized software: Eclipse by Schlumberger company, were mainly focused on calculating the amount of gas possible to obtain during CO2 injection in the sequestration process. It describes the effect of injecting CO2 to methane gas recovery –various scenarios were simulated and discussed. Chapter 7 presents the summary of the results of the studies and conclusions. It also discusses the proposed ideas and strategies of obtaining methane gas from deep saline aquifers saturated with natural gas. Finally, some recommendations for future works are presented.

18

Uwarunkowania rozwoju czystych technologii wytwarzania energii z paliw kopalnych

Kryzia D., Gawlik L., Pepłowska M.

Polityka Energetyczna

|

2016

|

T. 19, z. 4

63--74

PL

Rozwój czystych technologii wytwarzania energii w Polsce zależy od wielu czynników. Autorzy zidentyfikowali najważniejsze z nich i scharakteryzowali w niniejszej pracy. Jednym z takich czynników jest niekorzystna struktura wiekowa krajowych bloków energetycznych, któ- ra determinuje realizację nowych inwestycji. Rosnące wymagania dotyczące ochrony środowiska przyrodniczego i ograniczenia w zakresie emisji gazów cieplarnianych niejako wymuszają wprowadzanie czystych technologii wytwarzania energii. Biorąc pod uwagę fakt, że węgiel jest podstawowym źródłem energii w Polsce, dominującym kierunkiem rozwoju czystych technologii będą technologie węglowe. Istotnym ograniczeniem dla ich wprowadzenia mogą być jednak wysokie koszty wytwarzania energii w tych technologiach, wynikające ze znacznych nakładów inwestycyjnych oraz wysokich kosztów eksploatacji. Kolejną barierą może być malejąca baza zasobowa, której zwiększenie będzie wymagało realizacji nowych inwestycji w krajowym przemyśle wydobywczym, co wpłynie na wzrost kosztów wytwarzania energii w technologiach węglowych. Ponadto większość czystych technologii energetycznych nie jest na tyle dojrzała, aby wprowadzać je do komercyjnego użycia. Budzi to obawy społeczne, które mogą doprowadzić do zablokowania realizacji inwestycji oraz zwiększa ryzyko inwestycyjne, zniechęcając inwestorów do finansowania tego rodzaju inwestycji.

EN

The development of clean energy technologies in Poland depends on many factors. The authors identified few most important ones and characterized them in this work. One of such factors is the unfavorable age structure of national power units which determines the development of new projects. The increasing requirements for environmental protection and restrictions on greenhouse gas emissions force the introduction of clean energy technologies. Considering the fact that coal is the primary source of energy in Poland, the dominant direction of clean technologies development will become the coal technologies. An important limitation to their introduction may be, however, the high cost of producing energy in these technologies resulting from substantial investment and high operating costs. Another barrier may be a declining resource base, increase of which will require new investments in the domestic mining industry that will have an impact on the cost of power generation in coal technologies. In addition, most of clean energy technologies are not mature enough for deployment and commercial use. This raises public concerns, which could lead to the retreat of the investment and increase the investment risk leading to discouraging investors to finance such investments.

19

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

Warnecki M.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 6

393--402

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.

20

The utilisation of fly ash in CO2 mineral carbonation

Jaschik J., Jaschik M., Warmuziński K.

Chemical and Process Engineering

|

2016

|

Vol. 37, nr 1

29--39

EN

The fixation of CO2 in the form of inorganic carbonates, also known as mineral carbonation, is an interesting option for the removal of carbon dioxide from various gas streams. The captured CO2 is reacted with metal-oxide bearing materials, usually naturally occurring minerals. The alkaline industrial waste, such as fly ash can also be considered as a source of calcium or magnesium. In the present study the solubility of fly ash from conventional pulverised hard coal fired boilers, with and without desulphurisation products, and fly ash from lignite fluidised bed combustion, generated by Polish power stations was analysed. The principal objective was to assess the potential of fly ash used as a reactant in the process of mineral carbonation. Experimental were done in a 1 dm 3 reactor equipped with a heating jacket and a stirrer. The rate of dissolution in water and in acid solutions was measured at various temperatures (20 – 80ºC), waste-to-solvent ratios (1:100 – 1:4) and stirrer speeds (300 – 1100 min -1). Results clearly show that fluidised lignite fly ash has the highest potential for carbonation due to its high content of free CaO and fast kinetics of dissolution, and can be employed in mineral carbonation of CO2.