Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Numerical procedure to effectively assess sequestration capacity of geological structures

100%

Szott W. , Miłek K.

|

tom R. 77, nr 12

783--794

EN

The paper presents a numerical procedure of estimating the sequestration capacity of an underground geological structure as a potential sequestration site. The procedure adopts a reservoir simulation model of the structure and performs multiple simulation runs of the sequestration process on the model according to a pre-defined optimization scheme. It aims at finding the optimum injection schedule for existing and/or planned injection wells. Constraints to be met for identifying the sequestration capacity of the structure include a no-leakage operation for an elongated period of the sequestration performance that contains a relaxation phase in addition to the injection one. The leakage risk analysis includes three basic leakage pathways: leakage to the overburden of a storage formation, leakage beyond the structural trap boundary, leakage via induced fractures. The procedure is implemented as a dedicated script of the broadly used Petrel package and tested on an example of a synthetic geologic structure. The script performs all the tasks of the procedure flowchart including: input data definitions, simulation model initialization, iteration loops control, simulation launching, simulation results processing and analysis. Results of the procedure are discussed in detail with focus put on various leakage mechanisms and their handling in the adopted scheme. The overall results of the proposed procedure seem to confirm its usefulness and effectiveness as a numerical tool to facilitate estimation of the sequestration capacity of an underground geological structure. In addition, by studying details of the procedure runs and its intermediate results, it may be also very useful for the estimation of various leakage risks.

PL

W artykule przedstawiono numeryczną procedurę szacowania pojemności sekwestracyjnej podziemnej struktury geologicznej jako potencjalnego obiektu sekwestracji. Procedura wykorzystuje symulacyjny model złożowy struktury i wykonuje wielokrotne przebiegi symulacyjne procesu sekwestracji na jej modelu zgodnie ze skonstruowanym w ramach pracy schematem optymalizacyjnym. Jego celem jest znalezienie optymalnego programu zatłaczania sekwestrowanego CO2 za pomocą istniejących i/lub planowanych odwiertów zatłaczających. Warunkiem koniecznym określenia pojemności sekwestracyjnej struktury jest brak ucieczki sekwestrowanego gazu w zakładanym okresie funkcjonowania obiektu, obejmującym wieloletnią fazę relaksacji po zakończeniu właściwego etapu zatłaczania. Analiza ryzyka ucieczki sekwestrowanego gazu rozpatruje trzy podstawowe drogi ucieczki: do nadkładu formacji składowania, poza granicę pułapki strukturalnej, przez indukowane szczeliny lub inne elementy nieciągłości struktury. Procedura ta zaimplementowana jest jako skrypt szeroko stosowanego pakietu Petrel firmy Schlumberger i testowana jest na przykładzie syntetycznej struktury geologicznej przedstawiającej fragment antykliny. Do opisu modelu statycznego oraz dynamicznego wykorzystano parametry pochodzące z modelu struktury, do której obecnie zatłaczane są powrotnie gazy kwaśne. Skrypt ten realizuje wszystkie zadania schematu blokowego procedury, obejmujące: definiowanie danych wejściowych, inicjowanie modelu symulacyjnego, sterowanie pętlami iteracji, uruchamianie symulacji, przetwarzanie i analizę wyników symulacji. Szczegółowo omówione zostały wyniki procedury, z uwzględnieniem różnych mechanizmów ucieczki, i ich analiza w przyjętym schemacie. Ogólne wyniki proponowanej procedury potwierdzają jej przydatność i skuteczność jako narzędzia numerycznego do oceny pojemności sekwestracyjnej podziemnych struktur geologicznych. Ponadto, poprzez badanie szczegółów przebiegu procedury i jej pośrednich wyników wskazuje, że narzędzie to może być również bardzo przydatne do szacowania różnych zagrożeń ucieczki sekwestrowanego gazu z badanej struktury.

2

Modelowanie struktur geologicznych i symulacje procesów złożowych - nowoczesne metody badawcze stosowane w INIG - PIB dla potrzeb górnictwa naftowego, górnictwa węglowego i podziemnego magazynowania energii

80%

Szott W. , Sowiżdżał K. , Budak P.

|

tom R. 23, Nr 9 (263)

10--15

PL

W artykule przedstawiono potrzebę, cele i korzyści stosowania symulacyjnych modeli struktur geologicznych zawierających surowce energetyczne oraz procesów zachodzących podczas eksploatacji tych surowców. Zagadnienia te są istotne w pracach badawczych służących górnictwu naftowemu, górnictwu węglowemu oraz innym sektorom przemysłu energetycznego. W artykule przedstawiono krótki rys historyczny rozwoju nowoczesnych metod modelowania i symulacji złożowych w pracach INiG - PIB, wykonywanych na potrzeby polskich i zagranicznych firm z ww. sektorów gospodarki. Opisano najważniejsze projekty badawcze i rozwojowe w tej dziedzinie zrealizowane w INiG - PIB. Zaprezentowano światowe kierunki rozwoju zagadnień modelowania i symulacji złożowych oraz plany poszerzenia możliwości INiG - PIB w tym zakresie.

EN

The paper presents the needs, aims and advantages of using reservoir modeling and simulations applied to underground geological structures confining energy resources and to phenomena of their exploitation. It includes historical description of the reservoir modeling development in the projects performed by INiG - PIB for Polish oil and gas industry. Main projects of this type are shortly presented. Directions of further development of the reservoir modeling and simulation are discussed and the next future plans of INiG - PIB in the field are revealed.

3

Long-term sequestration process in the Borzęcin structure – observation evidence of the injected acid gas migration and possible leakage

51%

Lubaś J. , Szott W. , Lętkowski P. , Gołąbek A. , Miłek K. , Warnecki M. , Wojnicki M. , Kuśnierczyk J. , Szuflita S.

|

tom nr 230

1--176

EN

The monograph presents the results of research carried out under the European SECURe (Subsurface Evaluation of CCS and Unconventional Risks) project in the years 2018-2020. A significant part of the SECURe project comprised evaluation of the effects of the long-term CO₂-H₂S sequestration process in the Borzęcin reservoir structure. This monograph includes all historical operational data determining assumed and implemented parameters of the process and various tests and analyses performed on downhole, as well as surface samples of reservoir fluids, taken from selected wells of the structure. They were aimed at identifying the propagation and intensity of acid gas migration within the structure and potential leakage pathways towards the ground surface. Some of the tests such as analysis of soil gas samples or samples of gas dissolved in brine have never been conducted before, and provided additional information on the safety of geological storage of acid gases within the Borzęcin structure. Corrosion potentials of well tubing and cement were also examined and analysed as they are crucial factors of well completion and leakage prevention. Key components of performed studies and analyses included a simulation model of the Borzęcin structure, constructed from a broad set of geological, geophysical and petrophysical data. The model was calibrated against available operational and measured data, and used to determine basic characteristics of the sequestration process such as: fluid saturations and compositions, their variation in time due to fluid migrations and the transition between various phases. The observation evidence indicating the absence of acid gas leakage from the Borzęcin structure was confirmed and explained by the simulation results of the sequestration process. The constructed and calibrated model of the structure was also used to predict the future performance of the current sequestration project. In addition, the capacity of the Borzęcin structure for increased sequestration was assessed by finding the optimum scenario of the risk-free sequestration performance.

PL

Monografia przedstawia wyniki badań przeprowadzonych w latach 2018-2020 w ramach europejskiego projektu SECURe. Jednym z działań podjętych w tym projekcie było określenie efektów długoterminowego procesu sekwestracji CO₂-H₂S w strukturze Borzęcin. Niniejsza monografia zawiera całość historycznych danych eksploatacyjnych, określających zastosowane i wdrożone procedury procesu sekwestracji oraz wyniki szeregu różnych pomiarów i analiz przeprowadzonych na uprzednio pobranych powierzchniowych i wgłębnych próbkach płynów złożowych. Miały one na celu identyfikację migrujących w strukturze gazów kwaśnych oraz określenie potencjalnych dróg wycieku w kierunku powierzchni Ziemi. Niektóre spośród nich, takie jak wykonane po raz pierwszy analizy próbek powietrza glebowego oraz odgazowania solanki wgłębnej, dostarczyły dodatkowych informacji na temat bezpieczeństwa geologicznego składowania gazów kwaśnych w strukturze Borzęcin. Zbadano również potencjał korozyjny rur zatłaczających oraz płaszcza cementowego, ponieważ są one kluczowymi elementami wyposażenie odwiertów i zapobiegania wyciekom. Istotnym elementem wykonanych badań i analiz jest model symulacyjny struktury Borzęcin, skonstruowany w oparciu o całość dostępnych danych geologiczno-złożowych. Model ten został skalibrowany z wykorzystaniem historycznych danych eksploatacyjnych oraz wyników dodatkowych pomiarów, a następnie wykorzystany do określenia podstawowych cech procesu sekwestracji, takich jak skład i nasycenie płynów złożowych, ich zmienność w czasie spowodowaną migracją i przejściem między różnymi fazami. Wyniki obserwacji świadczące o braku wycieku gazów kwaśnych ze struktury Borzęcin zostały potwierdzone i objaśnione wynikami symulacji analizowanego procesu sekwestracji. Skonstruowany i skalibrowany model struktury wykorzystano również do określenia przyszłej charakterystyki prowadzonego obecnie procesu sekwestracji. Ponadto oszacowano objętość sekwestracyjną struktury Borzęcin poprzez określenie optymalnego scenariusza procesu sekwestracji pozbawionego ryzyka wycieku zatłaczanego gazu.