Skip to content ↓

Informacje ogólne

Cel projektu

Głównym celem projektu jest określenie optymalnych parametrów, takich jak ciśnienie i przepływ objętościowy podczas zatłaczania CO2 do solankowych warstw wodonośnych. W warstwach tych solanka zajmuje przestrzenie porowe w skale. Wtłaczany CO2 wypiera solankę dzięki czemu możliwe jest składowanie CO2 podobnie jak to ma miejsce w zbiornikach. Teoretycznie wzrost ciśnienia zatłaczanego CO2 powinien zawsze skutkować wzrostem przepływu CO2 i ilości zgromadzonego gazu. Jednakże wyższe ciśnienie może prowadzić do wytrącania się soli w przestrzeniach porowych. Małe kryształy soli działają jak korki, które zatykają pory w skale i zmniejszają, a nawet uniemożliwiają przepływ gazu. Ponadto wzrost ciśnienia może mieć negatywny wpływ na samą skałę okalającą warstwę wodonośną, powodując jej szkodzenie a rezultacie prowadzić do wycieku CO2. Ponieważ procesy te nie są łatwo odwracalne, musimy przewidzieć, w jakich warunkach nastąpi wytrącanie się soli oraz jaki wpływ na skały będzie mieć zatłaczanie CO2. W tym celu planujemy zbadać oddziaływanie CO2 i solanki z różnymi rodzajami skał w szerokim zakresie ciśnień i temperatur. Kolejnym zadaniem jest analiza mieszania, równowagi fazowej CO2 i solanki oraz obserwacja ich przepływu przez mikrokanaliki.

Motywacja

Pomysł badań zrodził się z problemu magazynowania CO2. Istnieje szereg rodzajów struktur geologicznych nadających się do magazynowania tego gazu. Solankowe warstwy wodonośne są szeroko rozpowszechnione, często umieszczane są w pobliżu głównych źródeł CO2 dzięki czemu że cały proces zatłaczania będzie łatwiejszy i tańszy. Jednak zachowanie wstrzykiwanego CO2 i jego wpływ na tego rodzaje struktury nie jest dobrze znane.

Opis badań

Ponieważ tego rodzaju badań nie można przeprowadzić bezpośrednio pod ziemią, musimy odtworzyć warunki jakie panują w złożu w laboratorium. Ponieważ warstwy wodonośne będące potencjalnym miejscem zatłaczania znajdują się są na dużej głębokości, są one pod wysokim ciśnieniem. Do pomiarów wytrzymałości używamy prasy, która może określać odkształcenia próbek skalnych pod różnymi rodzajami obciążeń. Eksperymenty przeprowadza się dla próbek uzyskanych ze odwiertów. Porównuje się zachowanie próbek poddanych działaniu solanki i gazu pod wysokim ciśnieniem oraz nie poddanych takiemu działaniu. Pokazuje to możliwą zmianę właściwości geomechanicznych i geofizycznych badanych skał. Dynamika przepływu jest badania z wykorzystaniem miniaturowego systemu który pompuje CO2 i solankę przez próbkę skały. Próbkę można podgrzać lub poddać działaniu wysokiego ciśnienia. Sam przepływ można obserwować za pomocą mikroskopu i analizatora składu. Daje nam to informacje, w jakich warunkach oraz jakich miejscach badanego mikrokanału następuje wytrącanie się kryształów soli soraz jak to wpływa na przepływ.

Spodziewane rezultaty

Głównym efektem jest pełne zrozumienie procesu wytrącania soli pod wysokim ciśnieniem w formacjach skalnych. Może to prowadzić do budowy nowych, dokładnych modeli termodynamicznych, które mogą być później wykorzystane do optymalizacji przewidywania interakcji układu CO2 / solanka / skała. Kolejnym efektem jest budowa nowego sprzętu który może symulować warunki w warunkach złożowych i mierzyć wielkości termodynamiczne i geomechaniczne rządzące tym oddziaływaniem. 

Stopka