Науковий вісник НГУ

Моделювання змін, що відбуваються в покриваючих породах при підземному геологічному зберіганні СО2

Рейтинг користувача:  / 2

Деталі

Категорія: Фізичні процеси

Останнє оновлення: Четвер, 17 жовтня 2013, 15:46

Опубліковано: Четвер, 08 листопада 2012, 10:00

Перегляди: 7724

Автори:

С.Р. Боблях, кандидат технічних наук, Національний університет водного господарства та природокористування, старший викладач кафедри розробки родовищ корисних копалин, м. Рівне, Україна

О.C. Стадник, Національний університет водного господарства та природокористування, м. Рівне, Україна

Р.М. Ігнатюк, Національний університет водного господарства та природокористування, аспірант, м. Рівне, Україна

П.К. Воробйов, Національний університет водного господарства та природокористування, м. Рівне, Україна

Реферат:

Мета. Геологічне зв’язування СО2 дозволяє відразу пом’якшувати глобальний вплив на навколишнє середовище шляхом видалення великих об’ємів цього газу з атмосфери. Головною метою цієї статті є оцінка факторів, що впливають на ін’єкції і зберігання СО2 у глибоких солоних водоносних горизонтах та прогноз руйнування покриваючих порід у результаті дестабілізації хімічної рівноваги.

Методика. Унаслідок великої масштабності проектів та довгих хронологічних рамок, сьогодні важко вивчати вплив секвестрації CO2 у солоних водоносних горизонтах за допомогою лабораторних і польових досліджень, що виконуються у короткі терміни часу. Для вирішення питань, що пов’язані з доцільністю та ризиком закачування СО2 під землю, ми використали геохімічне програмне забезпечення, що враховує термодинаміку й кінетику хімічних реакцій та масоперенесення. Серія розрахунків була здійснена за допомогою програми для реактивного транспорту Crunch Flow, що дало нам можливість порівняти результати моделювання зміни кислотності й пористості у покриваючих породах сховища із підвищеною кислотністю водоносного горизонту та у сховищі без підвищеної кислотності.

Результати. Результати моделювання показали, що ін’єкції CO2 потенційно можуть чинити вплив на покриваючі породи, змінюючи їх пористість за рахунок розчинення та осадження мінералів у зоні від декількох дециметрів до кількох метрів. Після моделювання ми виявили, що зміна рН вздовж профілю значно менша за амплітудою в непідкисленому сховищі, ніж у тому, що має підвищену кислотність. З іншого боку, вплив на пористість покриваючих порід у водоносних пластах без підвищеної кислотності більший, ніж у тих, що мають підвищену кислотність.

Наукова новизна. Вплив дифузії розчиненого СО2 на покриваючі породи та його вертикальне поширення є обмежений, а амплітуда суттєво залежить від рН води у водоносному пласті на контакті із покриваючою породою. Таким чином, наслідки впливу тривалого зберігання СО2 на цілісність покриваючих порід є невеликими, особливо для умов із домінуванням у системі карбонатів.

Практична значимість. Отримані результати дозволять нам прогнозувати зміну карбонатних покриваючих порід у разі підземного закачування СО2.

Список літератури / References:

1. Friedlingstein, P., Houghton, R.A., Marland, G., Hacker, J. and Boden, T.A. (2010), “Update on CO2 emissions”, Nature Geoscience, no.3.

2. Metz, B., Davidson, O. and Coninck, H.D. (2004), IPCC, special report on carbon dioxide capture and storage, in Summary of policymakers and technical summary, Intergovernmental Panel on Climate Change: United Nations.

3. Bachu, S. (2000), “Sequestration of CO2 in geological media: criteria and approach for site selection in response to climate change”, Energy Conversion and Management, no.41(9).

4. Bruant, R.G., Guswa, A.J., Celia, M.A. and Peters, C.A. (2002), “Safe storage of CO2 in deep saline aquifers”, Environmental Science & Technology, 36(11).

5. Zhang, Z.X., Wang, G.X., Massarotto, P. and Rudolph, V. (2006), “Optimization of pipeline transport for CO2 sequestration”, Energy Conversion and Management, no.47(6).

6. Callison, D., Jones, J. and Shelley, B. (2002), “Field studies of enhanced methane recovery and CO2 sequestration in coal seams”, World Oil, no.223(12), pp. 56–60.

7. Voormeij, D.A. and Simandl, G.J. (2004), “Geological, ocean, and mineral CO2 sequestration options: A technical review”, Geoscience Canada, no.31(1), pp. 11–22.

8. Gasda, S.E., Bachu, S., Celia, M.A. (2004), “The potential for CO2 leakage from storage sites in geological media: analysis of well distribution in mature sedimentary basins”, Environmental Geology, no.46(6–7), pp. 707–720.

9. Steefel, C.I. (2009), “CrunchFlow software for modeling multicomponent reactive flow and transport. User’s manual”, Earth Sciences Division. Lawrence Berkeley, National Laboratory, Berkeley, CA. October 12 – 91 p.

10. Steefel, C.I. and Lasaga, A.C. (1990), Evolution of dissolution patterns: Permeability change due to coupled flow and reaction. In Chemical Modeling in Aqueous Systems II (ed. D.C. Melchior and R.L. Bassett), ACS Symp. Ser. no.416, 212–225.

2012_5_bobliakh
2013-10-17  735.47 KB  1826

• < Попередня
• Наступна >