hrvatski

Kartiranje prostornog rasporeda poroznosti u svrhu procjene kapaciteta geološkog uskladištenja ugljičnog dioksida u dubokim slanim vodonosnicima jugozapadnog dijela Panonskog bazena

Smatra se da bi se smanjenjem emisije stakleničkih plinova u atmosferu za 50% uspostavila ravnoteža i eliminirao štetan utjecaj stakleničkih plinova na klimatske uvjete. Smanjenje emisije ugljičnog dioksida moguće je postići zamjenom fosilnih goriva obnovljivim izvorima energije, povećanjem učinkovitosti u transformaciji i korištenju energije, ali i kaptiranjem velikih stacionarnih izvora i skladištenjem ugljičnog dioksida u podzemlju, za što su uobičajeni nazivi “geološko skladištenje” ili “geosekvestracija”. Ugljični dioksid je moguće trajno uskladištiti u duboko smještene propusne i porozne stijene koje sadrže vodu povećane mineralizacije i čiji se slojevi nalaze na dubinama od 1000-2500 m. Takve “formacije” zovemo dubokim slanim vodonosnicima i oni se mogu naći u većini sedimentnih bazena. Stijene za geološko skladištenje CO₂ moraju zadovoljavati određene kriterije, kao što su povoljna poroznost i propusnost, dovoljno velika dubina zalijeganja, te postojanje izolatorskih stijena u krovini koje bi spriječile moguću migraciju CO₂ prema površini i njegovo ispuštanje u atmosferu. Na području Republike Hrvatske kao potencijalne stijene za uskladištenje CO₂ pokazali su se gornjomiocenski pješčenjaci u hrvatskom dijelu Panonskog bazena (EU GEOCAPACITY, 2009). Kao prva jedinica za koju su provedene detaljnije procjene kapaciteta uskladištenja odabran je regionalni duboki slani vodonosnik Poljana u zapadnom dijelu Savske depresije koji litostratigrafski odgovara jedinici pješčenjaci Poljana u tome području (PEREŠIN, 2011 ; KOLENKOVIĆ, 2012 ; KOLENKOVIĆ et al., 2013). Pješčenjaci Poljana odabrani su zbog povoljne dubine zalijeganja i značajne debljine propusnih slojeva. Izolatorske stijene predstavljaju lapori u neposrednoj krovini dubokog slanog vodonosnika koji svojim litološkim sastavom, debljinom i prostiranjem zadovoljavaju uvjete za regionalni izolator. Na izračun kapaciteta geološkog uskladištenja CO2 utječu brojni parametri od kojih se neki teže određuju. Pri dosadašnjem radovima na kartiranju potencijala ovog resursa u svijetu su korišteni ponešto različiti pristupi (PRELICZ et al., 2012), a nije se još uspjelo uspostaviti niti jedinstvenu terminologiju. Ipak, neke su stvari zajedničke jednostavno jer su već uspostavljene razvojem geofizičkih mjerenja i dubinskog kartiranja. Na temelju bušotina i seizmičkih mjerenja može se rekonstruirati oblik sedimentnih tijela i procijeniti trendove promjene dubine zalijeganja i debljine propusnih slojeva, zatim su tu i podaci o temperaturi i tlaku u podzemlju s tim da još jedna bitna stvar nedostaje – kolektorska svojstva. Poroznost treba što je moguće točnije odrediti jer se jedino tako može znati koliki je potencijal za geološko uskladištenje, a propusnost je isto tako važna jer će o tom svojstvu ovisiti kako će utisnuti ugljični dioksid migrirati u podzemlju, kao i koje su maksimalne brzine utiskivanja s obzirom na neizbježni porast tlaka u blizini utisnih bušotina. Propusnost je stoga obično presudna u lokalnim istraživanjima i ona je bitni dio geološkog modela jedne strukture u kojoj se želi napraviti podzemno skladište ugljika. Poroznost se, međutim ne može samo tako preskočiti ni pri početnim, regionalnim kartiranjima odnosno pri procjenama regionalnog potencijala primjene ove tehnologije. Regionalna procjena prostornog rasporeda poroznosti često je opterećena malim brojem ulaznih podataka. Postojeći model za duboki slani vodonosnik Poljana u zapadnom dijelu Savske depresije u disertaciji Ive Kolenković (KOLENKOVIĆ, 2012) napravljen je na temelju kvantitativne interpretacije karotažnih mjerenja iz 20 bušotina što predstavlja relativno mali broj ulaznih podataka za tako veliko područje istraživanja. To je dovelo do nesigurnosti prilikom interpretacije u područjima gdje su bušotine na velikom razmaku. Da bi se smanjile te nesigurnosti i povećala pouzdanost procjene u tim područjima, konstruirane su dvije nove karte. Prva na temelju regionalne regresijske analize ovisnosti poroznosti o srednjoj dubini (prema JELIĆ, 1984), što se pokazalo kao dobro rješenje za jednostavne procjene u nedostatku podataka. Mana ove metode je pretpostavka da se poroznost mijenja samo s dubinom, tj. stupnjem kompakcije pješčenjaka, što je na ovom objektu istraživanja dovelo do precijenjenih vrijednosti u plićim slojevima i podcijenjenih vrijednosti u središnjim, dubljim slojevima. Uzimajući u obzir da su se na istraživanom području istaložili pješčenjaci turbiditnim strujama, ova pretpostavka je rezultirala smanjenim vrijednostima specifičnog kapaciteta u središnjim dijelovima područja gdje su deblji slojevi pješčenjaka, te je tako podcijenjen ukupni kapacitet uskladištenja u dubokom slanom vodonosniku Poljana. Druga je karta konstruirana na temelju regresijske analize ovisnosti poroznosti o dva parametra - srednjoj dubini i efektivnoj debljini. Dobivene su veće vrijednosti specifičnog kapaciteta uskladištenja u središnjim, dubljim dijelovima vodonosnika u odnosu na model ovisnosti poroznosti o samo dubini, što je i očekivano zbog specifičnih uvjeta taloženja pješčenjaka. U oba je slučaja procijenjena vrijednost poroznosti i u bušotinama u kojima nije bilo odgovarajućih karotažnih mjerenja, te je povećana pouzdanost izračuna specifičnog i ukupnog kapaciteta uskladištenja ugljičnog dioksida. Ispitani modeli mogu poslužiti za planiranje istraživanja u područjima s većim potencijalom, odnosno na najperspektivnijim lokacijama. Literatura: EU GEOCAPACITY, Assessing European Capacity for Geological Storage of Carbon Dioxide (2009): Technical reports, FP-518318.: EU GeoCapacity. Storage Capacities. WP2.3 D12. JELIĆ, K. (1984): Odnos gustoće i poroznosti s dubinom litostratigrafskih formacija Savske i Dravske potoline.- Nafta, 35/12 ; str. 637-643, Zagreb. KOLENKOVIĆ, I. (2012): Mogućnosti za geološko skladištenje ugljičnoga dioksida u gornjomiocenskim pješčenjacima zapadnog dijela Savske depresije. Doktorska disertacija, Rudarsko-geološko-naftni fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 130 str., Zagreb. KOLENKOVIĆ, I., SAFTIĆ, B. & PEREŠIN, D. (2013): Regional Capacity Estimates for CO2 Geological Storage in Deep Saline Aquifers – Upper Miocene Sandstones in the SW part of the Pannonian Basin.- International Journal of Greenhouse Gas Control, 16, 180-186. PEREŠIN, D. (2011): Regionalna procjena kapaciteta uskladištenja ugljičnog dioksida u gornjomiocenskim pješčenjacima zapadnog dijela Savske depresije. Diplomski rad, Rudarsko-geološko-naftni fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 31 str., Zagreb. PRELICZ, R.M., MACKIE, E.A.V. & OTTO, C.J. (2012): Methodologies for CO2 storage capacity estimation: review and evaluation of CO2 storage atlases.- First Break, 30, 71-76.

ugljični dioksid; geološko skladištenje CO2; duboki slani vodonosnik; poroznost; kapacitet uskladištenja CO2.

Rad je pogreškom tiskan u zborniku kao pozvano predavanje, a pravo pozvano predavanje nije tiskano - vidi Saftić, 2015.