Naslov
Modeliranje termodinamičkih i petrofizičkih parametara za geološko skladištenje ugljičnog dioksida
(Modeling Thermodynamic and Petrophysical Parameters for Geological Storage of Carbon Dioxide)

Autori
Vulin, Domagoj

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
RGN Fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
26.03

Godina
2010

Stranica
120

Mentor
Juttner, Ivanka ; Saftić, Bruno

Ključne riječi
CO2; uskladištenje
(CO2; storage; CCS)

Sažetak
Direktiva 2009/31/EC Europskog Parlamenta i Vijeća o geološkom skladištenju CO2 koja je objavljena u Službenom glasniku EU 5. lipnja 2009. definira legislativni okvir za sigurno i pouzdano skladištenje CO2 u geološkim formacijama. Države članice imaju dvije godine za implementaciju Direktive u nacionalne legislative. Također, objavljeni su i dokumenti uključeni u “klimatsko- energetski paket EU”, poput amandmana Direktive 2003/87/EC kojima se u sustav trgovanja emisijama stakleničkih plinova uvodi i geološko uskladištenje CO2 kao jedna od mogućnosti za ovlašteno smanjivanje emisija. Istraživanja utiskivanja ugljičnog dioksida u Republici Hrvatskoj su dosegla visoku razinu, a započeta su još projektima za pridobivanje dodatnog iscrpka u osamdesetim godinama prošlog stoljeća. Osim preliminarnih procjena, kapacitet skladištenja CO2 za Republiku Hrvatsku nije izračunat. Jednoznačna metoda proračuna kapaciteta, za što je neophodna obrada termodinamičkih i petrofizičkih podataka, preduvjet je za procjenu skladištenja CO2 u odabranim podzemnim strukturama. Procjena kapaciteta uskladištenja se svodi na računanje mase CO2 koji se može utisnuti u pore: gdje je C koeficijent efikasnosti uskladištenja. Različito se računa za naftna i plinska ležišta, a različito za akvifere. Volumen pora za naftna ležišta se pretpostavlja iz pVT karakteristika nafte proizvedene iz ležišta i količine proizvedenih fluida (voda, nafta, plin otparen iz nafte). Tako se volumen pora i koeficijent efikasnosti uskladištenja za ležišta nafte i plina računaju principom nadomještanja 1:1, kojem je glavna pretpostavka da se crpljenjem fluida iz ležišta oslobodio određeni volumen za utiskivanje CO2. Zato će biti moguće utisnuti isti volumen CO2, pri čemu će ležišni tlak nakon utiskivanja te količine CO2 ponovo biti jednak početnom ležišnom tlaku prije proizvodnje. U procjenu je uključen niz parametara: • Termodinamički parametri vezani uz proračun kapaciteta skladištenja • Termodinamička svojstva CO2 i smjesa s velikim udjelom CO2 • Parametri koji utječu na pretvorbu proizvodnih podataka na ležišne uvjete • Petrofizički parametri vezani uz proračun kapaciteta skladištenja • Ležišni parametri vezani uz proračun kapaciteta skladištenja Za naftna ležišta, procjena oslobođenog volumena najviše ovisi o volumnom faktoru nafte, koji se mijenja ovisno o nizu ležišnih uvjeta. Procjena volumnog faktora nafte otežana je zbog činjenice da se naftna ležišta nakon određenog vremena proizvodnje zavodnjavaju. Tada nije moguće koristiti korelacije za volumni faktor u tako dugom periodu proizvodnje. Procjena volumnog faktora plina osjetljiva je na točnost procjene ležišnog tlaka i temperature te sastava plina. Kad sastav plina nije poznat, uobičajeno je koristiti korelaciju sa gustoćom plina, međutim za procjenu kapaciteta uskladištenja CO2 preciznija je procjena kad se za sastav plina pretpostavi da je sastav 100% metan. Na velikom broju podataka iz polja Šandrovac, Ivanić, Okoli i Žutica, pomoću Dykstra-Parsonsovog koeficijenta definirana je heterogenost poroznosti i propusnosti kako bi se pokazalo da Dykstra- Parsonsov koeficijent varijacije može poslužiti za kvalitativnu ocjenu pouzdanosti procjene efektivnog kapaciteta uskladištenja. Razmatrana je kompresibilnost pora kako bi se utvrdilo da je moguće procijeniti kapacitet samo na osnovi kompresibilnosti slane vode i pora. Usporedbom rezultata dobivenih računanjem bez kompresibilnosti može se korigirati koeficijent uskladištenja. Izračunati su kapaciteti za ukupno osamdeset potencijalnih skladišta CO2 u starim ležištima ugljikovodika i rezultati daju 47.8 Mt CO2 za skladišta u ležištima naftnih polja i 132 Mt za skladišta u ležištima plinskih polja. Uračunavanjem kompresibilnosti pora i vode pesimističnom aproksimacijom koeficijenata kompresibilnosti, izračunata je tablica kapaciteta za akvifer Sava-zapad koji je definiran u projektu EU GeoCapacity (2008). Za povećanje tlaka jedan bar dobiven je kapacitet uskladištenja 570.2 Mt CO2, a za povećanje tlaka pet bara je kapacitet uskladištenja 2310.2 Mt CO2.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Rudarstvo, nafta i geološko inženjerstvo

POVEZANOST RADA