Storage capacity of depleted gas reservoirs for carbon dioxide sequestration - material balance approach

In order to prevent CO2 concentrations in the atmosphere rising to unacceptable levels, carbon dioxide can be separated from the flue gas, for example from a power plants and subsequently sequestrated. Different technologies for carbon dioxide sequestration can be proposed. They are: - storage in depleted gas reservoirs, - storage in oceans and aquifers, - sequestration CO2 by means of so-called "mineral CO2 sequestration". A depleted gas reservoir represents an attractive target for carbon sequestration for several reasons. It contains a geological trap, transport and injection infrastructure. Moreover CO2 injection can be thought as enhance gas production either by re-pressurization or pressure maintenance. The purpose of this paper is to evaluate storage capacity of carbon dioxide in a depleted gas reservoir in relation to the recovery factor of hydrocarbons. A material balance equation for CO2 sequestration proposed by Lawal and Frailey (Lawal, Frailey, 2004) was modified to predict a CO2 sequestration volumes. On the basis of derived material balance equation there were made calculations for a chosen natural gas reservoir.

W celu obniżenia wzrostu koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze może on być wychwytywany z gazów spalinowych pochodzących głównie ze stacjonarnych źródeł emisji, np. elektrociepłowni, i składowany w formacjach geologicznych. Istnieje wiele potencjalnych technologii sekwestracji dwutlenku węgla m.in.: w sczerpanych złożach gazu ziemnego, w geologicznych strukturach zawodnionych, na dnach oceanów i inne. Sczerpane złoża gazu ziemnego stanowią naturalne zbiorniki geologiczne i mogą być wykorzystane do celów sekwestracji CO2, za czym przemawiają następujące fakty: stanowią one naturalne szczelne pułapki geologiczne, posiadają infrastrukturę wgłębną i napowierzchniową, ponadto zatłaczanie CO2 do sczerpanych złóż pozwoli na uzyskanie większego stopnia sczerpania węglowodorów przez podtrzymywanie czy też podniesienie ciśnienia złożowego. Celem artykułu jest przedstawienie metodyki oceny pojemności magazynowej głównie sczerpanych złóż gazu z zastosowaniem metod bilansu masowego. Autorzy dokonali modyfikacji modelu bilansu masowego zaproponowanego przez autorów (Lawal, Frailey, 2004) do sekwestracji CO2 w złożach gazu w celu określenia ich pojemności magazynowych. Przeprowadzono także obliczenia dotyczące przykładowego złoża znajdującego się w końcowej fazie eksploatacji.