Laboratory method to measure sealing capacity of caprocks

Adoption of geological sequestration as one of the main options for reducing carbon emissions to the atmosphere resulted in the intensification of research on various aspects relating to such a solution. The choice of structures for the potential storages must be preceded by a detailed characterization process. In addition to the appropriate location, capacity and injectivity, the most important issue is the proper seal, preventing the migration of injected CO2 into overburden, and ultimately to the atmosphere. The process of granting licenses for the injection of CO2 will require to confirm the sealing capacity of caprock by means of laboratory tests. In response to current trends and requirements in the laboratory of the Faculty of Drilling, Oil and Gas of AGH UST in Krakow the apparatus for direct examination of the sealing efficiency of poorly permeable rocks, acting as seal rocks, was created according to current standards. This article discusses the mechanism of capillary seal and basic laboratory methods for determining the capillary threshold pressure for CO2. The authors present the results of preliminary tests on shale samples with different permeabilities.

Przyjęcie geologicznej sekwestracji jako jednej z głównych opcji redukcji emisji dwutlenku węgla do atmosfery spowodowało intensyfikację badań nad różnymi aspektami związanymi z takim rozwiązaniem. Wybór struktur przeznaczonych na potencjalne składowiska musi być poprzedzony szczegółową ich charakteryzacją. Oprócz odpowiedniej lokalizacji, pojemności struktury czy jej iniekcyjności, najważniejszą kwestią jest odpowiednie uszczelnienie, uniemożliwiające migrację zatłoczonego CO2 do warstw nadległych, a w efekcie do atmosfery. Proces przyznawania pozwoleń na zatłaczanie CO2 będzie wymagał potwierdzenia szczelności struktury na drodze badań laboratoryjnych. W odpowiedzi na aktualne tendencje i wymagania w laboratorium Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie utworzono stanowisko badawcze pozwalające na bezpośrednie badanie własności uszczelniających skał słabo przepuszczalnych, występujących w roli skał uszczelniających, zgodne z aktualnymi standardami w tym zakresie. W niniejszym artykule omówiono mechanizm uszczelnienia kapilarnego oraz podstawowe metody laboratoryjnego określania ciśnienia progowego dla CO2. Autorzy przedstawili również wyniki wstępnych badań przeprowadzonych na próbkach skał łupkowych o różnych przepuszczalnościach.