 |
Opracowanie wytycznych do zaprojektowania innowacyjnej technologii wydobycia gazu z łupków przy użyciu ciekłego CO2 na drodze analiz numerycznych i badań eksperymentalnych |
Cel projektu to opracowanie wytycznych do zaprojektowania innowacyjnej technologii wydobycia gazu z łupków przy użyciu ciekłego CO2. Technologia będzie oparta na wynalazku WAT dotyczącym wydobycia węglowodorów gazowych z kilku poziomów odwiertów lateralnych przy wykorzystaniu CO2 w stanie nadkrytycznym, co spowoduje wzrost wydajności odwiertu, ponieważ CO2 wywoła desorpcję CH4 ze struktury porowatej łupka, a przemiana termo-dynamiczna CO2 w złożu spowoduje zeszczelinowanie skały. Metoda jest bardzo korzystna z punktu widzenia ochrony środowiska, gdyż nie wymaga stosowania wody oraz środków chemicznych. Ciepło, które jest potrzebne do uzyskania efektu szczelinowania za pomocą ciekłego CO2 będzie pobierane samoistnie z górotworu otaczającego odwiert. Zaplanowane w tym projekcie badania numeryczne oraz eksperymentalne mają na celu weryfikację elementów technologii w warunkach laboratoryjnych, co znacznie ograniczy ryzyko i koszty realizacji technologii na odwiercie.
Cele szczegółowe projektu
Cele szczegółowe będą realizowane poprzez wykonywanie badań o charakterze analitycznym, numerycznym oraz badań laboratoryjnych. Zespół wykonawców z Wojskowej Akademii Technicznej, Politechniki Warszawskiej i Akademii Górniczo – Hutniczej w Krakowie oraz PGNiG dysponuje odpowiednimi laboratoriami oraz wiedzą i doświadczeniem koniecznymi do realizacji projektu.
Metodologia wykonywania projektu jest oparta na jego strukturze przedstawionej w Tabeli 1.
Struktura projektu składa się z dwóch kroków milowych:
Etap 1: Badania laboratoryjne i symulacyjne
Etap 2: Przygotowanie elementów eksperymentu
Taki podział struktury w dużej mierze wynika z minimalizacji ryzyka związanego z wykonaniem projektu oraz pozwoli zapewnić skuteczne i kompleksowe nim zarządzanie.
| Zad. | Tytuł | |
| ETAP I. Badania lab. i symulacyjne Miesiące 1-24 |
1 | Badania zjawiska adsorpcji i desorpcji CO2 i gazu łupkowego oraz swellingu w polskich łupkach. Badania oddziaływania CO2 w różnych stanach termodynamicznych na skałę w warunkach symulujących stan złoż w aspekcie jego degradacji. Określenie odległości między poziomymi odcinkami otworów kierunkowych. Symulacja procesu szczelinowania i przepływu złożowego |
| ETAP I. Badania lab. i symulacyjne Miesiące 1-24 |
2 | Badania nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych stosowanych w wiertnictwie na narzędzia do pracy w warunkach temperatury i ciśnienia panujących w złożu |
| ETAP I. Badania lab. i symulacyjne Miesiące 1-24 |
3 | Badania bilansu energetycznego procesu schładzania CO2 do żądanego stanu termodynamicznego w procesie transportu od źródła do otworu poprzecznego. Dobór proppantu. Badanie szybkości wtłaczania CO2 chłodzenia otworu. Analiza konstrukcji otworu. Badania zaczynów i kamienia cementowego. |
| ETAP I. Badania lab. i symulacyjne Miesiące 1-24 |
4 | Udostępnienie próbek rdzeni. Udostępnienie wyników badań geofizycznych niezbędnych do przeprowadzenia symulacji. Nadzór ekspercki nad pracami Etapu I, II i III. |
| ETAP II Przygotowanie elementów eksperymentu Miesiące 1-24 |
5 | Opracowanie konstrukcji, budowa oraz badania i certyfikacja zaworów regulacyjno-odcinających poziome otwory poprzeczne w odwiercie pionowym. Projekt, budowa i testy układów czujników kontrolujących procesy występujące w złożu podczas szczelinowania dwutlenkiem węgla. Dobór i badania rur doprowadzających CO2 do złoża. Opracowanie wytycznych do zaprojektowania technologii wydobycia gazu z łupków. |