Cele projektu - ogólna idea projektu

Powrót

Podstawą opracowania technologii, do której wdrożenia wytyczne są celem realizacji projektu, jest metoda sprzężonego wydobycia węglowodorów gazowych i magazynowania CO₂ w otworach poziomych, która została opisana w zgłoszeniu patentowym P.398228 dokonanym przez Wojskową Akademię Techniczną.
Przedmiotem proponowanego przez WAT wynalazku jest metoda sprzężonego wydobycia węglowodorów gazowych i magazynowania CO₂ z poziomych otworów małośrednicowych wykonanych w pojedynczym odwiercie pionowym. Jest to sposób wydobycia węglowodoru gazowego (gazu łupkowego) poprzez wpompowanie w poziome otwory ciekłego, sprężonego i schłodzonego CO₂, co powoduje wniknięcie CO₂ w skałę i jego przemianę fazową pod wpływem panującej w złożu temperatury. Powoduje to intensywne spękanie skały (łupka lub skały o strukturze porowatej, np. spągowca czerwonego), adsorpcję CO₂ i jednoczesną desorpcję węglowodoru gazowego (gazu łupkowego). Energia potrzebna do uzyskania efektu szczelinowania będzie pobierana przez medium szczelinujące bezpośrednio z górotworu. Zatem proces szczelinowania w znacznej części będzie przebiegał samoistnie, siłami natury, co pozwoli obniżyć koszty metody i chronić środowisko naturalne.
Dodatkową zaletą ekologiczną metody jest to, iż CO₂ będzie pochodzić z zakładów przemysłowych (np. elektrowni, cementowni), które emitują go do atmosfery i są obciążane kosztami limitów (protokół z Kyoto).
Docelowo planuje się przeprowadzenie zabiegu szczelinowania za pomocą ciekłego CO₂ w układzie co najmniej dwóch odwiertów pionowych z odcinkami lateralnymi na dwóch poziomach (rys. 1). Docelowo uważa się, że ze względu na uzyskanie wysokiej efektywności proponowanej technologii będzie się wykonywać układ co najmniej ośmiu takich odwiertów (rys. 2).

      

W docelowej technologii proces szczelinowania proponuje się prowadzić następująco:

1. Przygotowanie co najmniej dwóch odwiertów lateralnych na różnych poziomach
2. Wprowadzenie do dolnego poziomu rur do zatłoczenia CO₂ i ich wstępne schłodzenie ciekłym azotem oraz zamknięcie zaworem górnego poziomu
3. Zatłoczenie CO₂ wymieszanego z propanem i ewentualnie środkiem uszczelniający złoże i zamknięcie zaworu odcinającego dolny poziom
4. Monitoring wzrostu ciśnienia w otworze i rozwoju szczelin
5. Otwarcie zaworu górnego i odbiór gazu.

W celu uzyskania czystego metanu proponuje się docelowo stosować separatory gazów. CO₂ oddzielony w ten sposób od metanu może być ponownie wtłaczany do złoża. Dodatkowo do monitoringu wycieku CO₂ stosowane będą technologie LIDAR.

Cele szczegółowe będą dotyczyć kolejnych etapów realizacji projektu. Będą obejmować zagadnienia takie, jak:

1. Badania zjawiska adsorpcji i desorpcji CO₂ i gazu łupkowego oraz swellingu w polskich skałach gazonośnych występujących w polskich warunkach geologicznych
2. Badania oddziaływania CO₂ w różnych stanach termodynamicznych na skałę w warunkach symulujących stan złoża w aspekcie jego degradacji. Określenie odległości między poziomymi odcinkami otworów kierunkowych. Symulacja procesu szczelinowania i przepływu złożowego.
3. Badania nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych stosowanych w wiertnictwie na narzędzia do pracy w warunkach temperatury i ciśnienia panujących w złożu
4. Badania bilansu energetycznego procesu schładzania CO2 do żądanego stanu termodynamicznego w procesie transportu od źródła do otworu poprzecznego. Dobór proppantu. Badanie szybkości wtłaczania CO₂ i chłodzenia otworu. Analiza konstrukcji otworu. Badania zaczynów i kamienia cementowego.
5. Opracowanie konstrukcji, budowa oraz badania i certyfikacja zaworów regulacyjnoodcinających poziome otwory poprzeczne w odwiercie pionowym.
6. Projekt, budowa i testy układów czujników kontrolujących procesy występujące w złożu podczas szczelinowania dwutlenkiem węgla
7. Dobór i badania rur doprowadzających CO₂ do złoża.
8. Udostępnienie próbek rdzeni. Udostępnienie wyników badań geofizycznych niezbędnych do przeprowadzenia symulacji. Nadzór ekspercki nad pracami Etapu I i II.
9. Opracowanie wytycznych do zaprojektowania technologii wydobycia gazu z łupków

Z uwagi na zróżnicowane warunki realizacji powyższych zadań niezbędne jest etapowe podejście do problemu.