 |
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.
Opis projektu
Wpływ wyników projektu na rozwój nauki i technologii
Na skuteczność szczelinowania wpływa wiele czynników, m.in. skład skały. Specyfika skał łupkowych w Polsce charakteryzuje się dużą niejednorodnością i znacząco odbiega od struktur gazonośnych znajdujących się na terenie USA. Trzeba się liczyć z innymi warunkami geologicznymi w naszym kraju, które mogą stwarzać trudności badawcze i eksploatacyjne. Zdaniem prezesa ExxonMobil konieczne są dodatkowe badania laboratoryjne i analizy złóż, by lepiej przygotować zabiegi szczelinowania [5, 6].
Istotne więc są prace nad rozwojem technologii krajowej do eksploatacji złóż gazu łupkowego lub innych węglowodorów gazowych oraz metod, które będą bezpieczne z punktu widzenia ekologii oraz opłacalne ekonomicznie. Ważne jest opracowanie technologii, która mogłaby pomóc w wydobyciu gazu ze skał złożowych w polskich warunkach geologicznych.
W projekcie planuje się opracowanie zoptymalizowanej pod kątem wydajności odwiertu technologii wydobycia węglowodorów gazowych z otworów poziomych (kierunkowych) względem głównego odwiertu poziomego w złożach łupków gazonośnych.
W ramach tej technologii planuje się wykorzystać ciekły dwutlenek węgla jako płyn szczelinujący (zgłoszenia patentowe członków zespołu WAT nr P.398228 i P.398274). Pozwoliłoby to na uniknięcie zastrzeżeń ekologów dotyczących procesu hydraulicznego szczelinowania skał. Dodatkowo umieszczenie gazu cieplarnianego głęboko pod ziemią może ograniczyć emisję CO2 do atmosfery, a tym samym wspomóc spełnienie wymagań Unii Europejskiej dotyczących zjawisk związanych z efektem cieplarnianym.
Innowacyjnymi elementami w porównaniu z innymi rozwiązaniami jest możliwość wykorzystania tylko jednego odwiertu pionowego (mogą być już istniejące) z otworami poziomymi do przeprowadzenia całego procesu wydobywczego oraz zastosowanie jej do odwiertów wyeksploatowanych w celu poprawy bilansu wydobycia z tego odwiertu.
Opracowanie krajowej technologii pozwoli na znaczący rozwój ośrodków naukowych, a szczególnie zwiększenie ich potencjału laboratoryjnego, rozwój naukowy kadr (prace doktorskie i habilitacyjne) oraz zwiększenie ich konkurencyjności na świecie.
Technologia wymaga wypracowania własnych metod i ścieżek badawczych oraz rozwiązań konstrukcyjnych w odniesieniu do wielu dziedzin wiedzy, jak mechanika gruntów, termodynamika, logistyka przedsięwzięć i wiele innych.