Определение допустимого количества углекислого газа для размещения в геологической структуре
Резюме
Актуальность работы. В статье рассмотрены результаты исследования по определению допустимого количества углекислого газа (СО2) для размещения в геологической структуре – продуктивных пластах истощённых залежей углеводородного сырья, обеспечивающих надёжное хранение. Подземное размещение СО2 признано ключевой технологией сокращения выбросов в атмосферу и является важной частью проектов по улавливанию и размещению диоксида углерода. Проекты по захоронению СО2 в геологических структурах регулируются международными стандартами и российскими нормами, при этом к геологическим условиям и характеристикам вмещающих СО2 резервуаров предъявляются особые требования по обеспечению долгосрочного безопасного хранения. Закачка в истощённые нефтяные и/или газовые пласты – после извлечения нефти и газа эти хорошо изученные резервуары представляют собой наилучшее решение для захоронения СО2. Изучение перспектив и рисков захоронения СО2 в геологических структурах показывает, что геологические изменения (движения породы) могут вызвать миграцию СО2 из формации в менее герметичные породы и далее на поверхность земли. В связи с этим определение допустимого количества СО2 для размещения в геологической структуре является актуальной задачей. Целью исследования является оценка пригодности геологических структур для захоронения CO2 с учетом различных факторов, критериев и нормативных документов. Материалы и методы. Для определения допустимого количества CO2 для размещения в геологической структуре используют теоретические методы, которые учитывают критерии выбора структуры, такие как количественная оценка потенциала хранения, расчёт необходимого объёма закачки CO2 и оценка коэффициента растворения газа в пластовой воде. Результаты исследований. Предложен метод – уравнение для определения допустимого количества СО2 для размещения в геологической структуре с учётом обеспечения его долгосрочного безопасного хранения. Выделены некоторые критерии, по которым оцениваются потенциальные геологические структуры для захоронения CO2 с учётом изменения коэффициента сжимаемости углекислого газа.
Литература
Аникеев Д.П., Аникеева Э.С. Оценка различных доступных опций в пакетах гидродинамического моделирования для моделирования захоронения углекислого газа в геологические структуры различных типов // Актуальные проблемы нефти и газа. – 2023. – Вып. 2(41). – С. 108–123. DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2023-41.art7.
Архипов В.Н., Ященко С.А., Анкудинов А.А., Молчанова А.А., Смирнова Е.В. Технология CCS: от теории к практике // Экспозиция. Нефть. Газ. – 2023. – № 8. – С. 107–110. DOI: 10.24412/2076-6785-2023-8-107-110.
Васильева Д.А. Применение метода материального баланса для оценки снижения запасов газа // Молодой учёный. – 2021. – № 24(366). – С. 39–42.
Гасумов Р.А., Гасумов Э.Р. Оценка воздействия подземного размещения жидких отходов на геологическую среду (на примере истощенных газовых месторождений) // Юг России: экология, развитие. – 2025. – Т. 20. № 1. – C. 145–159. DOI: 10.18470/1992-10982025-1-13.
Гасумов Р.А., Гасумов Э.Р., Валиев В.М., Мусаева Ф. Геологические и технико-экономические аспекты проектирования подземных хранилищ газа в пластах-коллекторах // Геология и геофизика Юга России. – 2024. – Т. 14. № 4. – С. 152–165. DOI: 10.46698/ VNC.2024.24.13.013.
Дымочкина М.Г., Самодуров М.С., Павлов В.А., Пенигин А.В., Ушмаев О.С. Геологический потенциал улавливания и хранения диоксида углерода в Российской Федерации // Нефтяное хозяйство. – 2022. – № 12. – С. 20–23. DOI: 10.24887/0028-2448-2021-12-20-23.
Кислицын А.А., Кузнецов С.В. Оценка дренируемых запасов газа методом материального баланса // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2022. – № 6. – С. 56–72. DOI: 10.31660/0445-0108-2022-6-56-72.
Корзун А.В., Ступакова А.В., Харитонова Н.А., Асеева А.В., Осипов К.О., Прони- на Н.В. и др. Применимость природных геологических объектов для хранения, захоронения и утилизации углекислого газа (обзор) // Георесурсы. – 2023. – № 25(2). – С. 22–35. DOI: 10.18599/grs.2023.2.2.
Лапшин В.И., Волков А.Н., Шафиев И.М. Коэффициент сжимаемости газов и газоконденсатных смесей: экспериментальное определение и расчеты // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». – 2011. – № 1(6). – С. 120–131.
Макашева К.Н. Глобальные климатические изменения и экологическая безопасность: сравнительно-правовой анализ опыта России и Казахстана // Актуальные проблемы российского права. – 2023. – T. 18. № 12. – С. 178–186. DOI: 10.17803/19941471.2023.157.12.178-186.
Мосоров В.И., Тамилов М.Ю., Мотошкин П.В. Криогенная обработка нержавеющие стали // Образование и наука. – 2024. – С. 44–52.
Мустафина К.А., Сагидуллин А.К. Влияние гидрокарблоната натрия на образование и роста газового гидрата углекислого газа // Сборник научных трудов. Часть 2. Наука. Технологии. Инновации. Новосибирск: НГТУ, 2025. – С. 66–69.
Новиков Д.А., Фомина Я.В., Юрчик И.И. и др. Оптимальный комплекс критериев зонального прогноза перспектив захоронения углекислого газа в геологических формациях // Экология и промышленность России. – 2023. – Т. 27. № 4. – С. 44–49. DOI: 10.18412/18160395-2023-4-44-49.
Осипов А.В., Мустаев Р.Н., Монакова А.С., Бондарева Л.И., Данцова К.И. Механизмы и варианты утилизации и захоронения углекислого газа в недрах // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. – 2022. – № 4. – С. 40–53. DOI: 10.32454/00167762-2022-64-4-40-53.
Переверзева С.А., Коносавский П.К., Тудвачев А.В., Хархордин И.Л. Захоронение промышленных выбросов углекислого газа в геологические структуры // Вестник СанктПетербургского университета. Серия 7. Геология. География. – 2014. – № 1. – С. 5–21.
Раков Э.Г. Углерода диоксид // Большая российская энциклопедия. М.: Большая российская энциклопедия. – 2016. – Т. 32. – С. 662–663.
Рыбин И.В. Ресурсы метана в подработанном массиве – как опасное может стать полезным // Геология и геофизика Юга России. – 2025. – Т. 15. № 2. – С. 196–205. DOI: 10.46698/VNC.2025.99.81.001.
Современные проблемы и перспективные направления инновационного развития науки. // Сборник материалов международной научно-практической конференции. Т. 2. М.: Международная корпорация научных исследований и разработок, 2020. – 84 с.
Хан С.А., Дорохин В.Г., Бондаренко Н.П. Использование особенностей агрегатных состояний двуокиси углерода для замещения части буферного объёма подземных хранилищ газа // Газовая промышленность. – 2016. – № 4. – С. 50–54.
Arany D., Kurucz N., Korosi M. Phase behavior of potential drug delivery systems, polycaprolactone nonsteroidal anti-inflammatory drug in a pressurized carbon dioxide medium // ACS Omega. – 2025. – No. 10(51). – pp. 62657–62666.
Da Costa A.M., Da Costa P.V.M., Udebhulu O.D. et al. Potential of storing gas with high CO2 content in salt caverns built in ultra-deep water in Brazil // Greenhouse Gases: Science and Technology. – 2019. – Vol. 9. Issue 1. – pp. 79–94. DOI: 10.1002/ghg.1834.
Daval D., Sissmann O., Menguy N. et al. Influence of amorphous silica layer formation on the dissolution rate of olivine at 90°C and elevated pCO2 // Chemical Geology. – 2011. – Vol. 284(1–2). – pp. 193–209. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2011.02.021.
DeVries K.L., Mellegard K.D., Callahan G.D., Goodman W.M. Cavern roof stability for natural gas storage in bedded salt. Final Report. Rapid City: RESPEC, 2005. – 191 p.
Donadei S., Schneider G.S. Compressed air energy storage // Storing Energy. – 2022. – pp. 141–156. DOI: 10.1016/ B978-0-12-824510-1.00034-9.
Masoud R., Ilyushin P.Y., Baldina T.R. et al. Analysis of the assessment of the prospects for the burial of CO2 in unexplored aquifer complexes on the example of a facility in the Perm Region // Journal of Mining Institute. – 2024. – Vol. 270. – pp. 931–940.
Schussler U., Kummel R. Carbon dioxide removal from fossil fuel power plants by refrigeration under pressure // In: Proceedings of the 24th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference. Washington: IEEE, – 1989. DOI: 10.1109/IECEC.1989.74714.
Siddiqui F., Waqas G.M., Noma M. Application of general material balance on gas condensate reservoirs GIIP estimation // In: SPE/PAPG Annual Technical Conference. Islamabad, Pakistan. 2010. pp. 120–131.
Soon W., Baliunas S.L., Robinson A.B., Robinson Z.W. Environmental effects of increased atmospheric carbon dioxide // Energy and Environment. – 1999. – Vol. 13(5). – pp. 149–164. DOI: 10.1260/0958305991499694.
English
Русский
