Author:
Gábor Pál Veres MOL Ltd. Budapest Hungary; MOL Nyrt. Budapest Magyarország
Institute of Petroleum and Natural Gas, Faculty of Earth Sciences and Engineering, University of Miskolc Miskolc-Egyetemváros Hungary; Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, Kőolaj és Földgáz Intézet Miskolc-Egyetemváros Magyarország

Search for other papers by Gábor Pál Veres in
Current site
Google Scholar
PubMed
Close
https://orcid.org/0000-0002-2880-1323
Open access

Summary.

The research deals with the investigation of one alternative of carbon-dioxide utilization – underground storage – from a petroleum geoscience point of view. The basic assumptions and the results of the laboratory studies to be carried out later are based on a specific hydrocarbon field in Hungary. The previously measured and studied geological and petrophysical parameters of the reservoir (porosity, permeability, saturation, capacity, etc.) will be restudied and specified, based on the results of the new concept of laboratory experiments.

By defining these parameters, a 3D geological model, a “Dynamic model” will be created to understand the effect of carbon-dioxide injection on the dynamic behavior of a moderate-tight sandstone reservoir. Based on the results of the dynamic model, the storage capacity will be defined. The carbon-dioxide injection laboratory experiments will contribute to understanding these underground geo-chemical reactions (e.g. carbonation ability, compositional variation) and flow characteristics.

Összefoglalás.

Korunk egyik legmeghatározóbb problémája az üvegházhatású gázok, különösen a szén-dioxid kibocsátásának csökkentése. Alapvetően két fő ágra oszlanak ezen törekvések: egyrészt a kibocsátásért felelős technológiák optimalizálására/„zöldítésére”, másrészt a már kibocsátott szén-dioxid hasznosítására (CCU), illetve befogására és letárolására (CCS). A kutatás a szén-dioxid hasznosítás egyik alternatívájával, a föld alatti letárolás lehetőségének vizsgálatával foglalkozik földtudományi aspektusból.

A kézirat alap felvetései és a későbbiekben magmintákon elvégzendő laborkísérletek eredményei egy konkrét, Magyarországon található szénhidrogén mezőre vonatkoznak. Emiatt más szén-dioxid tárolására alkalmas földtani képződmény (sókaverna, széntelep, illetve sósvizes aquifer) vizsgálatára a tanulmány nem tér ki. A laborkísérletek eredményeinek segítségével az előzetesen a mérnöki gyakorlatban használt és ismert tárolói paraméterek (porozitás, permeabilitás, kapacitás, telítettség stb.) kerülnek pontosításra. Az elvégzendő labormérések: higany besajtolásos porozitás vizsgálat, centrifugális kapilláris nyomásgörbe és relatív permeabilitási görbék meghatározása, röntgendiffrakciós anyagvizsgálat. Ezen paraméterek ismeretében egy pontosított földtani modell kerül megalkotásra.

A kutatás első fázisában a már meglévő, ipari gyakorlatban alkalmazott kőzetvizsgálati módszerek kerültek felülvizsgálatra, és egy új szemléletű, az eddigi módszereket pontosító eljárás került kidolgozásra a hazai geológiai formációkra vonatkoztatva. A későbbiekben a kőzetmintákon végzett tárolói paramétereket szimuláló szén-dioxid besajtolási kísérletek a föld alatti reakciók (pl. karbonátosodási képesség) és az áramlástani sajátosságok megértéséhez és modellezéséhez is hozzájárulhatnak. Feltételezhetően a föld alatti reakcióknak köszönhetően egy, a korábbi becslésektől eltérő tárolótérfogatot lehet meghatározni.

Megállapításra került, hogy a szén-dioxid szuperkritikus állapotban besajtolva, rétegvízzel rendelkező zárt rétegekben egybefüggő „csóvaként” vándorol a porózus kőzeteken keresztül, amely a gravitációs szegregáció következtében vertikálisan kitágul a fedőkőzet alatt. Az oldalirányú szén-dioxid expanzió folyamatát a folyadékok csapdázódása korlátozza. Ezért a többfázisú áramlás és csapdázódás alapos vizsgálata elengedhetetlen a tárolókapacitás pontos meghatározásának érdekében.

A szén-dioxid besajtolhatóságát és a tárolási kapacitást nagymértékben befolyásolja a szén-dioxiddal telített sóoldat relatív permeabilitása, amely erősen függ a kőzet heterogenitásától. Miljkovic (2006) sóoldattal telített homokkő minták szimulációs méréseit hasonlította össze, amelyek csak a heterogenitás tekintetében tértek el egymástól. Megmutatta, hogy a kis strukturálatlan heterogenitás, úgy tűnik, nem befolyásolja jelentősen a CO2 telítettségét és ennek következtében a tárolási kapacitást. Ezzel ellentétben Kuo és társai (2011) kimutatták, hogy a telítési profilt erősen befolyásolja a mag heterogenitása, és nagy injektálási sebességre van szükség ahhoz, hogy a heterogén közeg relatív állandó telítettségét elérje a homogénhez képest. Hozzájuk hasonlóan Shi és társai (2009) heterogén homokkő magokon szimulálták a szén-dioxiddal telített sóoldat elvezetését és beszívódását. Kimutatták, hogy a porozitás változása szignifikáns hatással volt a CO2 migrációs mintázatára alacsony kiszorítási sebesség mellett és ez fokozatosan eltűnik az injektálási sebesség növelésével.

Fontos célkitűzésként jelenik meg a kutatásokban ezen tézisek vizsgálata, valamint a többfázisú áramlási kísérletek elvégzése a magyarországi CCS potenciális jelöltjeként számon tartott tároló magmintáin. A víz-gáz elvezetési relatív permeabilitási vizsgálatok szimulált tározókörülmények között szintén fontos új információkat fognak szolgáltatni, melyek lehetőséget teremtenek a CO2 front végső eloszlásának meghatározására, valamint javaslattételre a tárolási kapacitás pontosítására és a geokémiai változásokra az adott tárolórétegekre jellemző heterogenitás függvényében.

  • 1

    AlQuraishi, A. A., Siddiqui, S., & Algadi, O. A. (2017) Influence of heterogeneities on CO2 sequestration in potential saline formations. 13th Offshore Mediterranean Conference and Exhibition in Ravenna, Italy, March 29–31, 2017.

  • 2

    Concawe (2020) Technology scouting-carbon capture: From today’s to novel technologies. Report no. 18/20.

  • 3

    Dmour, H., & Shokir, E. (2010) Pre-post frac test data analysis for hydraulically fractured vertical tight gas well-field case study. Petroleum Science and Technology, Vol. 28. pp. 155–175. https://doi.org/10.1080/10916460903058061

  • 4

    EU Carbon Price Tracker (2022) The latest data on EU ETS carbon prices. https://ember-climate.org/data/data-tools/carbon-price-viewer/ [Downloaded: 25 Aug 2022].

  • 5

    Eurostat (2022) European Commission. https://ec.europa.eu/eurostat/web/products-eurostat-news/-/ddn-20220215-1 [Downloaded: 22 Aug 2022].

  • 6

    Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2005) Special report on carbon dioxide capture and storage. World Meteorology Organization, Geneva, Switzerland.

  • 7

    Kovács Zs. (2018) Hydrocarbons in Hungary. In: Kovács Zs. (ed.) Results and opportunities. Budapest, Hungarian Energy and Public Utility Regulation Authority. pp. 98–99.

  • 8

    Kuo, C. W., Perrin, J. C., & Benson, S. (2011) Simulation studies of effect of flow rate and small scale heterogeneity on multiphase flow of CO2 and brine. Energy Procedia, Vol. 4. pp. 4516–4523.

  • 9

    Miljkovic, L. (2006) Effect of rock heterogeneity and relative permeability on CO2 flow in brine-saturated berea sandstone. http://nature.berkeley.edu/classes/es196/projects/2006final/miljkovic.pdf [Downloaded: 02 Dec 2021].

  • 10

    Negara, A., SPE, Salama, A., & Sun, S. (2014) Density-driven flow simulation in anisotropic porous media: Application to CO2 geological sequestration. SPE-SAS Annual Technical Symposium & Exhibition held in Al Khobar, Saudi Arabia, April 21–24, 2014 (SPE-SAS-381).

  • 11

    Shi, J. Q., Xue, Z., & Durucan, S. (2009) Supercritical CO2 core flooding and imbibition in Tako sandstone–Influence of sub-core scale heterogeneity. International Journal of Greenhouse Gas Control, Vol. 5. No. 1. pp. 75–87.

  • 12

    Veres G. P. (2021) Magyarország energiastratégiája a klímasemlegesség tükrében. Multidiszciplináris tudományok, Vol. 11. No. 1. pp. 69–75. https://doi.org/10.35925/j.multi.2021.1.7

  • 13

    Zachar J., Tóth M. T., & Janák M. (2007) Kyanite eclogite xenolith from the orthogneiss terrane of the Tisza Megaunit, Jánoshalma area, crystalline basement of southern Hungary. Lithos, Vol. 99. Nos 3–4. pp. 249–265. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2007.06.001

  • Collapse
  • Expand
The author instructions are available in separate PDFs.
Please, download the Hungarian version from HERE, the English version from HERE.
The Submissions templates are available in MS Word.
For articles in Hungarian, please download it from HERE and for articles in English from HERE.
 

Editor-in-Chief:

  • Tamás NÉMETH 
    (Institute for Soil Sciences and Agricultural Chemistry, Centre for Agricultural Research
    Budapest, Hungary)

Managing Editor:

  • István SABJANICS (Ministry of Interior, Budapest, Hungary)

Editorial Board:

  • Valéria CSÉPE (Research Centre for Natural Sciences, Brain Imaging Centre)
  • János JÓZSA (Budapest University of Technology and Economics)
  • Melinda KOVÁCS (Hungarian University of Agriculture and Life Sciences (MATE))
  • Miklós MARÓTH (Eötvös Loránd Research Network)
  • Charaf HASSAN (Budapest University of Technology and Economics)
  • Zoltán GYŐRI (Hungaricum Committee)
  • József HALLER (University of Public Service)
  • Attila ASZÓDI (Budapest University of Technology and Economics)
  • Zoltán BIRKNER (National Research, Development and Innovation Office)
  • Tamás DEZSŐ (Migration Research Institute)
  • Imre DOBÁK (University of Public Service)
  • András KOLTAY (National Media and Infocommunications Authority)
  • Gábor KOVÁCS (University of Public Service)
  • József PALLO (University of Public Service)
  • Marcell Gyula GÁSPÁR (University of Miskolc)
  • Judit MÓGOR (Ministry of Interior National Directorate General for Disaster Management)
  • István SABJANICS (Ministry of Interior)
  • Péter SZABÓ (Hungarian University of Agriculture and Life Sciences (MATE))
  • Miklós SZÓCSKA (Semmelweis University)

Ministry of Interior
Science Strategy and Coordination Department
Address: H-2090 Remeteszőlős, Nagykovácsi út 3.
Phone: (+36 26) 795 906
E-mail: scietsec@bm.gov.hu

DOAJ

2020  
CrossRef Documents 13
CrossRef Cites 0
CrossRef H-index 0
Days from submission to acceptance 247
Days from acceptance to publication 229
Acceptance Rate 36%

Publication Model Gold Open Access
Submission Fee none
Article Processing Charge none

Scientia et Securitas
Language Hungarian
English
Size A4
Year of
Foundation
2020
Volumes
per Year
1
Issues
per Year
4
Founder Academic Council of Home Affairs and
Association of Hungarian PhD and DLA Candidates
Founder's
Address
H-2090 Remeteszőlős, Hungary, Nagykovácsi út 3.
H-1055 Budapest, Hungary Falk Miksa utca 1.
Publisher Akadémiai Kiadó
Publisher's
Address
H-1117 Budapest, Hungary 1516 Budapest, PO Box 245.
Responsible
Publisher
Chief Executive Officer, Akadémiai Kiadó
Applied
Licenses
CC-BY 4.0
CC-BY-NC 4.0
ISSN ISSN 2732-2688

Monthly Content Usage

Abstract Views Full Text Views PDF Downloads
Aug 2022 0 0 0
Sep 2022 0 0 0
Oct 2022 0 0 0
Nov 2022 0 0 0
Dec 2022 0 62 27
Jan 2023 0 23 13
Feb 2023 0 0 0