Исследования для обеспечения проектов захоронения и утилизации углекислого газа

Мировая история закачки углекислого газа в подземные резервуары началась в 1958 г. и за прошедшие десятилетия разработаны национальные и международные стандарты по реализации соответствующих проектов. Особенность захоронения и утилизации углекислого газа в нефтеносные пласты заключается в его хорошей растворимости в нефтях, что приводит к снижению их вязкости и существенному повышению коэффициента извлечения.

Пока опыта полномасштабной закачки углекислого газа в подземные пласты у отечественной индустрии нет; в каждом конкретном случае выполняется оценка емкости хранения углекислого газа, устойчивости естественной покрышки к просачиванию газа, и особенно – изменения механических и фильтрационных свойств горных пород под воздействием углекислого газа, при растворении в пластовых водах образующем угольную кислоту.

Для обеспечения проектов захоронения и утилизации углекислого газа реализуются программы лабораторных исследований, подобных выполняемых для подсчета запасов углеводородов – с добавлением специфических тестов, ориентированных на определение динамики ключевых свойств горных пород в результате воздействия углекислого газа (в том числе оценку перекрывающих горизонтов – первичной и вторичной покрышек, а также буферного коллекторского горизонта).

Целями лабораторных исследований для обеспечения проекта захоронения и закачки СО₂ являются:

• оценка потенциальной вместимости хранилища СО₂, включая растворение в нефти и воде,
• получение лабораторных данных для оценки объемов дополнительно вытесняемой нефти,
• получение данных для обеспечения гидродинамического моделирования закачки СО₂,
• получение данных для геомеханического и 4D гидродинамического моделирования (обеспечение безаварийного бурения, сопряженное геомеханико-гидродинамическое моделирование),
• оценка коррозионной устойчивости оборудование и труб при закачке СО₂,
• оценка герметичности подземного хранения СО₂.

Динамика статического коэффициента Пуассона в результате воздействия на образцы керна углекислого газа

НЛЦ АО «Геологика» формирует программы лабораторных исследований с учетом геологических особенностей и степени изученности разреза,  предполагаемого состояния закачиваемого СО₂ (газообразный, жидкий или суперкритический) и текущего состояния пласта закачки. Программы работ включают оценку:

• динамики открытой пористости и проницаемости в результате закачки СО₂,
• изменений структуры порового пространства (групповая и пластовая капилляриметрия, ртутная порометрия, микро- и нанотомография, электронная микроскопия),
• динамики упруго-прочностных свойств пласта закачки и цементного камня,
• динамики проницаемости и изменения минерального состава на насыпной модели пласта (тонкой трубке, slim tube) значительной протяженности (до 70 м),
• относительных фазовых проницаемостей и коэффициентов вытеснения нефти СО₂ при разных режимах закачки газа,
• минимального давления смесимости (MMP) при закачке СО₂ в насыпную модель пласта на тонкой трубке,
• динамики проницаемости покрышки в результате воздействия СО₂ (технология GRI),
• капиллярных свойств горных пород покрышки в результате воздействия СО₂,
• растворимости СО₂ в нефтях и пластовой воде,
• степень корродирующего воздействия СО₂ на металлические трубы и элементы оборудования

Динамика абсолютной проницаемости по газу образцов после воздействия на них углекислого газа