Návrh konstrukce a vystrojení sond pro geosekvestraci CO2 v kolektorských vrstvách.

Martin Klempa

Doctoral thesis

The Construction and Equipment Concept of Injection Welles for Geosequestration of CO2 in Reservoir Formations.

Abstract:

Zachytávání a uskladňování oxidu uhličitého (CCS – Carbon, Capture and Storage) je považováno za jedno z možných řešení jak alespoň z části redukovat emise CO2 z lidské činnosti a přitom mít z této činnosti sekundární zisk v podobě např. zvýšení výtěžnosti některých ložisek ropy. Cílem této práce je zhodnotit současný stav poznání této problematiky, které zahrnuje technickou, vědeckou, environmentální a společenskou dimenzi uskladňování a navrhnout technické řešení vystrojení vtláčecí sondy pro CO2. Jedním z cílů disertační práce je charakterizovat vlastní proces geosekvestrace CO2 a zhodnotit možné varianty v podmínkách České republiky. Zdá se, že jedinou relativně reálnou možností pro Českou republiku je vtláčení oxidu uhličitého do ložisek uhlovodíků a přitom u dotěžovaných ložisek ropy využít efektu navýšení denní těžby. Proto je jedna z částí disertační práce krátce zaměřena i na chování CO2 v interakci s ropou v bezprostředním okolí vtláčecí sondy. Hlavním cílem disertační práce je navržení konstrukce a vystrojení vtláčecí sondy. Je zřejmé, že CO2 bude mít korozívní účinky na veškeré vystrojení sondy, takže část práce je věnována výzkumu vlivu oxidu uhličitého na pažnice, stupačky a pakry a dále na kvalitu cementace a interakce CO2 na kontaktu hornina x cement x pažnice. Součástí práce je i zhodnocení stávajícího stavu vystrojení sond určených momentálně pro těžbu uhlovodíků a návrh možného převystrojení tak, aby se z těžební sondy mohla stát sonda vtlačná. Na tuto část pak navazuje návrh odvrtání a vystrojení zcela nové sondy určené pouze pro injektáž CO2.

Abstract:

Capture and storage of carbon dioxide (CCS - Carbon Capture and Storage) is considered one of the possible ways at least in part to reduce CO2 emissions from human activities and still benefit from this activity, secondary gain in the form of eg. increase the yield of some oil fields. The aim of this study is to evaluate the current state of knowledge of this problem, which includes technical, scientific, environmental and social dimensions of storage and engineer the equipping well for CO2 injection. One of the objectives of the dissertation is to describe the actual process geosequestration CO2 and evaluate possible options in the Czech Republic. It seems that the only real option for relatively Czech Republic is the injection of carbon dioxide into hydrocarbon deposits, while at ended of oil deposits use effect of an increase in daily production. Therefore, one part of the dissertation briefly focused on the behavior of CO2 in interaction with the oil in the immediate vicinity of the injection probe. The main aim of the dissertation is to design the construction and equipping injection well. It is clear that CO2 will have a corrosive effect on all equipping well, so that part is devoted to research on the influence of carbon dioxide on the casing, footrests and packers and further cementing the quality of interaction and CO2 at the rock x cement x casing. The work also includes evaluation of the current state of equipping wells designed for the extraction of hydrocarbons is currently a proposal new egipment possible so that the well could become an injection wells. This part is followed by a proposal to drilling and equipping a completely new well intended only for CO2 injection.

Keywords

CCS, geologické ukládání CO2, EOR, injektážní sonda, vystrojení sondy

Keywords

CCS, geosequestration CO2, EOR, injection well, wellbore integrity

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 3. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 14. 5. 2015
• Supervisor: Petr Bujok
• Reader: Petr Hemza, Andrzej Gonet, Dalibor Kalus

VŠB - Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doctoral programme / field:
Geologické inženýrství / Geologické inženýrství