Які критерії безпеки має бути встановлено і враховано?

З метою забезпечення безпеки й ефективності зберігання умови для розробки й функціонування проекту мають бути встановлені законодавчими органами і враховані обслуговуючими компаніями.

Незважаючи на те, що геологічне зберігання СО₂ в нинішній час широко визнане як надійний варіант для пом’якшення зміни клімату, критерії безпеки з урахуванням людського здоров’я й місцевого довкілля мають бути врегульовані ще до початку робіт у промисловому масштабі. Такі критерії можуть бути встановлені як вимоги, висунуті законодавчими органами до обслуговуючих компаній – для більшої впевненості в тому, що вплив на здоров’я місцевого населення, безпеку й довкілля (включаючи ґрунтові води) буде незначним у найближчій, середній та довгостроковій перспективі.

Одним з ключових питань геологічного зберігання СО₂ є те, що воно має бути постійним, а отже на ділянках зберігання не передбачається витоків. Проте, сценарій „А що як?” означає, що ризики мають бути оцінені, і від обслуговуючих компаній вимагають дотримання заходів, що запобігають будь-якому витоку чи аномальній поведінці на ділянці зберігання. Згідно з рекомендаціями МГЕЗК, закачаний СО₂ має залишатися під землею принаймні 1000 років, які дозволять стабілізувати або скоротити вміст СО₂ в атмосфері шляхом природного обміну з водами океану, а отже, зменшити зростання температури поверхні землі, яке відбувається через глобальне потепління. Однак локальні наслідки мають бути оцінені за часовою шкалою від днів до тисяч років.

Можна визначити кілька основних моментів, особливо важливих упродовж дії проекту зберігання СО₂ (Мал. 1). Безпека буде повною в усіх відношеннях, якщо дотримуватися:
• ретельного вибору й характеристики ділянки зберігання;
• оцінки безпеки;
• правильного обслуговування;
• відповідного плану моніторингу;
• адекватного плану відновлення.

Малюнок 1 Різні етапи проекту зберігання.

Супровідні найважливіші цілі:
• гарантувати, що СО₂ залишиться в колекторі;
• підтримувати цілісність свердловини;
• зберігати фізичні властивості колектора (включаючи пористість, проникність, закачуваність) і непроникну природу породи-покришки;
• ураховувати склад потоку СО₂, звертаючи особливу увагу на будь-які домішки, не видалені в процесі уловлювання. Це важливо для запобігання будь-якій несприятливій взаємодії зі свердловиною, колектором, породою-покришкою і, в разі витоку, будь-якими ґрунтовими водами, що протікають вище.

Критерії безпеки для розробки проекту

Безпеку необхідно продемонструвати до початку робіт. Обираючи ділянку, необхідно перевірити такі основні компоненти:
• породу-колектор і породу-покришку;
• перекриваючи породи, зокрема непроникні шари, які можуть виступати як вторинні ізолюючи шари;
• наявність проникних розломів чи свердловин, які можуть стати шляхами витоку на поверхню;
• водоносні горизонті питної води;
• обмеження на поверхні, пов’язані з населенням і екологією.

Для оцінки геології й геометрії ділянок зберігання використовують методи розвідування родовищ нафти й газу. Моделювання потоку рідини, хімічне й геомеханічне моделювання СО₂ в межах колектору дозволяє передбачити поведінку СО₂ та довгострокові наслідки, а також визначити параметри ефективного закачування. Ретельно визначивши характеристики ділянки зберігання, можна передбачити необхідний сценарій „нормального” режиму зберігання, що відповідає ділянці, придатній для зберігання, де ми будемо впевнені в тому, що СО₂ залишиться в колекторі.

Оцінка ризиків вимагає розгляду менш імовірних сценаріїв майбутнього стану сховища, в тому числі й непередбачених випадків. Особливо важливо передбачити будь-які можливі шляхи витоку газу й можливі наслідки цього (Мал. 2). Усі сценарії витоків мають бути проаналізовані експертами, і там, де це можливо, має бути застосовано цифрове моделювання для оцінки ймовірності виникнення витоку й потенційних труднощів, пов’язаних з цим. Наприклад, розвиток ореолу поширення СО₂ потрібно уважно картографувати для визначення будь-яких зв’язків із зоною розломів. Чутливість до змін параметрів і невизначеності мають бути ретельно встановлені під час оцінювання ризиків. Оцінку можливих ефектів впливу СО₂ на людину й довкілля варто розглядати в межах дослідження оцінки впливу, яка зазвичай практикується в будь-якому процесі ліцензування промислового об’єкту. У цьому процесі і нормальний сценарій, і сценарій витоку вивчатимуться для оцінки будь-якого можливого ризику, пов’язаного з об’єктом.

Малюнок 2 Приклад можливих сценаріїв витоку.

Короткострокова й довгострокова програми моніторингу мають бути встановлені з урахуванням аналізу оцінок ризиків і контролювати важливі параметри, визначені в різних сценаріях. Основними цілями такого моніторингу є: зображення ореолу поширення СО₂, перевірка цілісності свердловини й породи-покришки, виявлення будь-якого витоку СО₂, оцінка якості ґрунтових вод і впевненість у тому, що СО₂ не досягне поверхні. План відновлення й пом’якшення наслідків – останній компонент оцінки безпеки, спрямований на деталізацію списку корегувальних заходів, які застосовуються у разі витоку чи аномальної поведінки. Він включає спостереження за цілісністю перекриваючих порід, обваленням свердловин під час закачування газу й після його завершення, крім того, розглядаються й екстремальні рішення із відновлення сховища, зокрема й оборотність зберігання. Існуючі ноу-хау включають у себе стандартні методи для нафти й газу, такі як капітальний ремонт свердловин після завершення закачування, зменшення тиску закачування, часткове чи повне вилучення газу, забір води для зменшення тиску, видобування газу на невеликих глибинах, тощо.

Критерії безпеки в процесі виконання робіт й після їх завершення

Головний аспект безпеки пов’язаний зі стадією виконання робіт. Після закінчення закачування, падіння тиску робить сховище більш безпечним. Упевненість у можливості закачування й зберігання СО₂ безпечним способом базується на досвіді промислових компаній. СО₂ є досить поширеним продуктом, використовуваним у різних галузях промисловості, таким чином, під час роботи з цією речовиною не виникне жодних нових проблем. Розробка й контроль процесу виконання робіт базуватимуться переважно на досвіді нафтової й газової промисловості, зокрема на сезонному зберіганні природного газу або підвищенні нафтовіддачі пластів (ПНП). Основні параметри, що вимагають контролю, такі:
• тиск закачування й швидкість потоку – перший має підтримуватися нижче рівня тиску, за умови перевищення якого утворюються тріщини в породі-покришці;
• обсяг закачаного газу має відповідати прогнозам, складеним за допомогою моделювання;
• склад закачаного потоку СО₂;
• цілісність свердловин(и) закачування й будь-якої свердловини, розташованої в ореолі поширення СО₂ або поряд з ним;
• ореол поширення СО₂ та визначення будь-яких витоків;
• стійкість ґрунту.

У процесі закачування необхідно регулярно порівнювати поведінку закачаного СО₂ з прогнозованою. Це дозволить постійно вдосконалювати наші знання про ділянку зберігання. Якщо буде помічено будь-яку аномальну поведінку, то програму моніторингу потрібно оновити і при необхідності вжити корегувальних заходів. У разі підозри витоку відповідні методи моніторингу можуть бути націлені на певний простір ділянки зберігання в діапазоні від колектора до поверхні. Вони здатні виявити СО₂, який піднімається, і будь-який несприятливий вплив, який може бути шкідливим для водоносних горизонтів, питної води, довкілля й зрештою для людини.

Після завершення закачування починається стадія закриття: свердловини мають бути правильно закриті й ліквідовані, програма моделювання й моніторингу оновлена, і, при необхідності, застосовані корегувальні заходи для зменшення ризиків. Коли рівень ризиків розглядатиметься як досить низький, відповідальність за зберігання переноситься на національні органи, і план моніторингу може бути тимчасово зупинений чи зведений до мінімуму.

Директива Європейського Союзу встановлює правові засади, які гарантують, що уловлювання й зберігання CO₂ – це доступний дієвий засіб для пом’якшення наслідків, який можна використовувати безпечно й відповідально.

На завершення зазначимо, що критерії безпеки є невід’ємною частиною успішного промислового впровадження зберігання CO₂. Вони мають бути адаптовані до умов кожної конкретної ділянки зберігання. Ці критерії будуть особливо важливими для громадського визнання й необхідні в процесі ліцензування, для яких регулюючі органи мають визначити рівень деталізації вимог безпеки.

Джерело: The European Network of Excellence on the Geological Storage of CO₂

<< Попередня сторінка --- Наступна сторінка >>

ВГОРУ