NL1034656C2 - Method for introducing CO2 into the soil. - Google Patents
Method for introducing CO2 into the soil. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1034656C2 NL1034656C2 NL1034656A NL1034656A NL1034656C2 NL 1034656 C2 NL1034656 C2 NL 1034656C2 NL 1034656 A NL1034656 A NL 1034656A NL 1034656 A NL1034656 A NL 1034656A NL 1034656 C2 NL1034656 C2 NL 1034656C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- liquid
- water
- shaft
- pressure
- soil
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/005—Waste disposal systems
- E21B41/0057—Disposal of a fluid by injection into a subterranean formation
- E21B41/0064—Carbon dioxide sequestration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G5/00—Storing fluids in natural or artificial cavities or chambers in the earth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/50—Carbon dioxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Description
XX
Titel: Werkwijze voor het in de bodem brengen van CO2.Title: Method for introducing CO2 into the soil.
5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in de bodem brengen van CO2 en op toepassing van deze werkwijze voor de ondergrondse opslag van CO2.The invention relates to a method for introducing CO2 into the soil and to the use of this method for the underground storage of CO2.
De toename van CO2 in de atmosfeer wordt verondersteld een groot effect te hebben op het wereldklimaat. Het is derhalve van groot belang om 10 de uitstoot van antropogeen CO2 in de atmosfeer te verminderen teneinde klimaatverandering tegen te gaan. Naast de ontwikkeling van emissiearme energiecentrales, energiezuinige auto’s en energievormen die C02-neutraal zijn, is de duurzame opslag van CO2 in de bodem een belangrijk middel om de doelstellingen van het Kyoto-protocol om de gemiddelde CC>2-emissie te 15 reduceren te halen.The increase in CO2 in the atmosphere is supposed to have a major effect on the global climate. It is therefore of great importance to reduce the emission of anthropogenic CO2 in the atmosphere in order to combat climate change. In addition to the development of low-emission power plants, energy-efficient cars and forms of energy that are CO2-neutral, the sustainable storage of CO2 in the soil is an important means of achieving the objectives of the Kyoto protocol to reduce the average CC> 2 emissions. .
Er zijn verscheidene methoden bekend voor het opslaan yan CO2. Een bekende werkwijze is om CO2 ondergronds op te slaan in (uitgeputte) aardgasvelden. Een dergelijke werkwijze heeft echter een beperkt toepassingsgebied aangezien men voor de opslag op de aanwezigheid van 20 een dergelijk veld aangewezen is.Various methods are known for storing CO2. A known method is to store CO2 underground in (depleted) natural gas fields. However, such a method has a limited field of application, since storage is dependent on the presence of such a field.
Opslag van superkritisch CO2 in een aquifer vereist eveneens een een gesloten geologische structuur die het superkritische CO2, dat lichter is dan het grondwater, vasthoudt. Een dergelijke structuur wordt ook wel “closure” genoemd.Storage of supercritical CO2 in an aquifer also requires a closed geological structure that retains the supercritical CO2, which is lighter than the groundwater. Such a structure is also called "closure".
25 Ook is voorgesteld om CO2 op te lossen in water en het dan op te slaan in de bodem of om superkritisch CO2 direct te injecteren in een geothermisch reservoir (‘Feasibility of CO2 storage in geothermal reservoirs, example of the Paris Basin (France). Final report’, Bonijoly. D, et al., 2003, Parijs). Een nadeel van deze werkwijze is dat de benodigde C02-compressie 30 grote materiële investeringen vraagt en een hoog energieverbruik heeft gedurende de operatie zelf, waardoor bovendien het beoogde milieu-effect 1034656 ( 2 van de CCVopslag althans gedeeltelijk weer teniet wordt gedaan. De hoge kosten en de grote technologische inspanningen om CO2 in de grond te brengen en daar duurzaam op te slaan werken remmend op de realisatie van dit soort projecten. Bovendien zijn ze nadelig voor de maatschappelijke 5 acceptatie van dit soort projecten.It has also been proposed to dissolve CO2 in water and then store it in the soil or to inject supercritical CO2 directly into a geothermal reservoir ('Feasibility of CO2 storage in geothermal reservoirs, example of the Paris Basin (France). Final report, "Bonijoly. D, et al., 2003, Paris). A disadvantage of this method is that the required CO 2 compression requires large material investments and has a high energy consumption during the operation itself, whereby, moreover, the intended environmental effect 1034656 (2 of the CCV storage is at least partially canceled out again. The high costs and the major technological efforts to introduce CO2 into the soil and store it there sustainably have a detrimental effect on the realization of these types of projects and furthermore have a negative effect on the social acceptance of these types of projects.
EP-A 1 571 105 beschrijft een werkwijze voor ondergrondse CO2-opslag, waarin CO2 wordt toegevoegd aan het begin van een waterstroom die van het aardoppervlak in de bodem gaat. Deze publicatie beschrijft een methode om CO2 te fixeren in de bodem via chemische reacties met een 10 mineraalvormend middel (sulfaat/base); dit moet apart worden toegevoegd, tenzij gebruik wordt gemaakt van bepaalde geologische structuren, in het bijzonder die structuren die deze middelen van nature in grote hoeveelheden bevatten. Zonder aan theorie gebonden te zijn, wordt vermoed dat mineralisatie van C02, in het bijzonder met behulp van toevoeging van 15 stoften, kan leiden tot verminderde permeabiliteit of zelfs verstopping van de geologische structuur. Hierdoor kan de onderaardse waterhuishouding verstoord raken.EP-A 1 571 105 describes a method for underground CO2 storage, in which CO2 is added at the beginning of a water stream that goes from the earth's surface into the soil. This publication describes a method for fixing CO2 in the soil via chemical reactions with a mineral-forming agent (sulphate / base); this must be added separately unless certain geological structures are used, in particular those structures that naturally contain these agents in large quantities. Without being bound by theory, it is suspected that mineralization of CO2, in particular with the addition of substances, can lead to reduced permeability or even clogging of the geological structure. This can disrupt the underground water management.
Een doel van onderhavige uitvinding is om te voorzien in een nieuwe werkwijze om CO2 in de grond te brengen die als alternatief kan 20 dienen voor bekende werkwijzen om CO2 in de grond te brengen.An object of the present invention is to provide a new method for introducing CO2 into the soil that can serve as an alternative to known methods for introducing CO2 into the soil.
Voorts is een doel van de onderhavige uitvinding om een nieuwe werkwijze voor de opslag van CO2 te bewerkstelligen die minder materiële investeringen vraagt en/of een lager energieverbruik heeft gedurende uitvoering van de werkwijze.It is a further object of the present invention to realize a new method for storing CO2 that requires less material investment and / or has a lower energy consumption during implementation of the method.
25 Een of meer andere doelen die middels de uitvinding kunnen worden gerealiseerd volgen uit de beschrijving hierna.One or more other objects that can be achieved by means of the invention follow from the description below.
Er is nu gevonden dat een of meer doelen gerealiseerd worden door gebruik te maken van het principe dat de (vloeistof)druk in een vloeistofkolom onder invloed van de zwaartekracht toeneemt met de diepte 3 in die kolom. Technologie die gebruik maakt van dit principe is ook wel bekend als ‘gravity pressure vessel technology’, afgekort GPVT.It has now been found that one or more targets are realized by using the principle that the (liquid) pressure in a liquid column increases under the influence of gravity with the depth 3 in that column. Technology that uses this principle is also known as "gravity pressure vessel technology", or GPVT for short.
Derhalve heeft onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het in de bodem brengen van C02, waarbij gasvormig CO2 5 via een schacht met een neerwaarts stromende vloeistof een bodemlaag wordt ingevoerd en wordt gecomprimeerd onder invloed van de druk van de vloeistofkolom in de schacht.The present invention therefore relates to a method for introducing CO2 into the bottom, wherein gaseous CO2 is introduced into a bottom layer via a shaft with a downflowing liquid and is compressed under the influence of the pressure of the liquid column in the shaft.
Een werkwijze volgens de uitvinding is zeer geschikt voor het opslaan van CO2.A method according to the invention is very suitable for storing CO2.
10 Het is een voordeel van de uitvinding dat CO2 effectief kan worden opgeslagen in een geologische structuur die niet als closure kan worden gekwalificeerd.It is an advantage of the invention that CO2 can be effectively stored in a geological structure that cannot be qualified as closure.
Bovendien is het een voordeel dat een oplossing van CO2 in het algemeen een hogere dichtheid heeft dan het oplosmiddel (zoals 15 grondwater), zodat deze oplossing de neiging heeft verder naar beneden te stromen. Hiermee voorziet de uitvinding in een inherent veilige werkwijze om CO2 op te slaan.Moreover, it is an advantage that a solution of CO2 generally has a higher density than the solvent (such as groundwater), so that this solution tends to flow further down. The invention thus provides an inherently safe method for storing CO2.
De uitvinders hebben zich gerealiseerd dat het niet nodig is het CO2 eerst onder hoge druk, geleverd door een compressor, in de vloeistof op 20 te lossen voorafgaand aan het inbrengen in de bodem of om superkritisch CO2 direct in een ondergrondse bodemlaag te injecteren. Het CO2 wordt middels de uitvinding als gas gemengd met de vloeistof en met de neerwaarts stromende vloeistof (dieper) de bodem ingevoerd en daar onder invloed van de omgevingsdruk gecomprimeerd, en althans in hoofdzaak 25 opgelost. Het CO2 hoeft daardoor niet of althans in mindere mate met behulp van een compressor te worden gecomprimeerd. Hierdoor is het energieverbruik voor de compressie van het CO2 kleiner. Ook kan eventueel gebruik worden gemaakt van een eenvoudiger compressor (met bijvoorbeeld een lager maximaal compressorvermogen).The inventors have realized that it is not necessary to first dissolve the CO2 under high pressure, supplied by a compressor, into the liquid prior to introduction into the soil or to inject supercritical CO2 directly into an underground soil layer. The CO2 is by means of the invention mixed as gas with the liquid and with the downward flowing liquid (deeper) is introduced into the soil and there compressed under the influence of the ambient pressure, and at least substantially dissolved. The CO2 therefore does not have to be compressed or at least to a lesser extent with the aid of a compressor. This reduces the energy consumption for the compression of the CO2. It is also possible to use a simpler compressor (with a lower maximum compressor capacity, for example).
44
In een werkwijze volgens de uitvinding wordt de snelheid waarmee C02*houdende gasbellen zich - ten opzichte van vloeistof die de bellen omringt - omhoog bewegen, overtroffen door de snelheid waarmee het gasvloeistof mengsel zich als geheel neerwaarts in een schacht beweegt. Onder 5 invloed van de druktoename (‘zwaartekrachtsdruk’) die gepaard gaat met de neerwaartse beweging van het gas-vloeistof mengsel wordt gasvormig CO2 gecomprimeerd.In a method according to the invention, the speed at which CO2-containing gas bubbles move up - relative to the liquid surrounding the bubbles - is exceeded by the speed at which the gas-liquid mixture as a whole moves downwards in a shaft. Under the influence of the pressure increase ("gravitational pressure") that is accompanied by the downward movement of the gas-liquid mixture, gaseous CO2 is compressed.
Een voordeel van de uitvinding is eveneens dat het CO2 dat al is opgelost geen compressie meer behoeft, waardoor de benodigde compressie 10 afneemt in vergelijking met het inbrengen van CO2 zonder oplossing van CO2 in water. Dit heeft belangrijke voordelen in investeringen en exploitatiekosten voor de compressie.An advantage of the invention is also that the CO2 that has already been dissolved no longer requires compression, as a result of which the required compression decreases in comparison with the introduction of CO2 without dissolving CO2 in water. This has important advantages in investment and operating costs for compression.
In principe kan een werkwijze volgens de uitvinding toegepast worden met gebruikmaking van een mineraalvormend additief of van een 15 geologische structuur die een dergelijk middel van nature bevat. In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt een werkwijze volgens de uitvinding toegepast zonder een effectieve hoeveelheid van een mineraalvormend middel toe te voegen aan het CO2, de vloeistof of het C02-vloeistofmengsel.In principle, a method according to the invention can be applied using a mineral-forming additive or a geological structure that naturally contains such an agent. In a preferred embodiment, a method according to the invention is applied without adding an effective amount of a mineral-forming agent to the CO 2, the liquid or the CO 2 liquid mixture.
Ook is de uitvinding uitermate geschikt om CO2 in te brengen (en 20 op te slaan) in een geologische structuur die geen of onvoldoende mineraalvormend middel bevat om wezenlijke mineralisatie van CO2 te realiseren.The invention is also extremely suitable for introducing (and storing) CO2 into a geological structure that contains no or insufficient mineral-forming agent to realize substantial mineralization of CO2.
Aldus voorziet de uitvinding in een werkwijze die ook geschikt is voor het opslaan van CO2 in een geologische structuur waarin geen of weinig 25 mineraalvormend middel aanwezig is om het CO2 althans grotendeels chemisch te binden. Het is voordelig dat de uitvinding voorziet in een werkwijze die toepasbaar is voor (XVopslag in uiteenlopende geologische structuren zonder toevoeging van mineraalvormende additieven, en/of in een werkwijze waarin de permeabiliteit van desbetreffende geologische laag 30 niet wezenlijk, of althans in slechts in geringe mate wordt gereduceerd, ten 5 gevolge van het inbrengen van CO2. Toepassing van de uitvinding kan zelfs voor een verbeterde porositeit rond het injectiepunt zorgen, onder condities waarbij bodemmateriaal oplost onder invloed van de relatief lage zuurgraad van het infiltratiewater (koolzuurhoudend water).The invention thus provides a method that is also suitable for storing CO2 in a geological structure in which no or little mineral-forming agent is present to at least largely chemically bind the CO2. It is advantageous that the invention provides a method that is applicable for (XV storage in various geological structures without addition of mineral-forming additives, and / or in a method in which the permeability of the relevant geological layer 30 is not substantial, or at least only to a small extent. is reduced due to the introduction of CO2 Application of the invention can even provide improved porosity around the injection point, under conditions in which bottom material dissolves under the influence of the relatively low acidity of the infiltration water (carbonated water).
5 In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding worden CO2 en de vloeistof als gas-vloeistof mengsel samengebracht, waarna het oplossen van CO2 in de vloeistof geheel of gedeeltelijk plaatsvindt onder invloed van het gravity pressure vessel effect. Gewoonlijk is de gebruikte vloeistof water of een waterige vloeistof.In a preferred embodiment of the invention, CO2 and the liquid are brought together as a gas-liquid mixture, whereafter the dissolution of CO2 in the liquid takes place wholly or partly under the influence of the gravity pressure vessel effect. Usually the liquid used is water or an aqueous liquid.
10 In het kader van de uitvinding wordt met water bedoeld niet alleen zuiver water, maar ook vloeistoffen die althans in hoofdzaak bestaan uit water. Voorbeelden van de laatste categorie zijn grondwater, zeewater, rivierwater, kraanwater, afvalwater, en dergelijke.In the context of the invention, water is understood to mean not only pure water, but also liquids which at least substantially consist of water. Examples of the latter category are groundwater, seawater, river water, tap water, waste water, and the like.
De initiële volumeverhouding gas/vloeistof, dat wil zeggen de 15 volumeverhouding gas/vloeistof bij het mengen van gas vormig CO2 en vloeistof, kan binnen brede grenzen gekozen worden. Bij voorkeur wordt een mengsel bereid met een initiële volumeverhouding gas/vloeistof van tenminste 1/12, bij bijzondere voorkeur van tenminste 1/4. Gewoonlijk bedraagt de initiële volumeverhouding maximaal 1/1. Zoals de vakman zal 20 begrijpen, wordt de volumeverhouding lager naarmate de druk stijgt en/of er meer gas oplost in de vloeistof.The initial gas / liquid volume ratio, ie the gas / liquid volume ratio when mixing CO2 and liquid gas, can be selected within wide limits. Preferably, a mixture is prepared with an initial gas / liquid volume ratio of at least 1/12, particularly preferably of at least 1/4. The initial volume ratio is usually a maximum of 1/1. As those skilled in the art will appreciate, the volume ratio becomes lower as the pressure rises and / or more gas dissolves in the liquid.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt CO2 in de vloeistof, in het bijzonder water, gebracht in een (massa/volume)verhouding van ten minste 5 kg CO2 per m3 vloeistof, bij 25 bijzondere voorkeur in een verhouding van ten minste 10 kg CO2 per m3 vloeistof. Gewoonlijk wordt CO2 in een zodanige verhouding met de vloeistof gemengd dat het CO2 geheel in de vloeistof op kan lossen onder de omstandigheden die heersen in de bodemlaag waarnaar het CO2 gevoerd wordt, respectievelijk opgeslagen wordt. Vanuit praktische overwegingen 6 bedraagt de verhouding CO2 in de vloeistof bij voorkeur maximaal 75 kg CO2 per m3 vloeistof, in het bijzonder maximaal 50 kg CO2 per m3 vloeistof.In a preferred embodiment of the invention, CO2 is introduced into the liquid, in particular water, in a (mass / volume) ratio of at least 5 kg CO2 per m3 liquid, particularly preferably in a ratio of at least 10 kg CO2 per liquid. m3 of liquid. Usually, CO2 is mixed with the liquid in such a ratio that the CO2 can completely dissolve in the liquid under the conditions prevailing in the soil layer to which the CO2 is fed or stored. From practical considerations 6, the ratio of CO2 in the liquid is preferably a maximum of 75 kg CO2 per m3 liquid, in particular a maximum of 50 kg CO2 per m3 liquid.
De hoeveelheid CO2 die per m3 vloeistof kan worden opgeslagen is afhankelijk van de vloeistof die gebruikt wordt voor het mengen, en welke 5 temperatuur en zoutconcentratie deze vloeistof heeft. Verder is de hoeveelheid CO2 die per m3 kan worden opgeslagen afhankelijk van de druk, temperatuur en van de concentratie zout, in het bijzonder natriumchloride (NaCl), in de bodemlaag waarnaar het CO2 gevoerd wordt, respectievelijk opgeslagen wordt.The amount of CO2 that can be stored per m3 of liquid depends on the liquid that is used for mixing, and what temperature and salt concentration this liquid has. Furthermore, the amount of CO2 that can be stored per m3 depends on the pressure, temperature and the concentration of salt, in particular sodium chloride (NaCl), in the bottom layer to which the CO2 is fed or stored.
10 Voor een goede oplosbaarheid van CO2 in de vloeistof is de temperatuur van de vloeistof bij het mengen bij voorkeur maximaal 70 °C, bij grote voorkeur maximaal 50 °C, in het bijzonder maximaal 30 °C. Bovendien heeft een relatief lage temperatuur als voordeel dat per meter vloeistofkolom een hogere druk gereaüseerd wordt.For a good solubility of CO2 in the liquid, the temperature of the liquid during mixing is preferably at most 70 ° C, more preferably at most 50 ° C, in particular at most 30 ° C. Moreover, a relatively low temperature has the advantage that a higher pressure is achieved per meter of liquid column.
15 De minimale temperatuur komt overeen met de smelttemperatuur van de vloeistof (0 °C voor zuiver water). Vanuit praktische overwegingen bedraagt de temperatuur gewoonlijk minimaal 10 °C, in het bijzonder minimaal 20 °C, meer in het bijzonder minimaal 25 °C.The minimum temperature corresponds to the melting temperature of the liquid (0 ° C for pure water). For practical reasons the temperature is usually at least 10 ° C, in particular at least 20 ° C, more in particular at least 25 ° C.
Zoals de vakman weet is de zoutconcentratie ook van invloed op de 20 oplosbaarheid van CO2: hoe hoger de zoutconcentratie hoe lager de oplosbaarheid. Daarom heeft het een voorkeur om gebruik te maken van een vloeistof zoals water met een zoutconcentratie waarbij de C02-oplosbaarheid goed is, bijvoorbeeld van maximaal 4 mol NaCl per liter water (4 M), in het bijzonder van maximaal 3 M, meer in het bijzonder van maximaal 2 M.As those skilled in the art know, the salt concentration also influences the solubility of CO2: the higher the salt concentration, the lower the solubility. Therefore, it is preferable to use a liquid such as water with a salt concentration in which the CO2 solubility is good, for example of a maximum of 4 moles of NaCl per liter of water (4 M), in particular of a maximum of 3 M, more particularly particularly of a maximum of 2 M.
25 Bij voorkeur bedraagt de druk waarbij CO2 en de vloeistof samengebracht worden tenminste 5 bar, tenminste 10 bar of tenminste 15 bar. Bij voorkeur bedraagt deze druk maximaal 70 bar, maximaal 60 bar, maximaal 45 bar, of maximaal 35 bar. Dit is de druk die heerst onder een vloeistofkolom die de verticale afstand van het vloeistofoppervlak tot de plek 30 van menging als hoogte heeft.Preferably, the pressure at which CO2 and the liquid are brought together is at least 5 bar, at least 10 bar or at least 15 bar. This pressure is preferably at most 70 bar, at most 60 bar, at most 45 bar, or at most 35 bar. This is the pressure prevailing under a liquid column that has the vertical distance from the liquid surface to the mixing site 30 as height.
77
Bij voorkeur wordt het CO2 beneden het maaiveld samengebracht met de vloeistof, waarbij de menging van CO2 met de vloeistof plaatsvindt onder een druk die overeenkomt met de druk die heerst op de diepte waarop de menging plaatsvindt.Preferably, the CO2 is brought below ground level with the liquid, the mixing of CO2 with the liquid taking place under a pressure corresponding to the pressure prevailing at the depth at which the mixing takes place.
5 Het CO2 wordt met behulp van hogedrukcompressoren op de druk gebracht die iets hoger ligt dan de druk die heerst op de diepte waarop de menging plaatsvindt. CO2 kan in de vloeistof worden ingebracht in de vorm van bellen, bijvoorbeeld met een aantal gemiddelde diameter van minder dan 10 mm. Om de oplossnelheid te bevorderen en/of een hoge effectieve 10 neerwaartse snelheid te realiseren, kan het CO2 als fijne bellen worden ingebracht. CO2 bellen worden bij voorkeur ingebracht met een aantalgemiddelde diameter van ongeveer 5 mm of minder, in het bijzonder van ongeveer 2 mm of minder. De ondergrens van de gemiddelde beldiameter kan bijvoorbeeld 0,1 mm, 0,3 mm of 0,5 mm bedragen.5 The CO2 is brought to a pressure that is slightly higher than the pressure at the depth at which the mixing takes place using high-pressure compressors. CO2 can be introduced into the liquid in the form of bubbles, for example with a number of average diameter of less than 10 mm. To promote the dissolution rate and / or to achieve a high effective downward rate, the CO2 can be introduced as fine bubbles. CO2 bubbles are preferably introduced with a number average diameter of about 5 mm or less, in particular of about 2 mm or less. The lower limit of the average bubble diameter can be, for example, 0.1 mm, 0.3 mm or 0.5 mm.
15 Bij het verder neerwaarts bewegen van het gas-vloeistofmengsel vanaf de plaats van menging van CO2 met de vloeistof zal verdere compressie van CO2 onder invloed van de omgevingsdruk plaatsvinden, waardoor het gebruik van een hogedrukcompressor die een dergelijke drukverhoging kan realiseren niet nodig is.When the gas-liquid mixture is moved further downwards from the place of mixing CO2 with the liquid, further compression of CO2 will take place under the influence of the ambient pressure, whereby the use of a high-pressure compressor which can realize such a pressure increase is not necessary.
20 Bij bijzondere voorkeur wordt CO2 met de vloeistof samengebracht onder een vloeistofkolom van 120 tot 990 m. Deze diepte kan worden geoptimaliseerd aan de hand van factoren zoals de gewenste hoeveelheid CO2 die per m3 vloeistof dient te worden opgeslagen, de gewenste inzet van hogedrukcompressoren, de plaatselijke druk op de diepte waarop CO2 en de 25 vloeistof worden samengebracht en de temperatuur en de zoutconcentratie van de vloeistof waarmee CO2 wordt gemengd.CO2 is preferably combined with the liquid under a liquid column of 120 to 990 m. This depth can be optimized on the basis of factors such as the desired amount of CO2 to be stored per m3 of liquid, the desired use of high-pressure compressors, the local pressure at the depth at which CO2 and the liquid are brought together and the temperature and the salt concentration of the liquid with which CO2 is mixed.
Ter indicatie, uitgaande van 10 tot 50 kg CO2 per m3 vloeistof (water) en een initiële volumeverhouding gas/water tussen 1/4 (20% gas, 80 % vloeistof) en 2/3 (40% gas) is de gewenste dichtheid van het CO2 tussen 25 30 kg/m3 (10 kg per 0,4 m3) en 250 kg/m3 (50 kg per 0,2 m3). Bij een 8 temperatuur van de vloeistof waarmee wordt gemengd van 25 °C zijn de bijbehorende drukken 13 en 65 bar. Bij een temperatuur van de vloeistof waarmee wordt gemengd van 70 °C zijn de bijbehorende drukken 18 en 144 bar. De genoemde drukken in het temperatuurbereik van 25-70 °C komen 5 normaalgesproken overeen met een vloeistofkolom van 120 en 1430 m. Bij een temperatuur van de vloeistof waarmee wordt gemengd van 50 °C ligt de druk tussen 15 en 85 bar (onder een vloeistofkolom van 140 tot 840m).As an indication, assuming 10 to 50 kg CO2 per m3 liquid (water) and an initial gas / water volume ratio between 1/4 (20% gas, 80% liquid) and 2/3 (40% gas), the desired density of the CO2 between 25 kg / m3 (10 kg per 0.4 m3) and 250 kg / m3 (50 kg per 0.2 m3). At an 8 temperature of the liquid being mixed at 25 ° C, the associated pressures are 13 and 65 bar. At a temperature of the liquid being mixed at 70 ° C, the associated pressures are 18 and 144 bar. The said pressures in the temperature range of 25-70 ° C normally correspond to a liquid column of 120 and 1430 m. At a temperature of the liquid to be mixed with 50 ° C, the pressure is between 15 and 85 bar (below a liquid column from 140 to 840 m).
De diepte die het CCh-vloeistof mengsel via de schacht bereikt is gewoonlijk tenminste 300 m, bij voorkeur 500-4000 m, en bij bijzondere 10 voorkeur 1000-3000 m, met dien verstande dat deze diepte gewoonlijk tenminste de diepte bedraagt waarop CO2 met de vloeistof wordt gemengd.The depth that the CCh-liquid mixture reaches through the shaft is usually at least 300 m, preferably 500-4000 m, and particularly preferably 1000-3000 m, provided that this depth is usually at least the depth at which CO2 with the liquid is mixed.
Een grotere diepte heeft als voordeel dat er hoge druk heerst, waardoor meer CO2 kan worden opgelost. Anderzijds is een ondiepere bodemlaag in het algemeen eenvoudiger om aan te boren. Verder kan een 15 relatief ondiepe bodemlaag van voordeel zijn vanwege de lagere temperatuur en een - althans gewoonlijk - lagere zoutconcentratie, hetgeen voordelig is voor de oplosbaarheid van CO2·A greater depth has the advantage that there is high pressure, so that more CO2 can be dissolved. On the other hand, a shallower bottom layer is generally easier to tap. Furthermore, a relatively shallow bottom layer can be advantageous because of the lower temperature and - at least usually - lower salt concentration, which is advantageous for the solubility of CO2.
Bij voorkeur wordt een bodemlaag voor de CCVinbreng gekozen met een relatief hoge permeabiliteit voor CO2 zodat er per tijdseenheid veel 20 van het CCVvloeistofmengsel ingebracht kan worden. De doorlatendheid is bij voorkeur groter dan 0,2 D. Het doorlaatvermogen is bij voorkeur groter dan 10 Dm. Het doorlaatvermogen is gewoonlijk 1000 Dm of lager.Preferably a bottom layer is chosen for the CCV introduction with a relatively high permeability for CO2, so that much of the CCV liquid mixture can be introduced per unit of time. The permeability is preferably greater than 0.2 D. The permeability is preferably greater than 10 Dm. The permeability is usually 1000 Dm or lower.
Op basis van de informatie die hierin beschreven is, algemene vakkennis en routine-experimenten kan de vakman zelf geschikte condities 25 bepalen voor toepassing van de uitvinding en voor een hoge CO2-opslagcapaciteit.On the basis of the information described herein, general professional knowledge and routine experiments, the person skilled in the art can determine suitable conditions for application of the invention and for a high CO2 storage capacity.
De schacht kan zijn voorzien van een buis om de schacht te stabiliseren. Geschikte materialen hiervoor zijn metaal en zogenaamde constructiekunststoffen, in het bijzonder thermoplastische materialen.The shaft can be provided with a tube to stabilize the shaft. Suitable materials for this are metal and so-called structural plastics, in particular thermoplastic materials.
30 Geschikte kunststoffen staan beschreven op www.airborne.nl. Geschikt zijn 9 in het bijzonder een of meer kunststoffen gekozen uit de groep van polyolefinen, in het bijzonder PE (polyethyleen) of PP (polypropyleen); PPS (plasma-gepolymeriseerd styreen); PEKK (poly-etherketoneketon); PEEK (poly-etheretherketon); PA (polyamide) PET (polyethyleentereftalaat), 5 Polybutyleentereftalaat (PBT), PEI (polyethyleenimine) en dergelijke.30 Suitable plastics are described on www.airborne.nl. Suitable are in particular one or more plastics selected from the group of polyolefins, in particular PE (polyethylene) or PP (polypropylene); PPS (plasma polymerized styrene); PEKK (polyether ketone ketone); PEEK (polyether ether ketone); PA (polyamide) PET (polyethylene terephthalate), Polybutylene terephthalate (PBT), PEI (polyethyleneimine) and the like.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de schacht althans aan de binnenwand voorzien van een kunststof, in het bijzonder een thermoplastisch materiaal zoals hierboven genoemd. Dit heeft als voordeel dat de buis een hogere corrosiebestendigheid heeft dan een schacht met een 10 metalen binnenwand die in contact staat met het C02-vloeistof mengsel.In an embodiment of the invention the shaft is provided at least on the inner wall with a plastic, in particular a thermoplastic material as mentioned above. This has the advantage that the tube has a higher corrosion resistance than a shaft with a metal inner wall that is in contact with the CO2-liquid mixture.
In een uitvoeringsvorm van de uitvinding kan het CC>2-water mengsel in een watervoerend pakket worden gebracht.In an embodiment of the invention, the CC> 2-water mixture can be brought in a water-carrying package.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de werkwijze gecombineerd met een ander proces zoals een geothermieproces. 15 Dit heeft onder andere als voordeel dat het inbrengen respectievelijk opslaan in de bodem van een COg-vloeistof mengsel gekoppeld is aan een (al dan niet reeds bestaande) installatie waarbij een vloeistof in de bodem wordt gebracht en die gebruikt wordt voor een ander doel, of heeft althans het voordeel dat het inbrengen respectievelijk opslaan in de bodem van een 20 CCVvloeistof mengsel uitgevoerd is met behulp van een systeem dat ook een andere functie heeft. Een dergelijk systeem is een installatie voor geothermie.In a preferred embodiment of the invention, the method is combined with another process such as a geothermal process. This has, inter alia, the advantage that the introduction or storage in the bottom of a COg-liquid mixture is coupled to an (whether or not already existing) installation in which a liquid is introduced into the soil and which is used for a different purpose, or at least has the advantage that the introduction or storage in the bottom of a CCV liquid mixture is carried out with the aid of a system that also has a different function. Such a system is an installation for geothermal energy.
In het kader van de uitvinding wordt met geothermie bedoeld het winnen van energie door gebruik te maken van het temperatuurverschil 25 tussen de aardoppervlakte en diep in de aarde gelegen warmtereservoirs (www.geothermie.nl). Water dient hierbij als transportmiddel van de geothermische energie; na het naar boven pompen uit de aardkorst van warm water kan met behulp van een warmtewisselingsinstallatie de energie worden gewonnen.In the context of the invention, geothermal energy is understood to mean the generation of energy by using the temperature difference between the surface of the earth and heat reservoirs located deep in the earth (www.geothermie.nl). Water serves as a means of transport of the geothermal energy; after pumping up hot water from the earth's crust, the energy can be extracted using a heat exchange system.
1010
In een uitvoering van de uitvinding waarbij geothermie een rol speelt, wordt CO2 gemengd met water dat gebruikt is voor geothermie. Het aldus verkregen C02-water mengsel wordt in de methode van de uitvinding gebruikt om CO2 in de grond te brengen.In an embodiment of the invention in which geothermal energy plays a role, CO2 is mixed with water used for geothermal energy. The CO2-water mixture thus obtained is used in the method of the invention to introduce CO2 into the soil.
5 In een speciale uitvoering van de uitvinding wordt het CO2- vloeistofmengsel in de bodem gebracht op zodanige afstand van het wingebied van het water dat voor de geothermie gebruikt is, dat er in essentie sprake is van een open systeem in plaats van een gesloten systeem (waarbij althans een substantieel deel van het water meermaals wordt 10 opgepompt en teruggevoerd), of althans van een systeem waarin het ingebrachte C02-vloeistofmengsel niet binnen afzienbare tijd, in het bijzonder niet binnen 25, 50 of 75 jaar, het wingebied bereikt.In a special embodiment of the invention, the CO2 liquid mixture is introduced into the soil at such a distance from the wing area of the water that is used for geothermal energy that there is essentially an open system instead of a closed system ( wherein at least a substantial part of the water is pumped and returned several times), or at least of a system in which the introduced CO2 liquid mixture does not reach the wing area within the foreseeable future, in particular not within 25, 50 or 75 years.
De afstand tussen het wingebied en het gebied van CCh-inbreng is daarom in een voorkeursuitvoeringsvorm gewoonlijk tenminste 2000 m, en 15 bij voorkeur 2500-5000 m voor een hoge C02-opslagcapaciteit en langdurige mogelijkheid tot het uitvoeren van de energiewinning met behulp van geothermie.The distance between the wing area and the area of CCh input is therefore in a preferred embodiment usually at least 2000 m, and preferably 2500-5000 m for a high CO2 storage capacity and long-term possibility of carrying out the energy recovery using geothermal energy.
In een uitvoering van de uitvinding waarbij geothermie een rol speelt, is de bodemlaag voor de C02-inbreng bij voorkeur relatief dik, in het 20 bijzonder tenminste 20 m dik, in het bijzonder maximaal 200 m dik, zodat het water er lang over doet om wingebied te bereiken van het water dat voor de geothermie gebruikt wordt.In an embodiment of the invention in which geothermal energy plays a role, the bottom layer for the CO2 input is preferably relatively thick, in particular at least 20 m thick, in particular at most 200 m thick, so that the water takes a long time to area of the water used for geothermal energy.
Op basis van de informatie die hierin beschreven is en algemene vakkennis en eventueel routine-experimenten kan de vakman zelf de 25 geschikte diepte van C02*inbreng en de geschikte afstand tussen het wingebied en het gebied van C02-inbreng bepalen.On the basis of the information described herein and general professional knowledge and possibly routine experiments, the person skilled in the art can determine the appropriate depth of CO2 input and the suitable distance between the wing area and the area of CO2 input.
In een voorkeursuitvoering van de uitvinding is de richting van de buis voor het inbrengen van CO2 althans in hoofdzaak parallel aan de aardstraal, in het bijzonder bedraagt de hoek met de aardstraal 0-10°.In a preferred embodiment of the invention, the direction of the tube for introducing CO2 is at least substantially parallel to the earth beam, in particular the angle with the earth beam is 0-10 °.
1111
Dit is van voordeel met het oog op het behouden van een gas-vloeistofinengsel met relatief veel kleine bellen, wat een voordeel kan zijn voor de snelheid van het oplossen van CO2 in de vloeistof.This is advantageous with a view to maintaining a gas-liquid mixture with relatively many small bubbles, which can be an advantage for the speed of dissolving CO2 in the liquid.
10346561034656
Claims (11)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1034656A NL1034656C2 (en) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | Method for introducing CO2 into the soil. |
| PCT/NL2008/050699 WO2009061187A2 (en) | 2007-11-08 | 2008-11-05 | Method for introducing co2 into the ground |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1034656A NL1034656C2 (en) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | Method for introducing CO2 into the soil. |
| NL1034656 | 2007-11-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1034656C2 true NL1034656C2 (en) | 2009-05-11 |
Family
ID=39521642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1034656A NL1034656C2 (en) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | Method for introducing CO2 into the soil. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1034656C2 (en) |
| WO (1) | WO2009061187A2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR112013032664B1 (en) * | 2011-06-30 | 2020-07-07 | Equinor Energy As | method for storing carbon dioxide compositions in underground geological formations and arrangement for use in such methods |
| EP2584139A1 (en) | 2011-10-17 | 2013-04-24 | Fundacion Ciudad de la Energia-Ciuden | Method and system for storing soluble gases in permeable geological formations |
| ES2580880B2 (en) * | 2015-02-27 | 2017-02-08 | Fundación Ciudad De La Energía | Industrial dense CO2 injection procedure from pipeline transport conditions to permanent geological storage conditions |
| CN113874098A (en) * | 2019-05-22 | 2021-12-31 | 卡比克斯公司 | Method for reducing carbon dioxide and hydrogen sulfide |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03258340A (en) * | 1990-03-07 | 1991-11-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of storing carbon dioxide |
| JPH06170215A (en) * | 1992-12-07 | 1994-06-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for injecting carbon dioxide into ground under pressure |
| US5662837A (en) * | 1994-10-06 | 1997-09-02 | Agency Of Industrial Science And Technology | Method and apparatus for dissolving and isolating carbon dioxide gas under the sea |
| EP0982065A1 (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-01 | Director-General of Agency of Industrial Science and Technology, Jiro Hiraishi | Method of treating carbon dioxide-containing gas and apparatus therefor |
| WO2008001812A1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Mizuho Information & Research Institute Inc. | Treatment process and system for underground storage of carbon dioxide |
-
2007
- 2007-11-08 NL NL1034656A patent/NL1034656C2/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-11-05 WO PCT/NL2008/050699 patent/WO2009061187A2/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03258340A (en) * | 1990-03-07 | 1991-11-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of storing carbon dioxide |
| JPH06170215A (en) * | 1992-12-07 | 1994-06-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for injecting carbon dioxide into ground under pressure |
| US5662837A (en) * | 1994-10-06 | 1997-09-02 | Agency Of Industrial Science And Technology | Method and apparatus for dissolving and isolating carbon dioxide gas under the sea |
| EP0982065A1 (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-01 | Director-General of Agency of Industrial Science and Technology, Jiro Hiraishi | Method of treating carbon dioxide-containing gas and apparatus therefor |
| WO2008001812A1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Mizuho Information & Research Institute Inc. | Treatment process and system for underground storage of carbon dioxide |
| JP2008006367A (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Hitoshi Koide | Treatment method for underground storage of carbon dioxide and treatment system therefor |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| BATEMAN K ET AL: "Large-scale column experiment: Study of CO2, porewater, rock reactions and model test case", OIL AND GAS SCIENCE AND TECHNOLOGY MARCH/APRIL 2005, vol. 60, no. 1, March 2005 (2005-03-01), pages 161 - 175, XP002485904 * |
| CAILLY BLANDINE ET AL: "Geological storage of CO2: A state-of-the-art of injection processes and technologies", OIL GAS SCI. TECHNOL.; OIL AND GAS SCIENCE AND TECHNOLOGY MAY/JUNE 2005, vol. 60, no. 3, May 2005 (2005-05-01), pages 517 - 525, XP002485903 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009061187A3 (en) | 2010-01-14 |
| WO2009061187A2 (en) | 2009-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9920238B2 (en) | Fluorosurfactant extraction process for carbonate reservoirs | |
| Majeed et al. | A review on foam stabilizers for enhanced oil recovery | |
| Rojas et al. | Dynamics of subcritical CO2/brine floods for heavy-oil recovery | |
| Wildenschild et al. | Exploring capillary trapping efficiency as a function of interfacial tension, viscosity, and flow rate | |
| CN102933681B (en) | Make surface active agent solubilization in supercritical co for tertiary oil recovery | |
| NL1034656C2 (en) | Method for introducing CO2 into the soil. | |
| US9187246B2 (en) | Methods for storing carbon dioxide compositions in subterranean geological formations and arrangements for use in such methods | |
| JP5523737B2 (en) | Methane hydrate mining method using carbon dioxide | |
| US7156579B2 (en) | Manufactured caverns in carbonate rock | |
| JP2023165825A (en) | Method for reducing carbon dioxide and hydrogen sulfide | |
| AU2012272496A1 (en) | Sequestration of greenhouse gasses by generating an unstable gas/saline front within a formation | |
| Tsouris et al. | Hydrate composite particles for ocean carbon sequestration: field verification | |
| CN107233847B (en) | A kind of foaming agent and preparation method thereof | |
| US9586759B2 (en) | Method for storing carbon dioxide compositions in subterranean geological formations and an arrangement for use in such methods | |
| White et al. | Aphron-based drilling fluid: novel technology for drilling depleted formations in the North Sea | |
| JP5360820B2 (en) | Carbon dioxide storage method | |
| Chen et al. | Density-Driven Convection for CO2 Solubility Trapping in Saline Aquifers: Modeling and Influencing Factors | |
| Chen et al. | Effects of Capillary and Viscous Forces on Two-Phase Fluid Displacement in the Microfluidic Model | |
| Nomeli et al. | A data driven model for the impact of IFT and density variations on CO2 storage capacity in geologic formations | |
| Ajani et al. | Pressure drop prediction in vertical wells under foam flow conditions | |
| Golomb | Carbon dioxide/limestone/water emulsion for ocean and geologic sequestration of CO2 | |
| Vikhansky et al. | Optimization of carbon dioxide dissolution in an injection tubing for geologic sequestration in aquifers | |
| Cui et al. | Simulation of the Microscopic Seepage Process of CO2 Storage in Saline Aquifers at the Pore Scale | |
| Izadpanahi et al. | A review of carbon storage in saline aquifers: Mechanisms, prerequisites, and key considerations | |
| Croce et al. | Effect of Surface Tension on Sweeping Performance of Injected Gas During Intermittent Gas Lift in Liquid Loaded Horizontal Wells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20130601 |