Abstract

Die physikalische und geochemische Beschaffenheit des Deckgebirges ist für die sichere geologische Speicherung von CO2 von größter Bedeutung. Als Folge der CO2-Injektion finden Reaktionen zwischen den Mineralen der Lagerstätte, dem Deckgestein und dem CO2-gesättigten Porenwasser statt. Diese Reaktionen können die mineralische Zusammensetzung und die petrophysikalischen Eigenschaften des Speichers sowie des Deckgebirges verändern, das die einzige physikalische Barriere darstellt, die das Kohlendioxid in der Zielformation des Speichers zurückhält. Die Untersuchung der natürlichen CO2-Vorkommen liefert Informationen darüber, welche Eigenschaften eines Deckgesteins den nachhaltigen Verschluss und Rückhalt gewährleisten. Die Kenntnis der langfristigen Auswirkungen von CO2 auf das Verhalten des Deckgebirges ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl einer potenziellen CO2-Injektionsstelle. Es gibt jedoch nur sehr wenige Daten über die geochemischen Eigenschaften und die Reaktivität des Deckgesteins. Während des normalen kommerziellen Betriebs wird in der Regel das Reservoir, nicht aber das Deckgestein entkernt. Diese Studie kann unser Wissen über mögliche mineralogische Reaktionen erweitern, die in tonig-aleuritischen Deckgesteinen auftreten können. Das natürliche CO2-Vorkommen von Mihályi-Répcelak gilt als auslaufsicher. Es ist kein Austritt an der Oberfläche bekannt. Es wird vermutet, dass das aleuritische, tonreiche Deckgestein des natürlichen Reservoirs die CO2-Migration in andere Reservoirs oder an die Oberfläche verhindern kann. Die wichtigsten Merkmale des Deckgebirges sind eine geringe Durchlässigkeit (<0,1 mD) und Porosität (eff.por. = 4%) sowie ein hoher Tongehalt (ca. 80%). Wir zeigen jedoch, dass neben diesen Parametern auch die geochemischen Eigenschaften des Deckgesteins von Bedeutung sind. Um das natürliche CO2-Vorkommen zu charakterisieren, haben wir folgende Analysen durchgeführt: XRD, FTIR, SEM. Die petrophysikalischen Eigenschaften werden aus der Interpretation der geophysikalischen Bohrlochmessungen und der Korngrößenverteilung bestimmt. Das wichtigste Ergebnis dieser Studie ist, dass ausreichende petrophysikalische Eigenschaften die Eignung eines Deckgesteins nicht vollständig bestimmen. Die Daten zur effektiven Porosität (~4 %), Permeabilität (0,026 mD) und Tonhaltigkeit (~80 %) deuten darauf hin, dass die untersuchten Aleurolite gute Deckgesteine sind. Die mineralische Zusammensetzung des Deckgebirges ist ähnlich wie die des Speichergesteins, das Verhältnis der Komponenten ist jedoch unterschiedlich. Die mineralogische Analyse und die Petrographie geben Aufschluss über die Reaktion zwischen CO2 und dem Deckgestein. Die sichtbarste Auswirkung des CO2 ist die Ausfällung von Dawsonit nach der Auflösung von Albit im Deckgestein. Daher kann das CO2 in geologischen Zeiträumen durch das Deckgestein wandern, das Gesamtsystem könnte jedoch leckagesicher sein.