Vít Hladík Oldřich Krejčí Juraj Franců Roman Berenblyum Eric P. Ford Jiří Sedlák Vladimír Kolejka Martin Klempa ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA O ŘEŠENÍ PROJEKTU REPP-CO2 Příprava výzkumného pilotního projektu geologického ukládání CO2 v České republice Příprava výzkumného pilotního projektu geologického ukládání CO2 v České republice PRAHA 2017 Autoři: Vít Hladík (Česká geologická služba) Oldřich Krejčí (Česká geologická služba) Juraj Franců (Česká geologická služba) Roman Berenblyum (IRIS) Eric P. Ford (IRIS) Jiří Sedlák (Miligal, s. r. o.) Vladimír Kolejka (Česká geologická služba) Martin Klempa (Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava) Spolupracovali: Patrik Fiferna, Aleš Havlín, Eva Hudečková, Jana Janderková, Lukáš Jurenka, Zuzan Krejčí, Pavel Müller, Martin Paleček, Miroslav Pereszlényi, Ondřej Prokop, Zuzana Skácelová (Česká geologická služba) Lars Kollbbotn, Anders Nermoen, John Zuta (IRIS), Petr Bujok, Michal Porzer, Naďa Rapantová, Jindřich Šancer (Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava) Václava Havlová, Martin Klajmon, František Štván (ÚJV Řež, a. s.) Petr Špaček, Josef Havíř (Ústav fyziky Země Masarykovy univerzity v Brně) Jitka Mikšová (Centrum výzkumu Řež, s. r. o.) Editor: Petr Maděra (Česká geologická služba) Layout: Oleg Man (Česká geologická služba) Praha 217 Příprava výzkumného pilotního projektu geologického ukládání CO2 v České republice ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA O ŘEŠENÍ PROJEKTU REPP-CO2 Projekt REPP-CO2, plným názvem „Příprava výzkumného pilotního projektu geologického ukládání CO2 v České republice“, je jedním ze čtyř projektů podpořených grantem z Norska v rámci programu CZ08 „Zachycování a ukládání oxidu uhličitého“ Norských fondů 2009–20141. Jeho hlavním cílem bylo významným způsobem přispět k rozvoji technologie geologického ukládání CO2 v České republice. 1.1 Geologické ukládání CO2 a technologie CCS Geologické ukládání CO2 je koncovým článkem technologického řetězce CCS (zachytávání a ukládání CO2), jedné z významných technologií pro snížení emisí skleníkových plynů vznikajících při spalování fosilních paliv (obr. 1-1). CCS je jednou ze strategických energetických technologií Strategického energetického technologického plánu Evropské unie (SET-plan2 ) a hraje významnou roli v evropské strategii přechodu k nízkouhlíkové společnosti3. V ČR se dosavadní aktivity v oboru CCS soustředily na projekty výzkumu a vývoje, včetně mapování geologických struktur vhodných pro potenciální úložiště CO2 a transpozici příslušné evropské legislativy – viz zákon č. 85/2012 Sb., o ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur4. Přestože CCS nepatří v současné době mezi priority rozvoje průmyslu a energetiky v ČR, význam této technologie může výrazně vzrůst v souvislosti s probíhající evropskou diskuzí o závazných cílech evropské klimatické a energetické politiky do roku 20305 a přechodu k nízkouhlíkové společnosti do roku 20506. Evropská komise v rámci této diskuze požaduje zpracování národních dekarbonizačních plánů, které budou obsahovat strategii jednotlivých členských států pro snížení emisí skleníkových plynů. Pro dekarbonizaci české ekonomiky může být technologie CCS významná jak pro sektor energetiky (v případě, že bude i po roce 2030 částečně využívat fosilní paliva, což je pravděpodobné), tak pro některá odvětví průmyslové výroby (např. výroba oceli, cementu, některá odvětví chemické výroby), kde je CCS de facto jediným technickým řešením pro výrazné snížení emisí CO2. Výzkum v oboru CCS jako strategickou investici do budoucnosti bere v úvahu i Státní energetická kon- 1 http://www.eeagrants.cz/cs/programy/norske-fondy-2009-2014/cz08-zachycovani-a-ukladani-co2 2 European Strategic Energy Technology (SET)-Plan – http://setis.ec.europa.eu/technologies 3 viz např. sdělení Evropské komise„Plán přechodu na konkurenceschopné nízkouhlíkové hospodářství do roku 2050” – http://eur-lex.europa.eu/ legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX:52011DC0112 4 http://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/ViewFile.aspx?type=z&id=24080 5 https://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2030_en 1. Úvod Obr. 1-1 Princip geologického ukládání oxidu uhličitého. 54 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 1 . Ú V O D tohoto ložiska byla pokryta dobývacím prostorem 40010„Lanžhot I“. Hlavní objem těžby uhlovodíků spadá do období 1959 –1969, ale sporadické dotěžování ropy pokračovalo až do roku 2001 (evidovaná těžba ve výši 200 t ropy). Operátorem ložiska byly Československé naftové doly, dnešní MND, a. s. V roce 2004 požádal operátor ložiska o odpis zásob, čímž de iure prohlásil ložisko za vytěžené. V roce 2016 byl pak rozhodnutím Českého báňského úřadu zrušen dobývací prostor. Hlavním ropo- a plynonosným obzorem ložiska jsou písky středního badenu, stratigraficky odpovídající tzv. lábskemu obzoru. Obzor se nachází v hloubce kolem 1 000 m pod povrchem a vyznačuje se velmi dobrými kolektorskými vlastnostmi. Právě to z něj, spolu s dobrou prozkoumaností a přítomností kvalitní těsnicí horniny – jílovců středního badenu – v nadloží, dělá vhodnou rezervoárovou strukturu pro potenciální úložiště oxidu uhličitého. Zájmová struktura má protáhlý tvar ve směru přibližně sever jih a není plošně příliš rozsáhlá. Její delší rozměr dosahuje cca 3,5 km a šířka nepřesahuje 500 m. Pro potřebu pilotního úložiště CO2 jsou však uvedené rozměry více než dostačující. Podrobnější popis lokality je uveden v kapitole 2. 1.5 Úvodní poznámky k odborným kapitolám závěrečné zprávy Následující kapitoly zprávy popisují výsledky projektu dosažené při řešení jednotlivých aktivit (viz obr. 12), jejichž vedoucí jsou zároveň zodpovědnými autory příslušných kapitol: Vít Hladík (ČGS) – kapitoly 1, 9, 10, 11 a 12 Oldřich Krejčí (ČGS) – kapitola 2 Juraj Franců (ČGS) – kapitola 3 Roman Berenblyum (IRIS) – kapitola 4 Eric P. Ford (IRIS) – kapitola 5 Jiří Sedlák (Miligal) – kapitola 6 Vladimír Kolejka (ČGS) – kapitola 7 Martin Klempa (VŠB) – kapitola 8 Jednotlivé kapitoly obsahují shrnutí provedených prací a popis nejdůležitějších dosažených výsledků. Ty jsou v některých případech, zejména pokud v rámci dané aktivity vznikly rozsáhlejší soubory nových poznatků a dat, doplněny příklady konkrétních výsledků či výstupů. Podrobný popis provedených prací a jejích výsledků je obsažen v projektových výstupech. V závěru každé kapitoly je zařazen soupis všech výstupů, které se k popsané problematice vztahují. cepce ČR7 , která problematiku geologického ukládání oxidu uhličitého řadí mezi podporované směry výzkumu, vývoje a inovací v oblasti účinnějšího využívání fosilních zdrojů energie. 1.2 Projekt REPP-CO2 a jeho cíle Přínos projektu REPP-CO2 k rozvoji geologického ukládání CO2 v České republice spočíval v posunu úrovně technologické připravenosti (TRL8) této technologie v českém národním prostředí z úrovně TRL 4 (technologie ověřená v laboratoři) na úroveň TRL 5 (technologie ověřená v relevantním prostředí). Pro geologické ukládání CO2 znamená TRL 5 jeho ověření formou pilotního projektu na konkrétní geologické struktuře obdobného typu jako případná budoucí úložiště průmyslového mě- řítka. Dílčí cíle projektu odrážejí klíčové přínosy, kterých bylo při realizaci projektu dosaženo. Tyto cíle jsou: 1/ Posoudit vybranou geologickou strukturu (vytěžené ložisko ropy9) jako potenciální úložnou strukturu pro výzkumný pilotní projekt geologického ukládání CO2, a to s využitím metodického postupu podle zákona č. 85/2012 Sb., o ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur. 2/ Posílit česko-norskou spolupráci v oboru geologického ukládání CO2 a s ním spojeného výzkumu a vý- voje. 3/ Otestovat metodiku, postupy a kritéria pro popis a posuzování plánovaného úložného komplexu pro CO2, stanovené zákonem č. 85/2012 Sb., o ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur, v reálných podmínkách při přípravě konkrétního úložiště. 4/ Realizovat geologické modelování úložiště a následnou numerickou simulaci injektáže CO2. 5/ Provést rizikovou analýzu úložiště, včetně posouzení střetů zájmů, návrhu opatření na snížení rizik a sestavení monitorovacího plánu úložiště. 6/ Nově posoudit potenciál horninových struktur karpatské soustavy v ČR z hlediska možností ukládání CO2. 7/ Zvýšit odbornou kapacitu českých výzkumných institucí zapojených do projektu prostřednictvím metodického výzkumu, výměny informací a vzájemného učení s norským partnerem. 8/ Zvýšit povědomí a úroveň znalostí odborné i laické veřejnosti o technologii CCS a geologickém ukládání CO2. 1.3 Struktura projektu Projekt REPP-CO2 byl rozdělen do 10 hlavních, na sebe navazujících a navzájem propojených aktivit (viz obr. 1-2). Aktivity 1–5 odpovídají hlavním kritériím pro popis a posuzování plánovaného úložného komplexu a okolní oblasti, tak jak jsou definována v §26 zákona č. 85/2012, o ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur, konkrétně v definici příslušné nové přílohy k zákonu č. 62/1988, o geologických pracích. Tyto aktivity se přímo vztahují k přípravě pilotního výzkumného projektu geologického ukládání CO2 ve vybrané lokalitě, na vytěženém ložisku ropy LBr-1 na jihovýchodní Moravě. Aktivita 6 byla zaměřena na širší souvislosti připravovaného pilotního projektu, a to jednak z hlediska jeho dalšího vývoje (možné zdroje CO2, střety zájmů, dopravní scénáře), jednak z hlediska možností budoucího širšího rozvoje technologie CCS v ČR, který je mimo jiné podmíněn dostatečnou úložnou kapacitou potenciálních úložišť. Aktivita 7 se soustředila na metodický výzkum ve vybraných klíčových oblastech charakterizace a posuzování úložišť. Aktivity 8–9 byly věnovány publicitě, šíření informací a vzdělávání. Do Aktivity 10 byl vyčleněn management, organizace a řízení projektu, včetně podpůrných administrativních aktivit. Výše uvedené členění projektu bylo zachováno i ve struktuře této závěrečné zprávy. Realizaci projektu zajišťovalo projektové konsorcium pod vedením České geologické služby. Dalšími členy bylo 5 výzkumných institucí a podniků z ČR a jedna výzkumná organizace z Norska. Složení konsorcia je uvedeno v tab. 1-1. Projekt byl zahájen v lednu 2015 a dokončen v listopadu 2016. Při jeho řešení, které bylo rozděleno do  10 aktivit a 54 úkolů, bylo zpracováno celkem 106 výstupů, vesměs ve formě textových zpráv, v některých případech doplněných datovými nebo grafickými soubory. Na řešení projektu se podílelo 134 výzkumných pracovníků a techniků ze 7 institucí. 1.4 Projektová pilotní lokalita – ložisko LBr-1 Ložisko LBr-1 se nachází v české části Vídeňské pánve, poblíž města Lanžhot u hranic se Slovenskou republikou (viz obr. 2-4). Jde o severní část bývalého ložiska ropy a zemního plynu Brodské, jehož moravská část byla po rozdělení Československa pojmenována Lanžhot-Brodské (číslo ložiska ČGS-Geofond 3241900). Plocha 6 https://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2050_en 7 https://www.mpo.cz/dokument158059.html 8 TRL – Technology Readiness Level ve smyslu definice pro evropský rámcový program Horizon202 – viz http://ec.europa.eu/research/participants/ data/ref/h2020/wp/2014_2015/annexes/h2020-wp1415-annex-g-trl_en.pdf 9 Po obsáhlých diskuzích se zainteresovanými subjekty bylo vybráno vytěžené ropné ložisko LBr-1 na jihovýchodní Moravě. Název partnera Typ organizace Akronym Příjemce grantu Česká geologicka služba Státní příspěvková organizace ze zákona ČGS Partner 2 International Research Institute of Stavanger Akciová společnost – výzkumná instituce IRIS Partner 3 Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Veřejná vysoká škola VŠB Partner 4 ÚJV Řež, a.s. Akciová společnost ÚJV Partner 5 Centrum výzkumu Řež s.r.o. Společnost s ručením omezeným – výzkumná instituce CVŘ Partner 6 Masarykova univerzita – Ústav fyziky Země Veřejná vysoká škola ÚFZ Partner 7 Miligal, s.r.o. Společnost s ručením omezeným Miligal Obr. 1-2 Struktura aktivit projektu a vzájemné vazby mezi nimi. Tab. 1-1 Složení projektového konsorcia (při popisu činnosti a příspěvků jednotlivých partnerů jsou v této zprávě používány jejich akronymy uvedené v této tabulce) 72 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U mají údaje o vrtech, kterých v širší oblasti ložiska Brodské existuje 103. V úvodní fázi projektu byla shromážděna data o souřadnicích všech vrtů, včetně nadmořské výšky ústí a celkové hloubky. Údaje byly následně verifikovány a uloženy do geodatabáze, kde byly k dispozici pro další využití, včetně tvorby geologického modelu v Aktivitě 2. Samostatně byl zpracován digitální model reliéfu terénu (DMR) pro zájmové území projektu, který byl využit jako vstupní datový soubor pro statický geologický model úložného komplexu v Aktivitě 2. DMR byl vytvořen z dostupných výškopisných dat (kótované body polohopisu, data LIDAR) a byl zahrnut do struktury projektové geodatabáze. Byla rovněž zpracována geografická a pedologická charakteristika lokality (výstup V1.3), jejíž výsledky byly vstupním podkladem pro posouzení expozice a účinků případného úniku CO2 z úložiště v rámci rizikové analýzy (Aktivita 4). Výsledky byly rovněž využity při tvorbě 2.1 Geologie Vídeňské pánve Základní ucelenou modelovou představu o stavbě a terciérním vývoji Západních Karpat (ZK), jejichž součástí Vídeňská pánev je, podal v širokém regionálním rámci Roth (1980). Práce vycházela, vedle důkladné syntézy všech regionálních geologických a geofyzikálních dat, také z důkladné analýzy tehdejších naměřených paleomagnetických údajů v rámci alpsko-karpatského blokového systému (Krs – Roth 1979). Jedním z nejvýznamnějších přínosů této práce bylo první postulování hypotézy střednomiocenního levostranného posunu v prostoru západního okraje magurského flyšového pásma a okraje centrálních Karpat a tím naznačení rozsáhlého miocenního vysunutí karpatsko-panonských bloků k S a SV. Roth (1980) však nebyl odbornou veřejností zcela doceněn, a tak za průkopnickou práci je obvykle považována studie Burchfiela a Roydenové (1982), kde je zobrazena generalizovaná mapa intra-karpatských pánví s vyznačením hlavních zón extenze. Některé z těchto pánví, jako je např. středno- až svrchnomiocenní výplň Vídeňské pánve (jež jsou předmětem zájmu projektu REPP-CO2), vznikly mechanismem „pull-apart“. Na území ZK v ČR byly poté tyto horizontální posuny studovány řadou autorů a postupně byly dokládány jak strukturně-geologickými (Fodor 1995, Fodor et al. 1995, 1996, 1999), tak geofyzikálními metodami (Hubatka – Krejčí 1996). Během této poslední fáze vývoje orogénu (svrchní oligocén – střední miocén) pak dominovala šikmá kontinentální kolize (transprese, transtenze) mezi blokovým systémem centrálních Západních Karpat, unikajícím (escape) laterálně z kolizní zóny mezi jv. okrajem severoevropské platformy a okrajem formujících se Východních Alp k východu do prostoru pánví flyšového pásma ZK (Tomek et al. 1987). Teorii kolize Východních Alp s okrajem severoevropské platformy představili Ratschbacher a Merle (1991), Ratschbacher et al. (1991) a Spernerová et al. (2002). Přehledná geologická mapa celé Vídeňské pánve je na obr. 2-1, příslušná litostratigrafická kolonka pak na obr. 2-2. Závěrečná etapa extenze, rozpadu orogénu a tvorba neogenních pánví úzce souvisela i s interakcí astenosféry a litosféry. V rámci analýzy závěrečného extenzního stadia východoalpsko-karpatsko-panonské oblasti byly publikovány již stovky prací. Z novějších publikací považujeme za nutné se zmínit o pracích Kováče et al. (2002), Zoetemeijerové et al. (1999), z novějších pak Deckera et al. (2005), Hinsche et al. (2005), Hölzelové et al. (2010) a Beidingera a Deckera (2016). Regionální geologie Vídeňské pánve, včetně rakouské a slovenské části a její uhlovodíkový potenciál popsali Picha et al. (2006) a Arzmüller et al. (2006). Seismický průzkum 3D z okolí bývalého ložiska LBr-1 zpracovali Prochác et al. (2002). Přehledné mapové podklady z prostoru celé Vídeňské pánve publikovali Kröll et al. (1993). 2.2 Historie průzkumných a těžebních prací na ložisku Brodské Hlubinný průzkum ložiska Brodské začal v jeho jižní části (dnes na území Slovenska) už koncem 1. světové války prvním průzkumným vrtem Brodské-1 v roce 1917. Průzkumné práce dále pokračovaly v létech 1927 a 1928 (Brodské 2 a 3). Větší objem průzkumných prací byl proveden během 2. světové války, kdy byla odvrtána řada mělkých vrtů a byl proveden tíhový a seismický průzkum.Tyto mělké průzkumné práce poskytly detailní podklady pro hlubinný průzkum ložiska a dále zjistily zlomově uzavřenou strukturu v panonských sedimentech při styku brodského a farského zlomu.Vrt Brodské-4 v letech 1949 až 1950 navrtal v sedimentech středního badenu roponosný obzor, jehož průzkum a těžební otvírka trvaly až do roku 1964. První výsledky průzkumu se uvádí ve zprávách Bílka (1953a, b) a Šelleho (1959). Výpočet zásob je od Šelleho et al. (1960). V severní části ložiska (struktura LBr-1) byl prvním pozitivním vrtem vrt Br-45, realizovaný v r. 1957. Do roku 1960 zde bylo vyhloubeno dalších 22 průzkumných a těžebních vrtů, které zastihly zájmový ložiskový obzor. V roce 1962 byl na základě analýzy celkové stavby ložiska obnoven hlubinný průzkum na tzv. vysoké kře brodského zlomu (na slovenském území, viz kap. 2.4). Ve středním badenu zde byl zjištěn litologicky ohraničený obzor, jehož plochu ověřily do konce roku 1964 průzkumné (Hromec – Kolesík 1964) a těžební vrty (Fiala 1964 a 1966). 2.3 Údaje o lokalitě V rámci projektové Aktivity 1 byly shromážděny a zpracovány základní geografické a geologické údaje o lokalitě. Byly k tomu využity podklady z rezortních mapových zdrojů, data z databází ČGS-Geofondu i dřívějšího operátora ložiska. Z mimorezortních zdrojů byla použita data institucí Ministerstva zemědělství (půdní mapy) a Českého úřadu zeměměřického a kartografického (ZABAGED, LIDAR, ortofoto). Veškerá získaná data (obdobně jako všechna ostatní data shromážděná, naměřená nebo jinak vytvořená v rámci projektu) byla průběžně ukládána do projektové geodatabáze, která byla zřízena v rámci Aktivity 10. Aby projektová data měla jednotný geografický rámec, byl při zahájení úkolu definován základní souřadnicový systém (S-42), do kterého byla veškerá data v rámci projektu převáděna. Zásadní význam pro další práce zaměřené na posouzení geologické struktury jako potenciálního úložiště 2. Základní údaje pro posouzení úložného komplexu Obr. 2-1 Přehledná geologická mapa celé Vídeňské pánve s umístěním lokality LBr-1. 98 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 2 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U Byla rovněž zkoumána možnost propojení hlubokých plyno- a roponosných obzorů (potenciální úložiště CO2) s mělkou zónou do 210 m (což je hloubka starých vrtů na průzkum lignitu). Bylo zjištěno, že toto riziko nehrozí, protože těsnicí zlomy, které omezují ložisko v hloubce, nevycházejí k povrchu a jsou slepě ukončeny pod touto úrovní. 2.4 Geologická data Rešerše dosavadních znalostí a existujících dat Základním zdrojem geologických údajů jsou data z vrtů realizovaných v minulosti, archivní zprávy o geologickém průzkumu a výpočty zásob. V zachované dokumentaci, kdy klíčová souhrnná zpráva o ložisku pochází z roku 1960, je nutné předpokládat, že zjištěné poznatky a výsledky analýz budou odpovídat stavu poznání a technologií v době vzniku. V rámci projektu REPP-CO2 bylo proto nutné se snažit získat co nejvíce nových údajů ze zachované hmotné dokumentace. Z celkových 103 vrtů na ložisku Brodské má 44 zachovanou primární dokumentaci ve formě různě rozsáhlé zprávy; tyto zprávy byly cenným zdrojem informací pro realizaci projektu. Základním kamenem pro získání mapových, analytických a dalších podkladů však byly zprávy o výpočtu zásob Šelleho et al. (1960), Hromce a Kolesíka (1964) a Káni (1993 a 1998). Další cenné informace o ložisku LBr-1 jsou v syntetizujících zprávách pro celou oblast Vídeňské pánve, které obsahují strukturní mapy na různé stratigrafické úrovně. Vzhledem ke stáří zpráv a mapových podkladů se byly v rámci projektu tyto mapy převedeny do digitální formy (skenování a vektorizace). Výstupem prací je mapový a databázový soubor všech zjištěných údajů z vrtů a archivních zpráv a plošná mapová schémata – 12 jednotlivých strukturních map povrchu produktivních horizontů a map mocností produktivních horizontů. 4 strukturní mapy zahrnují celou plochu Vídeňské pánve na území ČR a zbývajících 8 pokrývá dílčí část pánve v okolí ložiska Brodské, nebo jsou přímo v ložisku. Kromě strukturních map bylo dále zvektorizováno 7 starších strukturních řezů ložiskem. Tyto grafické podklady jsou součástí výstupu V1.5. Geologické poměry ložiska Brodské Rezervoárová struktura LBr-1, která je předmětem zkoumání projektu REPP-CO2, představuje severní část ložiska Brodské (obr. 2-5). Zájmovým ložiskovým horizontem je tzv. lábský obzor – písčité sedimenty náležející střednímu badenu. Sedimenty badenu mají v zájmovém území celkovou mocnost asi 700 m. Naspodu jsou bazální slepence, na které nasedají jíly spodního badenu v mocnosti do 350 m. Střední baden začíná sedimentací písků (včetně zájmového lábského obzoru), které jsou kolektorem pro ropu a plyn. Mají mocnost 50 až 80 m a jejich faciální vývoj se mění ve směru od jihu k severu. Nadložní pelity zóny aglutinovaných foraminifer (těsnicí vrstva zamýšleného úložiště CO2) v mocnosti asi 100 m zmenšují svou mocnost směrem k severu.Také mocnost sedimentů svrchního badenu (asi 200 m) se směrem na sever redukuje (Dlabač 1971). V podloží badenu byly prostoru v ložiska navrtány sedimenty karpatu v mocnosti až 600 m. Spodní miocén nebyl v tomto prostoru nikdy v celé mocnosti provrtaný. V nadloží badenu leží sedimenty sarmatu v úplném stratigrafickém vývoji, s pestrými jíly naspodu. Dosahují mocnosti cca 200 m. Sedimenty panonu jsou zachovány v celé mocnosti, s výjimkou tzv. vysoké kry (jv. část ložiska), kde jejich mocnost snížila denudace. Na předkvartérní povrch vychází postupně střední a směrem na východ potom spodní panon. Pro vznik uzavřené struktury ložiska jsou podstatné zlomy (obr. 2-5). Farské zlomy ohraničují strukturu od  monitorovacího plánu úložiště (Aktivita 5) a posouzení střetů zájmů (Aktivita 6). V rámci charakteristiky lokality byly stručně zpracovány základní údaje o geografii, geomorfologii, klimatu, hydrologii, floře a fauně, distribuci obyvatelstva, dopravě a způsobu využití území. Byl proveden pedologický průzkum a byla zpracována podrobná půdně typologická charakteristika území s vyhodnocením základních vlastností půd, způsobu jejich využití a půdně degradačních projevů (obr. 2-3). Byl vyhodnocen předpokládaný zábor zemědělského a lesního půdního fondu, dále bylo posouzeno, zda lokalita zasahuje do ochranných pásem, chráněných území a objektů kulturních památek a byly zhodnoceny možné interakce s činnostmi v okolí úložiště. V průběhu řešení projektu byla postupně doplněna některá nově získaná data, jako např. informace o starých vrtech, které byly vrtány v období 1944 až 1948 s hloubkou 50 až 210 m. Tyto vrty (celkem 23 objektů), které nebyly kvalitně zlikvidovány, byly dále vyhodnoceny v Aktivitě 4 jako potenciální rizikový prvek. Dále byly zajištěny údaje o dalších 2 vrtech na průzkum lignitu, které jsou uvnitř hodnocené oblasti a byly vrtány v letech 1960 a 1984. Zvláštní pozornost byla soustředěna na získání informací a dat o likvidaci starých průzkumných a těžebních vrtů z 60. a 70. let a o relikvidaci některých z nich v rozmezí let 1998–2015. Práce prováděl Palivový kombinát Ústí, s. p. (PKÚ), a k jednotlivým likvidovaným sondám zpracovával dokumentaci, která byla průběžně pro řešení projektu k dispozici. Jako modelový případ bylo provedeno porovnání průvodní zprávy o likvidaci vrtu Br-72, provedené firmou MND v červenci 1960, s relikvidací tohoto vrtu firmou PKÚ Ústí nad Labem ze srpna 2015 (obr. 2-4). Oba způsoby provedení dokumentuje Závěrečná zpráva o relikvidaci tohoto vrtu (Kožík 2015). Z porovnání těchto dvou dokumentací jasně vyplývá, že nově provedená relikvidace několikanásobně zvýšila utěsnění a bezpečnou izolaci původně otevřených obzorů. Při relikvidaci byl celý vrt vyplněn cementovou směsí až po povrch a tímto způsobem bylo dosaženo maximálního možného utěsnění a izolace původně otevřených obzorů. Z tohoto pohledu by takto likvidované vrty neměly představovat riziko možného úniku uloženého CO2 z ložiskových objektů za předpokladu dodržování původních ložiskových tlaků. Relikvidace některých dalších vrtů v zájmové lokalitě byly provedeny obdobným způ- sobem. Na území české části ložiska Brodské bylo po r. 2010 relikvidováno celkem 23 vrtů, z toho 10 v jeho severní části. 6 z těchto 10 relikvidovaných vrtů zasahuje do ložiskové části obzorů badenu 12 a 13a potenciálního úložiště LBr-1; další 4 jsou situovány mimo ložiskové obzory (viz obr. 2-6). Na vrtech Br-62 a Br-64, na kterých byly v průběhu průzkumu a těžby zaznamenány havárie a na dalších 17 vrtech zasahujících hloubkově do rezervoárového souvrství úložiště LBr-1 relikvidace provedena nebyla. Těchto 19 vrtů je tedy potenciálně rizikových z hlediska možného úniku CO2 z úložiště a musí být podrobeno dalšímu zkoumání. Pro všechny likvidované a relikvidované vrty ložiska LBr-1 byla sestavena grafická schémata jejich vystrojení s anglickým popisem. Tato data byla dále využita pro analýzu rizik v Aktivitě 4. Všechna schémata byla začleněna do projektové geodatabáze tak, aby byla propojena s dalšími údaji o příslušných vrtech (stratigrafie, karotážní křivky, odebrané vzorky, apod.). Obr. 2-2 Litostratigrafická kolonka české části Vídeňské pánve s vyznačením pozice potenciální úložné struktury na  lokalitě LBr-1. Obr. 2-3 Půdní mapa širšího okolí lokality. 1110 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 2 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U Mocnost lábského obzoru se směrem k severu zmenšuje a místy některé pískové polohy vykliňují. V obzoru se tradičně vyčleňují 13. až 14. pískový horizont a lokálně ještě i horizonty 12, 12a a 13a (Bílek 1974). Jednotlivé horizonty jsou oddělené jíly, mocnými jen několik metrů. Nejhlubší, 14. horizont má mocnost až 45 m. Pískový horizont 13 je mocný 10 až 15 m. Ostatní písky mají mocnost jen několik metrů. Hlavní ložiskově významné obzory středního badenu a vrtná prozkoumanost struktury LBr-1 (severní část ložiska Brodské) jsou na obr. 2-6. jihu. Na ně se kolmo napojuje brodský zlom, který směřuje k severu, má úklon na západ a výšku poklesu cca 120 m. V prostoru ložiska se od něho odštěpují malé zlomy, které se napojují na farské zlomy. Detailní popis produktivní obzorů ropy a plynu v badenu a sarmatu podal Bílek (1974). Ve spodním badenu se navrtaly pouze malé čočkovité obzory průmyslově nevýznamné s mocností 1 až 3 m. Hlavní akumulace ropy a plynu se nacházejí ve středním badenu, kam namigrovaly z podložních matečných sedimentů. Migraci uhlovodíků vyvolaly pohyby spojené s pull-apart mechanismem prohlubování Vídeňské pánve. V období maximální subsidence v pánvi docházelo k vývoji zlomové sítě, k poklesům ker a ke změnám úklonu sedi- mentů. Po uložení pískových obzorů středního badenu a na­- plnění pastí uhlovodíky vznikl brodský zlom, který rozdělil jejich akumulace do dvou částí. Větší část (včetně struktury LBr-1) zůstala na pokleslé kře západně od  zlomu a menší na vysoké kře v jv. části celého ložiska. Část lokálních akumulací se uzavřela v čočkovitých útvarech ve středním a svrchním badenu. Akumulace plynu v nadložních sedimentech sarmatu vznikly mezivrstevní migrací do vysokých poloh při zlomech. Hlavním roponosným obzorem ložiska Brodské jsou pískové horizonty středního badenu, které stratigraficky odpovídají lábskému obzoru. V jižní části ložiska tvoří komplex písků mocný až 80 m. > Obr. 2-5 Strukturní schéma ložiska Brodské podle Bílka (1974). Struktura LBr-1 (vyznačena barevně) představuje severní část ložiska. Vrstevnice zobrazují bázi lábského obzoru. Symboly  a ¤ označují polohu vrtů, přidružená čísla odpovídají číslům vrtů Br-xx. Řeka Morava představuje zároveň státní hranici mezi ČR a Slovenskem. Obr. 2-4 Schéma vrtu Br-72 po  původní likvidaci v r. 1960 (vlevo) a po relikvidaci v r. 2015 (vpravo). Obr. 2-6 Hlavní ložiskově významné obzory středního badenu a vrtná prozkoumanost lokality LBr-1. 1312 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 2 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U Výše uvedené analýzy byly provedeny pro celou stratigrafickou sekvenci karpat-baden-sarmat; z hlediska plánovaného úložiště CO2 jsou však nejvýznamnější výsledky pro střední baden. Sedimenty středního badenu byly dostupné v 19 jádrech v celkem osmi vrtech. Litofaciálně byly relativně velmi pestré, bylo zjištěno 12 litofacií, které byly seskupeny do několika faciálních asociací a interpretovány především jako sedimenty deltové či výplavové plošiny protkané distribučními kanály, sedimenty břežní zóny (příbřeží a svrchního předbřeží) a sedimenty mělkomořské. Z pohledu sekvenční stratigrafie byly v těchto sedimentech vyčleněny tři systémové trakty – FSST (trakt klesající hladiny), TST (transgresivní trakt) a HST (trakt vysoké hladiny), které tvoří jednu depoziční sekvenci 3. řádu. Tato interpretace byla poté porovnána s regionálními stratigrafickými jednotkami, tj. pestrým žižkovským souvrstvím, lábským obzorem a tzv. zónou aglutinancí. Pokud jde o lábský obzor – hlavní zájmový horizont projektu – zjištěné litofacie ukazují nejspíše na sedimentaci v rámci přechodného prostředí, tj. deltové či výplavové plošiny protkané distribučními kanály. Z odebraných vzorků prachovců až velmi jemnozrnných pískovců, jemnozrnných pískovců a drobnozrnného vápnitého slepence byly vyhotoveny výbrusy k petrografickému studiu. Kromě slepence, který je zrnitostně špatně vytříděný, jsou horniny zrnitostně dobře vytříděné, se středním opracováním klastické složky (poloostrohranné až polozaoblené klasty převažují). Z klastických úlomků dominuje křemen (průměrně okolo 10–15 mod. %, u slepence až okolo 25 mod. %), většinou převažují monokrystalická zrna křemene nad polykrystalickými zrny; živce jsou zastoupeny (draselný živec, plagioklas) okolo 1–2 mod. %, některé jsou částečně sericitizovány. Proměnlivé je zastoupení slíd (muskovit výrazně převažuje nad biotitem a chloritem) – od ojedinělých výskytů (slepenec) až po 3 mod. %. Glaukonit se vyskytuje jen vzácně. Poměrně výrazná je přítomnost klastů karbonátů a mikritizovaných úlomků, v hornině se objevují okolo 5–6 mod. %, místy až 10 mod. %. Z horninových úlomků se u slepence poměrně hojně vyskytují zlomky kyselých vulkanitů, dále pak vulkanická skla, granitoidy, kvarcity a glaukonitické pískovce. Z bioklastických úlomků (až okolo 1 mod. % v hornině) byly zjištěny mikritizované schránky měkkýšů a schránky foraminifer. Hojná je i příměs organické (rostlinné) drtě. Pojivo má pórový i bazální charakter, je převážně tvořeno karbonátovým tmelem s příměsí jílových minerálů, karbonát koroduje okolní klastická zrna (korozivní charakter karbonátového tmelu). Z hlediska mikropaleontologického se v sedimentech středního badenu se hojněji vyskytují aglutinované druhy foraminifer dokumentující tzv. zónu aglutinancí sensu Grilla (1941), zastoupené např. druhy Semivulvulina pectinata (Rss.), S. deperdita (Orb.), Quinqueloculina akneriana (Orb.), Textularia gramen (Orb.), T. pala (Czjzk.), Ammodiscus sp., Spirorutilus carinatus (Orb.), Spiroloculina canaliculata (Orb.); hojněji se vyskytují také euryoxybiontní taxony představované rody Praeglobobulimina div. sp., Bulimina div. sp. a Bolivina div. sp. V některých společenstvech dominuje k obsahu kyslíku i soli tolerantní Ammonia viennensis (Orb.). Mineralogické složení horninových vzorků (RTG difrakční analýza) V odebraných vzorcích ze sedimentů z vrtů Brodské i Hrušky je podle výsledků RTG difrakční analýzy jednoznačně dominantním minerálem křemen. Sedimenty z vrtů Brodské jsou tvořeny následujícími minerály: křemen (29,88–60,69 %), muskovit (8,54–35,78 %), kalcit (6,97–14,03 %), montmorillonit (6,71–12,89 %), albit (6,62–9,09 %), chlorit (4,04–8,23 %), dolomit (1,70–9,21 %), Kživec – ortoklas, mikroklin (1,49–5,18 %), sádrovec (0,52–1,92 %). Dále pak byl v některých vzorcích zaznamenán pyrit, siderit, kaolinit a ankerit. Analyzované sedimenty z vrtů Hrušky jsou tvořeny následujícími minerály (uvedeny v pořadí podle klesajícího obsahu): křemen (33,93–77,98 %), muskovit (4,29–19,16 %), kalcit (32,18– 3,44 %), albit (4,36–16,13 %), dolomit (2,28–15,87 %), chlorit (1,31–13,93 %), K-živec (0,64–5,98 %), sádrovec (0,72–2,41 %), kaolinit (0,31–9,07 %) a ankerit (ten pouze v některých vzorcích). Každý z uvedených minerálů je v prostředí působících roztoků různě stabilní. Příklad RTG difrakční analýzy vzorku z vrtu Br-45 je na obr. 2-7. 2.5 Geofyzikální data Seismická data Seismická data představují jeden hlavních informačních a datových vstupů pro tvorbu geologického modelu v Aktivitě 2. Z geofyzikální databáze ČGS byly vybrány časové i hloubkové řezy podél seismických reflexních profilů v širším zájmovém území lokality LBr-1 a byla posouzena, popř. upravena jejich původní geologická interpretace. Data a interpretace byly připraveny pro import do trojrozměrného geologického modelu (Aktivita 2). Česká geologická služba má pro širší zájmové území lokality LBr-1 k dispozici údaje celkem o 39 ar­- chivovaných seismických profilech, pořízených ze státního rozpočtu v letech 1971 – 1994. Na základě dohody s původním operátorem ložiska (MND, a.s.) byla pro potřeby projektu rovněž poskytnuta data trojrozměrné (3D) seismiky. Datový blok pokrývá celé zájmové území lokality; to umožní detailně interpretovat zlomový a strukturní plán úložiště a celého úložného komplexu. Hlavní interpretační práce proběhly přímo v modelovacím prostředí pro tvorbu 3D modelu v rámci Aktivity 2 a jsou popsány v kap. 3. Karotážní data Z lokality LBr-1 byly na základě dohody s MND, a. s., předány k využití v projektu papírové karotážní záznamy Ložisko Brodské se dělí na severní a jižní část podle litofaciálního vývoje pískových horizontů.V severní části, severně od vrtu Br-60 (kam náleží i struktura LBr-1), se mocnost celého komplexu písků zmenšuje tak, že jednotlivé písky místy splývají, místy vykliňují a místy opět nasazují. Z hlediska rozšíření v ložisku a velikosti zásob je nejdůležitější 13. pískový horizont. V severní části ložiska tvoří souvislý roponosný pruh s plynovou čepicí. V klasickém pojetí se v této části 13. horizont považuje za spojený se 14. pískovým horizontem (Bílek 1974). Mocnost písku kolísá; v roponosné části dosahuje nejvíce 8 m a v plynové části 7,5 m. Hranice okrajové podložní vody se pohybuje v rozmezí –948 až –953 m. Roponosné pásmo je široké cca 200 m a hranice ropa/plyn sleduje izohypsy –942 až –943 m. Produktivní plochu ohraničuje vyklínění na jihu i na severu. Produktivní plocha je cca 3 000 m dlouhá a s plynovou čepicí až 600 m široká. Vertikální pozitivní mocnost je zhruba 40 m. Pískový horizont 12a je v severní části ložiska převážně plynový a má jen úzké roponosné pásmo. Horizont 12 tvoří v severní části pouze 5 izolovaných čoček obsahujících plyn. Kolektorskou horninou ropy a plynu jsou jemnozrnné až střednozrnné písky s  pórovitostí až 32 % a s dobrou propustností (ojediněle až 3700 mD). Vypočítané geologické zásoby v roce 1960 činily 670 000 t ropy a asi 200 . 106 m3 plynu (Šelle et al. 1960, Bílek 1974). Z nich na severní část připadalo 300 000 t ropy a 100 . 106 m3 plynu, na jižní část 120 000 tun ropy a 100 . 106 m3 plynu a na vysokou kru 250 000 t ropy. Ropa se v severní části ložiska těžila režimem aktivní okrajové podložní vody a plynové čepice. Na jihu převládal režim okrajové vody a na vysoké kře režim rozpustného plynu. Skutečné vytěžené zásoby v dobývacím prostoru v dílčí části Brodské-sever činily během těžebního provozu k 31. 5. 1976 72 573 t ropy a 30 mil m3 plynu (Káňa 1998). Ložisko je v současnosti vedeno jako vytěžené. Celková plocha původního dobývacího prostoru Brodské na českém území (v České republice po rozdělení Československa označeného jako Lanžhot I) činila 4,19 km2. Zhodnocení existujících vrtných jader a odběry vzorků pro analýzy Vrtná jádra, využitelná pro odběry vzorků na nové analýzy, byla k dispozici ze 13 vrtů z ložiska Brodské. Jádra byla zachována většinou v malém množství a špatné kvalitě, když byly dochovány pouze jejich úlomky. Z několika vrtů byla sice zachována řada jader, prakticky však chyběly souvislé pevné kusy pískovců a vzorky z konkrétních produktivních obzorů. V případě vzorků pískovců (rezervoárové horniny) bylo proto nutné odebrat analogické vzorky z blízké lokality Hrušky, aby bylo možné provést různé typy potřebných analýz pro stanovení petrofyzikálních a geomechanických vlastnosti. Jádra byla nejdříve očištěna od prachu a dalších nečistot, poté byla detailně popsána sedimentologem a podrobena fotografické dokumentaci. Potom byl stanoven postup odběru vzorků; určitá část vzorků byla vyměněna mezi jednotlivými pracovišti, aby mohly být na stejných vzorcích horniny provedeny různé typy analýz. Primární dokumentace vrtních jader byla provedena z těchto vrtů s dosud zachovanou hmotnou dokumen- tací: • Br-35 (15 zachovaných vzorkovnic po 1 m) • Br-45 (13 vzorkovnic) • Br-46 (10 vzorkovnic) • Br-52 (4 vzorkovnice) • Br-54 (7 vzorkovnic) • Br-55 (2 vzorkovnice) • Br-60 (5 vzorkovnic) • Br-63 (2 vzorkovnice) • Br-64 (2 vzorkovnice) • Br-65 (4 vzorkovnice) • Br-70 (3 vzorkovnice) • Br-71 (7 vzorkovnic) • Br-75 (4 vzorkovnice). Veškerá dokumentace byla průběžně ukládána do  projektové geodatabáze. Z dochovaných vrtných jader z vrtů Brodské a Hrušky byly odebrány vzorky na mikropaleontologii (55 vzorků), k petrografickému zhodnocení sedimentů (42 výbrusů) a k stanovení mineralogického složení metodou RTG difrakce (28 vzorků). Další vzorky byly odebrány pro účely petrofyzikálních, geochemických a geomechanických analýz a experimentů (viz níže). Litofaciální analýza a sekvenční stratigrafie Litofaciální analýza byla založena na zhodnocení makroskopicky zjištěných strukturních a texturních znaků na vrtních jádrech, podpořeném daty z mikropaleontologických a petrografických analýz. Bylo vyčleněno celkem 15 litofacií, které lze na základě velikosti klastických částic začlenit do pěti skupin (jílovcová, prachovcová, heterolitická, pískovcová a slepencová skupina litofacií). Byl zkoumán výskyt jednotlivých litofacií v rámci stratigrafických jednotek zjištěných v oblasti ložiska Brodské (karpat, spodní baden, střední baden, svrchní baden, sarmat). V rámci sedimentární výplně každého regionálního stupně či jeho části byly pak dle možnosti vyčleňovány i faciální asociace, které byly následně využity pro interpretaci depozičního prostředí. Sekvenčně stratigrafická analýza vycházela především ze zhodnocení karotážních diagramů, které byly k dispozici. Byly sledovány především hodnoty i charaktery/tvary křivek spontánní polarizace (SP) a odporové karotáže (RAG2), které mají tradičně určitou výpovědní hodnotu pro sedimentárně-geologické interpretace. Charakter průběhu karotážních křivek byl srovnán s ode­- branými vrtnými jádry, a to především s ohledem na interpretaci depozičního prostředí a jeho vývoj. 1514 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 2 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U ření z minulého století (Blížkovský 1961, Odstrčil 1964). Na ploše 20 km2 bylo změřeno celkem 600 nových gravimetrických bodů. Měření bylo provedeno novým digitálním gravimetrem Scintrex AutoGrav CG-5, který byl pořízen z prostředků projektu. Gravimetrické body byly přednostně situovány podél místních komunikací nebo lesních cest, průměrná vzdálenost mezi body byla 200 m. Souřadnice gravimetrických bodů byly zaměřeny pomocí GPS, výšky gravimetrických stanovišť byly změřeny geometrickou nivelací. Výškové měření bylo napojeno na Českou jednotnou nivelační síť (ČJNS). Gravimetrické měření bylo navázáno na body základního bodového pole České gravimetrické sítě S-Gr95. Přesnost gravimetrického měření byla vypočtena z kontrolního měření na 44 bodech a činí 0,02 mGal. z celkem z celkem 42 vrtů. Všechny tyto záznamy (jedná se vesměs o křivky odporové karotáže a spontánní polarizace) již byly digitalizovány (formát LAS) a jejich digitální verze byly rovněž k dispozici pro potřeby projektu (celkem 50 digitálních karotážních záznamů). Dalším zdrojem dat byla karotážní měření (GK, NGK) prováděná při relikvidace vybraných vrtů na lokalitě LBr-1 firmou PKÚ. Karotážní měření je zde prováděno za účelem ověření výskytu dalších (původně nepodchycených) horizontů nasycených vrstevními tekutinami. Celkem bylo od PKÚ k využití v projektu získáno 12 karotážních záznamů z relikvidovaných vrtů. Karotážní křivky byly shromážděny do uceleného souboru, který byl jednak předán k využití pro litofaciální a seismologickou analýzu (viz kap. 2.4), jednak připraven k přímému importu do modelovacího prostředí 3D modelu (Aktivita 2), kde byl použit pro další interpretaci. V jejím rámci byly provedeny výpočty hodnot porozity a jílovitosti, které byly dále využity pro budování 3D geologického modelu v Aktivitě 2. Výpočty byly provedeny celkem na 50 vrtech se zaměřením na produktivní ložiskové obzory a jejich těsnicí nadloží. Gravimetrická a magnetometrická data ProširšízájmovéúzemílokalityLBr-1bylaz databázeČGS vybrána digitální data úplných Bouguerových anomálií a hodnot ΔT (popř. ΔZ), z nichž byly vytvořeny primární mapy izolinií. Tyto mapy byly korelovány s geologickými mapami 1 : 50 000, údaji o charakteru horninového prostředí na bázi sedimentů z hlubokých vrtů a mocnostmi sedimentárních hornin. Byl určen pravděpodobný zdroj gravimetrických a magnetických anomálií. Jako výstup vznikly mapy širšího zájmového území lokality LBr-1 s korelacemi tíhových, magnetických a geologických dat a pravděpodobných zdrojů anomálií. Tyto výstupy byly využity při konstrukci 3D geologického modelu širšího úložného komplexu v Aktivitě 2. Zhodnocení archivních gravimetrických a magnetometrických data a jejich geologické interpretace publikované v archivních zprávách a článcích přineslo tyto poznatky: • Gravimetrická a magnetometrická měření byla využívána především pro regionální průzkumy geologické stavby, tj. odhad hloubky a charakteru podloží. • Gravimetrická data byla používána současně se seismickými daty především k interpretaci zaměřené na vyhledávání plyno- a roponosných struktur, tj. určení průběhu zlomů a hloubky podloží jednotlivých tektonických bloků. • Archivní gravimetrická měření nepokrývají studovanou oblast v hustotě potřebné k podrobnější interpretaci dat v měřítku 1 : 25 000 nebo větším; především podél hranice s Rakouskem je malá hustota měřených bodů. Gravimetrické a magnetometrické mapy byly převedeny do geodatabáze projektu ve formátu *.tif. Nové gravimetrické měření na lokalitě LBr-1 Gravimetrické měření na lokalitě LBr-1 uskutečnil Miligal během srpna 2015. Navázalo na starší gravimetrická měObr. 2-7 Výsledky RTG difrakční analýzy – fázové spektrum vzorku Br-45 s interpretací. Obr. 2-8 Mapa reziduálních tíhových anomálií sestavená na základě výsledků nového gravimetrického měření (šedé linie na pozadí zobrazují regionální trend) s vyznačením pozice interpretačních řezů. 1716 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 2 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U Mapa reziduálních anomálií (obr. 2-8) byla sestrojena pro redukční hustotu 2,00 g.cm–3 odpovídající hustotě hornin zemského povrchu v oblasti struktury LBr-1. Mapa byla vytvořena pomocí software Geosoft Oasis Montaj s interpolačním intervalem 0,1 mGal (1 mGal = 10–5 ms–2). Hodnoty reziduálních anomálií se v celém zájmovém území pohybují v rozmezí od –1 mGal (na  SZ území) po téměř +2 mGal (na JV).Výrazná dílčí kladná reziduální anomálie v jz. rohu mapy je vázána na tzv. vysokou kru podloží – tj. na oblast, která se nachází na východ od brodského zlomu. V území nad ložiskovou strukturou LBr-1 nabývají reziduální gravimetrické anomálie hodnot od –0,1 mGal (na SZ) do +1 mGal na JV. Interpretace naměřených anomálií byla provedena jak v ploše, tak i na interpretačních řezech 1 a 2 protínajících strukturu LBr-1 (jejich poloha je vyznačena na obr. 2-8). Na obr. 2-9 je zobrazen průběh reziduálních gravimetrických anomálií na příčném řezu č 1. Zobrazené gravimetrické anomálie jsou doplněny interpretovanými časovými řezy z 3D seismického průzkumu, v nichž je na vertikální ose vedle časů příchodu odražených vln vynesena také přibližná hloubková úroveň reflexních horizontů. V souladu s mapou reziduálních anomálií na obr. 2-8 není v řezech patrná korelace lokálních záporných anomálií s rozsahem ložiskové struktury LBr-1. Anomálie jsou spíše vyvolány nehomogenitami v horninové výplni Vídeňské pánve, a tento vliv zůstane s vysokou pravděpodobností dominantní i po vybudování úložiště CO2. Vzhledem k dimenzím struktury LBr-1 lze předpokládat, že tíhový účinek vtlačeného CO2 bude jen marginální, což za daných okolností víceméně vylučuje možnost, že by běžným gravimetrickým měřením bylo možno mapovat rozsah oblaku CO2 uloženého v úložišti. Tato možnost byla zvažována na základě údajů z literatury, které ukazují, že nad úložišti CO2 lze v některých případech indikovat malé záporné gravimetrické anomálie. To je dáno skutečností, že hustota CO2 je menší než hustota okolních fluid. Příkladem může být úložiště CO2 Sleipner v Norsku, v pískovcích Utsira Formation cca 1000 m pod hladinou Severního moře, kde v období 2002–2009 bylo do podzemí zatlačeno 5,88 milionu tun CO2. Gravimetrickým měřením na 40 stanovištích vzdálených 500 m zde byla zjištěna záporná anomálie –0,012 mGal a byla vypočtena průměrná hustota uloženého CO2 na 0,720 kg.m–3 (Alnes et al. 2011). Pro LBr-1 však vzhledem k lokálním podmínkám a předpokládaným malým objemům uloženého CO2 není tato možnost reálná. Výsledky gravimetrického měření a jeho interpretace jsou podrobně popsány ve výstupech V1.14 a V1.15. 2.6. Rezervoárové parametry a parametry těsnicích hornin Rešerše archivních dat V první fázi tohoto úkolu byla provedena rešerše archivních dat se zaměřením zejména na údaje o porozitě a permeabilitě. Přímo z ložiska LBr-1 nebyly zjištěny žádné archivní údaje o hustotě, permeabilitě nebo porozitě hornin ze speciálních měření. Rešerše byla proto provedena z vrtů v okolí (Břeclav-25, 26, 30; Hrušky-240, Lanžhot-5, 6, 7 a Týnec-137). Po zpracování byla data předána k dalšímu využití, zejména v rámci stavby 3D modelu v Aktivitě 2, popř. v dalších úkolech Aktivity 1. Nová měření petrofyzikálních vlastností K novým laboratorním testům posloužila vrtná jádra, která byla v minulosti získána v rámci průzkumů a těžební otvírky (viz kap. 2.4). Zachovaná jádra přímo z lokality LBr-1 bohužel byla ve špatném stavu a prakticky se nezachovaly zbytky hornin přímo z ložiskových obzorů. Proto musely být odebrány další vzorky vrtných jader z analogické lokality Hrušky. Vybrané vzorky jader vhodné k laboratornímu stanovování petrofyzikálních vlastností byly převezeny do Laboratoře stimulace vrtů a ložisek uhlovodíků VŠB, kde byly upraveny do podoby vhodné k analýzám. Měření proběhla na 4 vzorcích z ložiska LBr-1, doplněných o 9 vzorků z ložiska Hrušky, u kterých se podařilo odvrtat vhodná jádra pro petrofyzikální měření. Na ostatních vzorcích z ložiska LBr-1 se buď nepodařilo odvrtat vhodná jádra, nebo konzistence vzorků nebyla vhodná pro jakoukoliv mechanickou manipulaci.To samé se týká i některých dostupných vrtných jader z ložiska Hrušky. Měření proběhla na vzorcích z vrtů Br-45, Br-35, Br-52 a Br-60 (ložisko LBr-1), a dále Hr-155 (2 jádra), Hr-43 (2 jádra), Hr-150, Hr-5 a Hr-52 (ložisko Hrušky). U těchto vzorků bylo odvrtáno jádro o průměru 1,5“ (3,81 cm) a maximální délce, kterou vzorky dovolily. Měření proběhlo na aparatuře COREVAL 700 (Automatický porozimetr/permeametr). Boční tlak Pc (confining pressure) byl zvolen v kroku 600, 1000, 1450 a 600 psi. Maximální zvolený tlak 1450 psi odpovídá cca 10 MPa, 600 psi odpovídá tlaku 4,1 MPa a 1000 psi odpovídá 6,9 MPa. Teplota měření odpovídala teplotě laboratoře, tedy 20 °C. Měřené jádro bylo vloženo do manžety a stlačeno na příslušný boční tlak. Následně byly stanoveny měřené veličiny. Pro boční stlačení se využívá stlačeného vzduchu, pro stanovování petrofyzikálních parametrů se používá dusík. Byly měřeny tyto veličiny: • objem pórového prostranství Vp (cm3), • propustnost pro plyn Kair (mD), • propustnost pro kapalinu („Klinkenberg“) K∞ (mD), • pórovitost φ (%), • objem vzorku Vb (cm3), • objem rostlé části Vg (cm3), • měrná hmotnost rostlé části ρg (g/cm3), • měrná hmotnost vzorku ρb (g/cm3), • slip faktor (psi). Plánované pokusné měření fázových propustností nebylo možné realizovat v předpokládaném rozsahu. Z obou zkoumaných lokalit (LBr-1, Hrušky) nebyl k dispozici žádný horninový vzorek z kolektorských vrstev nasy- Z naměřeného tíhového zrychlení na 600 nových bodech a na 123 starších gravimetrických bodech byly vypočteny úplné Bouguerovy anomálie. V rámci numerického zpracování měřených dat musely být vyloučeny rušivé účinky slapů, rotace i tvarového zploštění zemského tělesa a dále vlivy z rozdílné výšky a morfologie toporeliéfu v okolí gravimetrických bodů. Hodnoty vypočtených anomálií byly poté interpolovány do pravidelné čtvercové sítě o straně 125 m. Odseparováním regionálního tíhového trendu z hlubších partií Země byly z Bouguerových anomálií vypočteny reziduální tíhové anomálie, které indikují hustotní změny v geologické stavbě připovrchových partií zemské kůry. Obr. 2-9 Detailní tíhový a seismický řez 1 (SZ-JV). 1918 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 2 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U měsí písků, písčitých štěrků a jemně až hrubě zrnitých písků s proměnlivou mocností až 10 m, nejčastěji však v rozmezí 5–7 m. Toto souvrství je v podstatě tvořeno sedimentární výplní meandrujících koryt vodního toku zaříznutých do různých úrovní, která se vzájemně mnohonásobně kříží. Charakteristické je velmi nepravidelné složení hrubozrnných nesoudržných sedimentů spodního souvrství údolní nivy, které se projevuje výraznými změnami v propustnosti zvodněných sedimentů. Získaná data a informace byly předány do Aktivity 2 pro sestavení mělkého hydrogeologického modelu lokality. Režimní hydrogeologická měření Na lokalitě byla v rámci projektu provedena nová hydrogeologická měření za účelem ověření základních fyzikálně-chemickýchparametrůa hloubkyhladinypodzemní vody. Bylo provedeno celkem 5 měření v době od března 2015 do července 2016. Hydrogeologická měření byla rozdělena tak, aby zastihla různé klimatické podmínky v průběhu roku. Sledována byla výška hladiny podzemní vody ve vrtech, teplota vody, pH a měrná elektrická vodivost (konduktivita). Naměřené hodnoty byly porovnány s vyhláškou 252/2004 (Vyhláška, kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody), sledovánobylo9hydrogeologickýchvrtůa jednastudna (viz obr. 2-10). Hloubka sledovaných objektů byla od 3,4 mdo 10,5 m.Výsledkyměřeníbylyvyužitypřidynamickém modelování mělkého oběhu podzemních vod v Aktivitě 3. Ze čtyř vybraných objektů (RA004, RA005, RA012, RA016) byly odebrány vzorky vody na celkovou chemickou analýzu. Výsledky analýz jednotlivých prvků splňují ve všech parametrech požadavky na pitnou vodu dle vyhlášky 252/2004, vyjma vzorku RA012, kde byla mírně překročena hodnota obsahu olova. Naměřená data byla cených původně ropou; v žádném z odebraných vzorků z obou lokalit nebyla organolepticky přítomnost ropy stanovena. Výzkum byl proto proveden pouze na jednom propustném jadérku ze sondy Br-45; jako srovnávací etalon byly použity vzorky hořického pískovce. Měření za přítomnosti dvou fází (ložisková voda/ropa) bylo realizováno pomocí fázových permeametrů BRP- 350 a FDS-350 (Vinci, Francie) na jediném vhodném vzorku z ložiska LBr1, jehož parametry nasvědčovaly jeho použitelnosti v experimentu vytěsňování vody ropou a naopak. Použitý vzorek jádra byl z vrtu Br-45, z hloubkového intervalu 1300 – 1307 m. Tento vzorek byl saturován syntetickou ložiskovou vodou, svým chemismem odpovídající průměrným hodnotám chemických analýz vrstevní vody ložiska LBr-1 (dále označována jako voda), a vystaven po dobu dvou týdnů simulovanému tlaku nadloží o hodnotě 3267 psi, pórovému tlaku vyvozeném syntetickou ložiskovou vodou o hodnotě 725,5 psi a teplotě 43 °C. Za těchto podmínek pak byl stanoven absolutní koeficient propustnosti Kabs, v tomto případě o hodnotě 516,85 mD. Poté bylo přistoupeno k vytěsňování vody mrtvou ropou (bez rozpuštěných ložiskových plynů) z ložiska Hrušky (dále označována jako ropa) o objemovém průtoku 0,5 ml/ min za stejných p-T podmínek. Takto byla stanovena neredukovatelná saturace vodou (Swi) a efektivní (Ko(Swi)), resp. relativní (Kro(Swi)) koeficient propustnosti pro ropu za daných podmínek. Poté byl vzorek ponechán dva týdny vystaven ropě (za stejných p-T podmínek), načež bylo přistoupeno k procesu vytěsňování ropy vodou. Takto byla stanovena zbytková saturace ropou (Sor) a efektivní (Kw(Sor)), resp. relativní (Krw(Sor)) koeficient propustnosti pro vodu za daných podmínek. Produkce ropy ze vzorku během zavodňování činila 35,84 %. Pro stanovení dalších důležitých charakteristik rezervoárových hornin byly na pracovišti VŠB provedeny analýzy vzorků pomocí zařízení zvaného retortová pec, které je schopno určit kvantitativní zbytkové nasycení kapalinami. Tato pec pracuje s nadrceným horninovým vzorkem, který postupně zahřívá až na teplotu 650 °C. Odpařené kapaliny z ocelových zásobníků procházejí chladící lázní, kde kondenzují a jsou zachytávány do kalibrovaných byret o objemu 20 ml. K měření byly jako vhodné vybrány 4 vzorky z ložiska Hrušky, které splňovaly požadované kritérium hmotnosti v drceném stavu alespoň 120 g. Jednalo se o vzorky z vrtů: Hr-150 (hloubka 1363–1368 m; 2 vzorky), Hr-43 (1803–1808 m) a Hr-155 (1395–1400 m). K vyhodnocení nasycenosti (Sw) vybraných vzorků je nutné znát další vstupní data: ρb (objemová hmotnost vzorku), Vvz (objem celého vzorku), φ0 (porozita vzorku) a Vp0 (objem pórů vzorku). Hodnota φ0 byla přebrána z dřívějšíchměřenína zařízeníCOREVAL700,zbylévstupní hodnoty nutné pro výpočet byly stanoveny laboratorně. Výsledky nových měření jsou podrobně popsány ve  výstupu V1.16. Vlastnosti rezervoárových fluid Data o vrstevních tekutinách představují základní vstupní informace pro tvorbu statického geologického modelu v Aktivitě 2 a vstupní informace pro stanovení chemismu interakcí CO2 s horninovým prostředím (viz kap. 2.8) a posouzení rizik spojených s ukládáním (Aktivita 4). Byla provedena rešerše dostupných údajů z dřívějších ložiskových hydrogeologických měření, zpráv a publikací. Z archivních údajů základní geologické dokumentace – složek jednotlivých vrtů a výpočtů zásob – byly vybrány údaje o sycení kolektorských hornin vodou a ropou spolu s obsahem karbonátů a litologickou charakteristikou intervalu. Takové údaje byly získány pouze z vrtů Br-61, 65, 68, 70, 74, 79, 82 a 86. Údaje o analýzách vod byly získány z celkem 50 vrtů; analýzy plynů pouze z vrtů Br-45, 64, 65, 73, 76 a 86. Vzorky ropy z ložiska LBr-1 nebyly dostupné, zkoumána byla proto ropa z analogické lokality Hrušky, z vrtu Hr-233. Analýzy byly provedeny na pracovištích IRIS a ČGS. Z archivu a databází ČGS byly kromě toho získány starší analýzy fluid v oblasti LBr-1 a okolí: • archivní analýza rop z LBr-1; • chemické složení plynů z ložisek ropy a plynu ve Vídeňské pánvi; • izotopické složení uhlíku z metanu δ 13C (C1), etanu δ 13C (C2), propanu δ 13C (C3) a CO2 δ 13C (CO2) z ložisek ve Vídeňské pánvi. Veškerá získaná data byla předána pro uložení do geodatabáze a poskytnuta k dalšímu využití v návazných úkolech a Aktivitách. Tlakové a teplotní parametry, historie těžby Ve spolupráci s původním operátorem ložiska zajistili pracovníci ČGS rešerši dostupných údajů o vývoji p-T podmínek v zájmovém rezervoáru a o historii těžby ropy. Tato data jsou důležitým vstupním údajem pro dynamické modelování v Aktivitě 3. Údaje o ložiskovém tlaku z archivních zdrojů se podařilo získat pouze z vrtů Br-45, 55, 65, 73 a 76. Teplotní měření byla pouze ve vrtech Br-8 a 61. Údaje o kubaturách těžby za konkrétní časový úsek byly získány celkem z 26 vrtů; z vrtu Br-64 byla získána nejpodrobnější data, protože se u něj musela zvládnout nečekaně vysoká erupce plynu. Byl sestaven tabulkový přehled celkových těžeb ropy z jednotlivých produktivních obzorů. 2.7 Hydrogeologické parametry Rešerše dosavadních znalostí a existujících dat pro mělký oběh podzemních vod Bylo provedeno zhodnocení archivních hydrogeologických zpráv a dalších výstupů a údajů z vrtné databáze týkajících se mělkého oběhu podzemních vod v zájmové oblasti. Hlavním zvodněným kolektorem je spodní část souvrství údolní nivy složená ze štěrků, štěrků s příObr. 2-10 Pozice hydrogeologických vrtů použitých pro hydrogeologická měření. 2120 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 2 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U V1.22; viz výše). Z provedených laboratorních výzkumů i z údajů získaných modelováním vyplývá, že v průběhu procesu injektáže CO2 a určitou dobu po ní bude docházet k chemickým reakcím mezi minerály v hornině a CO2. Zatímco u silikátů (s výjimkou alkalických živců) lze předpokládat spíše menší změny objemu, výraznější změny nastávají u karbonátů a sulfátů. Při experimentech bylo potvrzeno pozorovatelné rozpouštění živců, a to jak draselných, tak plagioklasů, a také předpokládané chování karbonátů, tj. rozpouštění kalcitu a růst dolomitu. Jak je patrno z výsledků mineralogických analýz vzorků před a po interakci se spCO2, minerální změny většinou nejsou příliš výrazné a často se pohybují kolem meze nejistoty analytické metody. Geochemická syntéza Na závěr řešení úkolu „Geochemické parametry“ bylo provedeno shrnutí a vyhodnocení poznatků získaných v rámci jednotlivých dílčích úkolů – rešeršních, modelovacích i laboratorně analytických. Výsledkem prací je výstup V1.26 „Geochemická syntéza“, v němž byla nejprve shrnuta známá fakta o geochemické stabilitě minerálních fází obsažených v analyzovaných vzorcích hornin z ložisek LBr-1 a Hrušky. Dále bylo provedeno teoretické posouzení možných změn v celkovém chemickém složení hornin před a po působení CO2, komplexní srovnání mineralogických změn zjištěných analyticky, a na závěr byly výsledky analýz srovnány s matematickými modely z výstupu V1.22. 2.9 Geomechanické parametry Tento úkol se od zahájení projektu potýkal s problémy se získáváním materiálu z vrtných jader, nezbytného pro provádění testů a zkoušek. Hlavním problémem byl nízký počet a kvalita dostupných vzorků.To vedlo k úpravám plánu prací, které byly jedním z hlavních bodů podstatné změny projektu schválené v úvodu r. 2016. Rešerše dosavadních znalostí a existujících dat Rešeršní práce probíhaly na pracovišti VŠB; jejich cílem bylo přiblížit zájmovou lokalitu z hlediska geomechaniky. Při rešerši se ukázalo, že v minulosti byla při těžbě uhlovodíků v ČR věnována otázkám geomechaniky minimální pozornost; nebyl tudíž nalezen ani jeden literární materiál věnující se jakémukoliv geomechanickému posouzení dat z předmětné lokality. Vzhledem ke skutečnosti, že v aktivní minulosti ložiska LBr-1 neproběhla žádná měření primárního napěťového pole, přesné stanovení tohoto pole se ukázalo jako nemožné. Napěťové pole bylo proto možné pouze odhadnout na základě teoretických úvah, empirických zkušeností a výsledků měření na nejbližších lokalitách. V databázi World Stress Map byly nalezeny záznamy z měření napětí in situ v lokalitách nacházejících se v rakouské části vídeňské pánve, v relativní blízkosti řešené lokality. Konkrétně se jedná o lokality Matzen a Gaenserndorf, cca 40 km jjz. od LBr-1. Z těchto dat bylo vzhledem k relativně malé vzdálenosti od řešeného místa možné alespoň odhadnout směr hlavního a vedlejšího horizontálního napětí. Lze předpokládat, že velikost vertikálního napětí bude vzhledem k charakteru a objemové hmotnosti sedimentárních hornin (v průměru cca 2 200 kg·m3) pravděpodobně stoupat s gradientem cca 22 MPa/km. Co se týče hlavního horizontálního napětí, je jakákoliv predikce velmi složitá. Nicméně se dá předpokládat, že směr hlavního horizontálního napětí v oblasti jižní partie české části Vídeňské pánve bude přibližně Z–V, a bude se směrem na sever pootáčet ve směru hodinových ručiček až ke směru S–J. Velikost jednotlivých složek horizontálních napětí bude v různých horninových typech rozdílná. Dá se předpokládat, že ve svrchní části bude hlavní horizontální napětí mít hodnotu vyšší než vertikální složka napětí, nicméně s rostoucí hloubkou by se měl tento rozdíl postupně snižovat. V hloubkách pod 3 km by již mělo převládat vertikální napětí nad horizontálními. Laboratorní zkoušky pro stanovení geomechanických vlastností hornin rezervoáru a těsnicích nadložních vrstev Práce probíhaly paralelně na pracovištích VŠB a IRIS. Vzhledem ke stáří materiálu bylo velmi problematické odvrtat celistvé vzorky bez jejich porušení (výplach dělal problémy s konzistencí, a to zejména u jílovitých hornin). Materiálu z LBr-1 byl nedostatek, proto se využily i jádra z ložiska Hrušky jako analogické lokality. Přes počáteční obtíže se nakonec podařilo určité množství použitelných vzorků odebrat a laboratorní zkoušky mohly být na obou pracovištích provedeny. VŠB měla k dispozici 2 vzorky z lokality LBr-1 (Br-35 a Br-54) a 9 vzorků z lokality Hrušky (Hr-33, Hr-150, Hr-43 a 43A, Hr-5, Hr-150, Hr-5-vz. 1, Hr-52 a Hr-150A). Na všech uložena pro případné další využití do hydrogeologické databáze ČGS a exportována do geodatabáze projektu. 2.8 Geochemické parametry Geochemické parametry úložného komplexu představují zásadní komplex informací pro další posouzení horninového masívu z hlediska možnosti ukládání CO2. Jsou základním vstupním údajem pro geochemické modelování úložného komplexu, včetně simulace dynamických změn (předmět Aktivity 3). Rešerše dosavadních znalostí a existujících dat Rešerše zpracovaná pracovníky VŠB sledovala přede­- vším výzkumy v oblastech těchto hlavních typů interakcí spCO2 s prostředím: • interakce v blízkosti injektážního vrtu – interakce CO2 a cementu, interakce mezi CO2, cementem a horninou, změny koncentrace roztoku vlivem rozpouštějícího se CO2; • dlouhodobá interakce CO2 s horninami a fluidy v kolektoru a v nadložních horninách – přesuny velkého množství hmot v pórovém prostoru za vysokého tlaku a s velkým teplotním gradientem; otázka snížení permeability mající přímý vliv na probíhající injektáž; • interakce CO2 s horninami podél únikových cest – podél injektážních vrtů, podél zlomových struktur a přes horniny pokryvných útvarů; • úniky CO2 z úložiště způsobující kontaminaci akviferů – rozpouštění CO2 do akviferů v mělkých horninách způsobující okyselení prostředí a následnou mobilizaci kovů a bitumenů; • vytlačení rezervoárových fluid (solanek) do okolních nebo nadložních akviferů a souvisící geochemické procesy. Výsledky rešerše byly zpracovány do ucelené zprávy (výstup 1.21), která byla podkladem pro další práce v rámci tohoto úkolu, ale i pro geochemické modelování v Aktivitě 3 a rizikovou analýzu v Aktivitě 4. Analýza a modelování geochemických reakcí, rozpouštění a tvorby minerálů v prostředí úložiště v rezervoárových p-T podmínkách Cílem tohoto dílčího úkolu (pod vedením VŠB) bylo otestování vhodných numerických nástrojů a jejich následné využití pro modelování migrace a interakce CO2 s horninovým prostředím. Bylo provedeno rovnovážné a kinetické modelování systému plyn-solanka-voda, a to ve dvou etapách. První etapa byla zaměřena na sledování bezprostředních změn v akviferu a těsnicí hornině na počátku procesu zatláčení CO2; druhá etapa hodnotila dlouhodobé změny způsobené vlivem CO2 na horninové prostředí. Byla sledována kvalita a rychlost modelovaných reakcí a jejich vliv na porozitu rezervoáru a kapacitu minerální sekvestrace. Výsledky prací jsou shrnuty ve výstupu V1.22. Laboratorní analýzy interakcí mezi horninami, rezervoárovými fluidy a superkritickým CO2 Na řešení tohoto dílčího úkolu spolupracovalyVŠB a ÚJV. Byly použity horninové vzorky z vrtných jader z ložisek LBr-1 a Hrušky. Vzhledem ke stáří jader pouze malé množství vzorků splňovalo požadavek soudržnosti, která je nutná pro zpracování tělísek pro dynamické experimenty, což způsobilo určitá omezení při jejich realizaci. Hodnoty ložiskových p-T podmínek pro laboratorní testy s CO2 byly stanoveny na 40 °C a 7,5 MPa. Složení podzemní vody bylo zpracováno na základě geochemického rozboru podzemních vod z vrtu Br-45. Na pracovišti ÚJV bylo vybráno celkem 13 vzorků (7 z lokality LBr-1 a 6 ze sousední lokality Hrušky), které byly použity pro statický experiment. Pro všechny vzorky byla před kontaktem se superkritickým spCO2 provedena mineralogická analýza, měření rtuťové porozimetrie a stanovení specifického povrchu. Vzorky byly umístěny ve statické aparatuře, ponořené do roztoku solanky v kontaktu se spCO2 za rezervoárových p-T podmínek (viz výše). Experiment trval 75 dní a po jeho ukončení byly vzorky podrobeny opakovaným analýzám za účelem zjištění změn ve sledovaných parametrech. Na pracovišti VŠB byly v rámci obdobného experimentu v současné době umístěny v reakční komoře RK-1 (za ložiskových p-T podmínek v ložiskové vodě, za  přítomnosti CO2) 4 vzorky z lokality LBr-1 a 9 vzorků z lokality Hrušky. Parametry experimentu byly v zájmu kompatibility výsledků obdobné jako u statického experimentu realizovaného ÚJV. V závislosti na kvalitě vzorků mělo být před a po experimentu zkoumáno mineralogické složení, kolektorské a petrofyzikální parametry a v optimálním případě i geomechanické parametry. Díky nízké kvalitě vzorků (rozpadavé, rozmáčené) došlo bohužel v  průběhu experimentu k totální destrukci vzorků a nebylo na nich možno provádět žádný další výzkum kolektorských vlastností ani pevnostních parametrů. Byly proto analyzovány pouze změny v mineralogickém složení vzorků, a to pomocí RTG difrakce. Na pracovišti ÚJV byly provedeny dále dynamické experimenty v průtočné vysokotlaké cele (obr. 211) se současným stanovením propustnosti pro vodu a superkritický CO2. Špatná kvalita dostupných vzorků vrtných jader bohužel nedovolila připravit více než 3 vzorky pro tyto experimenty (1 vzorek z lokality LBr-1 a 2 vzorky z lokality Hrušky). Vzorky byly v dynamické aparatuře nejdříve podrobeny měření propustnosti pro vodu, následně pro spCO2 za ložiskových p-T podmínek (7,4 MPa, 40 °C) a následně opět pro vodu. Po provedené úpravě aparatury bylo možno provádět experimenty v delších cyklech (až několik dní). Na vzorcích byly před experimentem a po něm provedeny základní analýzy (mineralogická analýza, měření rtuťové porozimetrie a stanovení specifického povrchu metodou BET). Dosažené experimentální výsledky byly následně porovnány s výstupy geochemického modelování (výstup Obr. 2-11 Dynamická aparatura použitá k experimentům v ÚJV. 2322 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 2 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U po vystavení účinkům CO2 ukazují, že změny porozity a permeability mohou být způsobeny rozpouštěním karbonátových a silikátových minerálů, jakou jsou kalcit, dolomit a albit a srážením jiných silikátových minerálů, jako jsou křemen a K-slídy. Tyto minerální změny lze očekávat ve vzdálenosti 0 až 1,5 cm od povrchu vzorku. Ve větší vzdálenosti lze očekávat, že vzorek bude v rovnováze se solankou nasycenou CO2. • Program PHREEQC-3 pracuje s rovnovážnými poměry. Silikátyvšakmajípomaloureakčníkinetikua nelzeočekávat, že dosáhnou rovnováhy s horninovými fluidy během ukládání CO2 v ložisku LBr-1. Snížení porosity a permeability je tedy nutno přičíst zejména rozpouštění karbonátů a následnému vysrážení sekundárních minerálů s odpovídajícím chemickým složením. Skenovací elektronová mikroskopie (SEM) a energiově disperzní rentgenová spektrometrie (EDS) byly aplikovány na drcených vzorcích z vrtu Br-52, jednak bez vlivu CO2 , jednak po expozici CO2. Jejich srovnání přineslo následující závěry: • Vzorek vystavený účinkům CO2 odebraný ze spodní části kolony (u výstupu), měl po zaplavení CO2 vyšší koncentraci jemných částic a jílových minerálů. Bylo zjištěno, že vzorek je v těchto místech značně konsolidován. To by mohlo být způsobeno migrací jemných částic v případě zaplavení vzorku odshora dolů, případně rozpouštěním a opětovným vysrážením minerálů. EDS analýzy potvrzují vyšší koncentrace křemene, hliníku, draslíku a železa ve spodní části zaplaveného vzorku, což je ve shodě s vyšším obsahem jílů. • Ve výstupní části kolony se zaplaveným vzorkem byly pozorovány zvýšené koncentrace vápníku, reflektující pravděpodobně rozpouštění a srážení kalcitu nebo dolomitu v drceném horninovém vzorku. To také odpovídá poklesu obsahu vápníku ve vstupní části kolony. Na vstupu bylo dále pozorováno snížení obsahu hliníku a případně draslíku, které lze vysvětlit, jak je uvedeno výše, migrací nebo rozpouštěním jílových minerálů. • V horní části zaplaveného vzorku v koloně byl zjištěn povlak mnoha zrn s velmi vysokým obsahem uhlíku. Materiál má amorfní nebo polykrystalický vzhled. EDS analýzy potvrdily vyšší obsah uhlíku u zaplaveného vzorku ve srovnání s dalšími dvěma vzorky, které nabyly vystaveny působení CO2. • Přesná identifikace jílů a amorfní vrstvy pomocí SEM a EDS je obtížná. Jílové minerály mají složení podobající se kaolinitu a illitu spolu s chloritem a montmorillonitem. Hlavní rozdíly nalezené ve složení jílových minerálů ze studovaného vzorku jsou v obsahu Mg. Nebyly však zjištěny žádné velké rozdíly, a nezdá se, že by nastaly podstatné změny ve složení jílových minerálů mezi vzorky zaplavenými a nezaplavenými CO2. Výsledky prací byly průběžně předávány k dalšímu využití při geomechanickém modelování v Aktivitě 3 a byly rovněž zahrnuty do závěrečné geomechanické syntézy. Geomechanická syntéza Geomechanické a doplňkové geochemické zkoušky byly provedeny za účelem poznání stabilitních podmínek možného úložiště CO2 v bývalém ložisku LBr-1 a pro stanovení limitních fyzikálních podmínek tak, aby nedošlo k úniku CO2 do nadložního prostředí. Byla posuzována možná rizika souvisící s těmito jevy: • změny pórového tlaku v souvislosti s jeho nárůstem při injektáži CO2 a poklesem při extrakci uhlovodíků, které by mohly způsobit tahové rozpukání, kompakci horniny nebo reaktivaci zlomů; • ovlivnění mechanických vlastností rezervoárových hornin geochemickými reakcemi indukovanými smícháním CO2 s přítomnými rezervoárovými fluidy. Na základě provedených laboratorních experimentů, dostupných informací a strategie injektáže navrhované ve výsledcích Aktivity 3 (maximálně 30 % přetlak), s přihlédnutím k malému množství zachovaných vrtných jader, předpokládanému napěťovému stavu horninového masivu, směru tlaků a pórovému tlaku byly vyvozeny následující závěry: • Nepředpokládají se žádné mechanické destabilizace ložiska v důsledku změn pórového tlaku. Podle výsledků provedených zkoušek je opětovná aktivace existujícího systému zlomů nepravděpodobná, stejně jako porušení nadložních vrstev tahovými trhlinami. K poruchám v důsledku kompakce hornin vlivem poklesu pórového tlaku by nemělo dojít, protože síla potřebná ke kolapsu pórů překračuje efektivní tlak při úplném vyčerpání ložiska. Možnost reaktivace zlomů je podrobněji popsána ve výstupu V3.6, kde je použit k interpretacím statistický přístup. • Byly zjištěny významné chemické reakce (viz výše). • Chemické reakce mohou mít za následek změnu mechanických vlastností nadložních sedimentů (viz výše). Nedostatečně základní informace o horninovém napětí a jeho směrech a pórovém tlaku (viz výstup V1.27) představují značnou nejistotu pro závěry vyplývajících z prací v úkolu A1.7. Kromě toho, malá dostupnost reprezentativních vzorků ze zbytků vrtných jader vede k dalším otázkám týkajícím se použití naměřených výsledků pro využití v případě lokality LBr-1 jako rezervoáru pro ukládání CO2. Základní předpoklady a relevantní experimentální výsledky byly přeneseny k využití do aktivity 3.6, kde se řeší strategie injektáže ve vztahu modelování toků fluid (včetně otázek hydraulického štěpení a opětovné aktivaci zlomů protínajících rezervoár). Po zjištění, že geochemické procesy mohou ovlivňovat geomechanické parametry, zůstává obava, že by to mohlo ohrozit stabilitu rezervoáru v průběhu času. Tyto procesy by mohly vést ke kompakci (snížení porozity a propustnosti) v jinak stabilních rezervoárových okrscích. Významná kompakce rezervoáru, která může nastat při kolapsu pórů, může vést ke snížení propustnosti a přerozdělení napětí.Tyto jevy by mohly způsobit opětovnou aktivaci zlomů a změny v napětí nadložních hornin. Rozsah zmíněných vzorcích byly postupně prováděny UCS testy (unconfined compressive strenght test) a brazilský test. Do laboratoří IRIS ve Stavangeru bylo odesláno celkem cca 15 kg úlomků vrtných jader různých velikostí. Materiál pocházel převážně z analogické lokality Hrušky, nicméně několik vzorků bylo rovněž z ložiska LBr-1. Z těchto hornin byly odebírány vzorky o průměru 37,1 mm. Během procesu bylo otestováno několik různých postupů, než byl nalezen nejlepší způsob, jak vzorky z vrtných jader získat. Úspěch procesu závisel nejen na integritě samotného vzorku, ale i na použitém chlazení (voda nebo Isopar H) a na způsobu odběru (jádrové vrtání, soustružení). Jílovité horniny měly zpravidla tendenci se během vrtání zcela rozpadat, zatímco pískovcové vzorky obvykle tento proces vydržely. Celkem byly nakonec pro geomechanické zkoušky k dispozici 3 vzorky z lokality LBr-1 a 13 vzorků hornin z lokality Hrušky. V závislosti na délce (L) a průměru (D) vzorku byl zpracován plán testů podle následujícího pravidla: • L < D – brazilské testy (nejrozšířenější metoda zjišťování tahové pevnosti v příčném tahu), • D < L < 2D – hydrostatické testy, • L => 2D – buď UCS-testy („unconfined compressive strenght“ test), nebo triaxiální zkoušky. Výsledem těchto testů jsou elastické parametry (Youngův modul a Poissonovo číslo z hydrostatických a UCS testů a triaxiálních zkoušek); mez pevnosti v tahu z brazilského testu, mezní síla kolapsu pórů z hydrostatických testů a mez pevnosti ve smyku z UCS a triaxiálních zkoušek). Na získaných vzorcích mohlo být provedeno celkem 21 brazilských zkoušek (obr. 2-12), 2 hydrostatické testy, 6 testů UCS a 11 triaxiálních zkoušek. Brazilské a UCS testy se prováděly za běžných teplotních podmínek, hydrostatické a triaxiální zkoušky při 43 °C. Výsledky testů jsou podrobně popsány ve výstupu V1.28. Změny geomechanických vlastností v důsledku chemických změn V rámci těchto prací byly pokusy na čtyřech vzorcích odebraných z vrtných jader: jednom porézním vzorku rezervoárového typu z podloží ložiska z vrtu Br-45, jednom nepropustném vzorku z rezervoárového obzoru z vrtu Br-52, který byl pro experimenty rozdrcen, a dvou nepropustných vzorcích odpovídajících těsnicí hornině z vrtu Hr-43 (podloží ložiska), které byly ponořeny do kapalného CO2. Experimenty byly doplněny laboratorními analýzami, geochemickým modelováním a simulacemi. Při experimentálních a modelovacích pracích bylo dosaženo tyto hlavních výsledků: • Po injektáži CO2 do vzorku horniny rezervoárového typu z vrtu Br-45, nasyceného solankou, se oproti původnímu složení zvyšuje v solance obsah vápníku, hořčíku, křemíku a draslíku. Při experimentech prováděných za rezervoárových podmínek při tlaku 100 barů (10 000 kPa) teplotě 43 °C nebyly zaznamenány významné změny v koncentraci sodíku, sulfátů (SO4 2–), železa a chloridů (Cl–). • Pro drcený vzorek horniny z vrtu Br-52 byly zjištěny zvýšené koncentrace Na, Ca, Mg, K, Cl, SO4 2– a Si, rovněž při tlaku 100 barů (10 000 kPa) a teplotě 43 oC. Nebyly zjištěny změny v koncentraci Fe. • Ve vzorku z vrtu Hr-43 (analog těsnicí horniny) bylo zjištěno výrazné zvýšení koncentrací Na, Mg, K, SO4 2– a Si, a snížení koncentrace Ca po vystavení působení CO2 rozpuštěného ve vodě po dobu 3 měsíců při tlaku 100 barů (10 000 kPa) a teplotě 43 oC. • Petrofyzikální měření na vzorku rezervoárového typu z vrtu Br-45 před a po vystavení účinkům CO2 ukázaly poměrně významné změny v porozitě a permeabilitě ke konci pokusu. Porozita se snížila z 29,3 % na 27,6 % (o 5.8 %) a permeabilita poklesla z 1056 mD na 634 mD (o téměř 40 %). • Pro modelování rovnovážných stavů vzorků jader sycených fluidy byl použit program PHREEQC-3. Bylo použito mineralogické složení hornin podle výsledků analýz vzorků z vrtů Br-45 a Br-52. Výsledky založené na výpočtech byly použity pro určení modelových koncentrací iontů a pH. Simulační trendy vykázaly dobrou shodu s laboratorními experimenty. • Geochemické výsledky studia rovnovážných poměrů na vzorku horniny rezervoárového typu z vrtu Br-45 Obr. 2-12 Brazilská zkouška v laboratořích IRIS – (a) intaktní vzorek před zahájením testu; (b) vzorek se vzniklou trhlinou po aplikaci zatížení. 2524 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 2 . Z Á K L A D N Í Ú D A J E P R O P O S O U Z E N Í Ú L O Ž N É H O K O M P L E X U Do skupiny regionálních rychlostních modelů byly zahrnuty rychlostní řezy, odvozené z refrakčně seismických experimentůa z registracíregionálníchlomovýchodpalů, model používaný rakouskými seismologickými institucemi a referenční globální model IASPEI91. Tyto rychlostní modely jsou vrstevnaté, s lineárním gradientem ve vrstvách,případnětrojrozměrné.Jakolokálníjsouoznačeny rychlostní modely sedimentární výplně vídeňské pánve. Ty byly sestaveny na základě seismokarotážních měření, korelace seismických profilů s vrty a komplexní rychlostní analýzy pro zpracování seismických profilů. Získané informace a výsledky byly shrnuty v projektovém výstupu V1.32 a předány k využití při seismologickém monitoringu v Aktivitě 5. Alnes, H. – Eiken, O. – Nooner, S. – Sasagawa, G. – Stenvold, T. – Zumberge, M. (2011): Results from Sleipner gravity monitoring: updated density and temperature distribution of the CO2 plume. Enegy Procedia 4 (2011) 5504–5511. Arzmüller, G. – Buchta, Š. – Ralbovský, E. – Wessely, G. (2006): The Vienna basin. – In Golonka, J., – Picha, F. J. (Eds.) The Carpathians and Their Foreland: Geology and Hydrocarbon Resources. AAPG Memoir, 84, 191–204. Tulsa. USA. Beidinger, A. – Decker, K. (2016): Paleogene and Neogene kinematics of the Alpine-Carpathian fold-thrust belt at the Alpine-Carpathian transition. – Tectonophysics 690 (2016) 263–287. Bílek, K. (1953a): Výpočet zásob plynu a nafty ložiska Brodské k 1. 7. 1953. – MS Archiv MND Hodonín. Bílek, K. (1953b): Výroční geologická zpráva o průzkumné vrtní činnosti v oblasti Brodské za rok 1952. – MS Archiv MND Hodonín. Bílek, K. (1974): Ložiská ropy a plynu v Slovenskej časti viedenskej panvy. – Mineralia Slovaca, Vol. 6, No 5–6, 399–498. Bra- tislava. Blížkovský, M. (1961): Detailní gravimetrický průzkum ve slovenské části vídeňské pánve. – Československé naftové doly. Burchfiel, B. C. – Royden, L. (1982): Carpathian Foreland Fold and Thrust Belt and its Relation to Pannonian and Other Basins. – Amer. Assoc. Petrol. Geol. Bull., 66, 9, 1179–1195. Tulsa. Decker, K. – Peresson, H. – Hinsch, R. (2005): Active tectonics and Quaternary basin formation along the Vienna Basin Transform fault. – Quaternary Science Reviews, 24, 307–322. Dlabač, M. (1971): Dvě studie o sedimentaci badenu (trotton) vídeňské pánve. – Geol. Práce, Spr. 56. 89–108. Bratislava. Fiala, M. (1964): Projekt otvírky ložiska Brodské – vysoká kra – I. etapa. – MS Archiv Nafta Gbely. Fiala, M. (1966): Projekt otvírky ložiska Brodské – vysoká kra – II. etapa. – MS Archiv Nafta Gbely. Fodor, L. (1995): From transpression to transtension: OligoceneMiocene structural evolution of the Vienna basin and the East Alpine –Western Carpathian junction. –Tectonophysics, 242, 151–182. Amsterdam. Fodor, L. – Franců, J. – Krejčí, O. – Stráník, Z. (1995): Paleogeographic and tectonic evolution of the Carpathian Flysch Belt of the southern Moravia (Czech Republic). – Geol. Soc. Greece, Sp. Publ., No. 4, Proceedings of the Congress of the Carpatho-Balcan Geological Association, September 1995, 31–36. Athens, Greece. Fodor, L. – Franců, J. – Krejčí, O. – Stráník, Z. (1996): Paleogeographic and tectonic evolution of the Carpathian Flysch Belt of south Moravia. – Exploration Geophysics, Remote Sensing and Environment, III. 1/96. Brno. Fodor, L. – Csontos, L. – Bada, G. – Györfi, I. – Benkovics, L. 1999: Tertiary tectonic evolution of the Pannonian basin system and neighbouring orogens: a new synthesis of palaeostress data. – In Durand, B. – Jolivet, L. – Horváth, F. – Sérane, M. (Eds.): The Mediterranean Basins: Tertiary Extension within the Alpine Orogen. Geological Society, Special Publications, 156, 295-334. London. Grill, R. (1941): Stratigraphische Untersuchungen mit Hilfe von Mikrofauna im Wiener Becken ind in den benachbahrten Molassenteilen. – Oil und Kohle, 337, 595–601. Berlin. Hinsch, R. – Decker, K. – Wagreich, M. (2005): 3-D mapping of segmented active faults in the southern Vienna Basin. – Quaternary Science Reviews, 24, 321–336. Hölzel, M – Decker, K. – Zámolyi, A. – Strauss, P. – Wagreich, M. (2010): Lower Miocene structural evolution of the central Vienna Basin (Austria). – Marine and Petroleum Geology 27, 666–681. Hromec, J. – Kolesík, J. (1964): Výpočet zásob nafty a zemního plynuložiskaBrodské–vysokákrak 1.10.1964.–MSŠGÚDŠ– MS archiv Geofond Bratislava. Hubatka, F. – Krejčí, O. (1996): A contribution to the pull-apart theory of origin of the Vienna basin based on an analysis of geological and reflection-seizmic data. – Exploration Geophysics, Remote Sensing and Environment, III. 1/96. 2–4. Brno. Káňa, K. (1993): Prognózní možnosti těžebních efektů na ložisku Brodské – sever. – MS archiv MND Hodonín. Káňa, K. (1998): Závěrečné zhodnocení těžby živic na nalezišti Brodské – sever včetně výhledového využití ložiska. – MS archiv MND Hodonín. Kováč,M.–Bielik,M.–Hók,J.–Kováč,P. –Kronome,B.–Labák,P. – Moczo, P. – Plašienka, D., – Šefara, J. – Šujan, M. (2002): Seismic acitvity and neotectonic evolution of the Western Carpathians (Slovakia). – In Cloething, S. A. P, L. – Horváth, F. – Bada, G. – Lankreijer, A., C. (Eds.): Neotectonics and surface processes: the Pannonian Basin and Alpine/Carpathian Systém. – Stephan Mueller Special Publication Series Vol. 3, pp. 167–184. Copernicus GmbH, Katlenburg-Lindau. Kožík, I. (2015): Sanace starých ekologických zátěží – nedostatečně zlikvidovaných sond po těžbě ropy a zemního plynu v sektoru IV. CHOPAV Kvartér řeky Moravy. Závěrečná těchto vlivů na LBr-1 se však nezdá být zásadní, zejména s ohledem na dlouhodobou těsnicí schopnost nadloží; v tomto směru jsou však zapotřebí další studie. Navzdory nejistotě a celkově omezenému přímo použitelných výsledků nebyla zjištěna zásadní omezení, která by znemožnila využití lokality jako podzemního úložiště CO2. Na základě všech dosavadních výsledků a znalostí lze předběžně konstatovat, že injektáž do bývalého ložiska ropy a plynu LBr-1 je z hlediska rezervoárové geomechaniky bezpečná. 2.10 Seismicita Na pracovišti partnera UFZ Byl sestaven katalog zemětřesení pro širší okolí LBr-1. Do katalogu byly zahrnuty jevy z území ČR, Slovenska, Rakouska a Maďarska ve vzdálenosti do 120 km od těžiště lokality LBr-1. Takto velké území dobře dokladuje jak lokální seismicitu, tak seismicitu zkoumaného místa v širším regionálním kontextu. Z relevantní oblasti byly shromážděny všechny dosavadní katalogy a seznamy historických zemětřesení s makroseismickými účinky. Všechny údaje byly revidovány a ověřovány v původních zdrojích (kroniky, noviny, dopisy apod.). Byly doplněny informace o novějších, instrumentálně zaznamenaných zemětřeseních s lokálním magnitudem ML≥0,3. Všechny získané informace byly porovnávány; byly vyřazeny duplicity a falešná zemětřesení (např. exploze). Některá zemětřesení byla relokalizována, u některých jevů bylo nově určeno magnitudo. Výsledný katalog zahrnuje celkem 1478 jevů s lokálním magnitudem ML v rozmezí 0,3 – 5,8 z období 1283 – 2015. Nejsilnější zaznamenané seismické jevy jsou zemětřesení z roku 1590 s epicentrem u Neulengbachu (Rakousko; 84 km od LBr-1) a magnitudem ML=5,8 a dále jev z roku 1906 s epicentrem u Dobré Vody (Slovensko; 38 km od LBr-1) a magnitudem ML=5,7. Nejbližším zaznamenaným seismickým jevem je zemětřesení z roku 1874 s epicentrem u Kopčan na Slovensku (13 km od LBr-1) a magnitudem ML=2,6. V okruhu 30 km od LBr-1 bylo zaznamenáno 106 zemětřesení s maximálním magnitudem ML=4,3. Mapa epicenter seismických jevů zaznamenaných ve vzdálenosti do 120 km od lokality LBr 1 je na obr. 2-13. Na základě rešerše dostupných podkladů a vlastních analýz byly zhodnoceny seismogeologické podmínky v modelové lokalitě LBr-1 a vytvořeny startovní rychlostní modely. V souladu s účelem monitorování byly zkompilovány dvě skupiny rychlostních modelů pro regionální a lokální měřítko monitorování. Vzhledem k nedostatku registrací ve studované oblasti byly v rámci tohoto projektu zkompilované modely pouze porovnány a na základě budoucích registrací by měly být dále upřesněny. Obr. 2-13 Mapa epicenter seismických jevů zaznamenaných ve vzdálenosti do 120 km od  lokality LBr1. LITERATURA 26 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3.1 Pojetí konstrukce 3D modelu Konstrukce trojrozměrného (3D) statického geologického modelu úložného komplexu byla náplní projektové Aktivity 2. Hlavním cílem prací bylo vytvoření takového 3D statického geologického modelu, který by dokumentoval, resp. co nejvíce se přibližoval skutečnému geologickému prostředí na vytěženém ložisku ropy a plynu LBr-1 (samostatné severní části ložiska Brodské), a současně umožňoval vykonávat experimenty související s dynamickým modelováním, tj. simulací vlastního ukládaní CO2 do víceméně reálného geologického prostředí. Konstrukce modelu potenciálního úložiště, resp. úložného komplexu LBr-1, vychází z analýzy dostupných geologických, geofyzikálních, technických a laboratorních údajů, zejména karotážních měření jednotlivých vrtů, čerpacích zkoušek, 3D seismických měření, analýz ložiskových fluid (ropy, vody, plynu), petrografických popisů vrtních jader apod. Geometrický model byl sestaven v dohodnutém souřadnicovém systému Gauss-Krüger A, S-42, 3. poledníkový pás. Dílčím objektům (jednotlivým horizontům a vrstvám) byly postupně přiřazovány vlastnosti, např. strukturní hloubky, mocnosti, litologické složení, petrofyzikální vlastnosti, těsnicí účinky zlomů atd. Model dokumentuje plošný a vertikální rozsah úložného komplexu, vlastní geologickou strukturu tvořící fyzikální past úložiště, včetně nadložních těsnicích horizontů a okolních formací, zejména komunikujících akviferů. Dále umožňuje zobrazit distribuci petrofyzikálních vlastností rezervoárové horniny, zejména pórovitosti a propustnosti nebo provádět výpočty objemu pórového prostoru a původních objemů ropy a plynu. Současně lze na jeho základě podrobněji analyzovat systém zlomů anebo přítomnost uměle vytvořených migračních cest v případě nekvalitní zapažnicové cementace vrtů. Výsledky statického modelu sloužily jako vstupní data pro dynamické modelování průběhu ukládání CO2. Pro posouzení rizika migrace fluid do mělce uložených akviferů byl také vytvořen zjednodušený model nadloží úložného kolektoru. 3.2 Zdrojová data Většina potřebných údajů byla získána především z databáze Geofondu a od dřívějšího operátora lo- žiska – společnosti MND a.s. Byly využity i některé další údaje z veřejně dostupných zdrojů. Zásadní význam pro další práce na posuzování geologické struktury jako potenciálního úložiště mají geodetické, geologické a těžební údaje o vrtech, karotážní měření z vrtů a 3D seismická měření. Cenné informace o ložisku LBr-1 jsou v souhrnných geologických zprávách popisujících ložisko a jeho okolí (Bílek 1974), ve zprávách o výpočtu zásob (Šelle et al. 1960, Kobich a Olšovský 1986) anebo zprávách zhodnocujících výsledky těžby (Káňa 1998), které obsahují strukturní mapy na různé stratigrafické úrovně (Čajka a Štefanová 1976). Další důležité informace o ložisku jsou pak v syntetizujících zprávách pro celou oblast Vídeňské pánve (Čajka a Štefanová 1976, Jiříček 2002, Prochác 2013). Získaná data (obdobně jako všechna ostatní data shromážděná, naměřená nebo jinak vytvořená v rámci projektu) byla uložena do projektové geodatabáze ve standardních formátech tak, aby byla využitelná po jednoduché úpravě v různých programových prostředích (např. Petrel, Star, Eclipse, OpendTect, Golden Software). Vrty Základní informace o 3D stavbě oblasti ložiska LBr-1 byly získány z archívních složek 54 vrtů. Primární data byla náležitě upravena a zahrnují: • souřadnice vrtů v dohodnutém souřadnicovém systému, nadmořské výšky ústí vrtů a konečné hloubky, • výsledky inklinometrických měření vrtů odklon od vertikály, azimut, • hloubky základních stratigrafických rozhraní v geologickém profilu vrtů, postupně zpřesněné při korelaci elektrokarotážních měření. Karotážní data Dostupné karotážní záznamy z 54 vrtů na lokalitě LBr-1 a v jejím okolí obsahují křivky odporové karotáže (RAG2) a spontánní polarizace (SP) ve formátu LAS. Dalším zdrojem dat jsou radiometrická měření (GK, NGK) provedená na několika relikvidovaných vrtech ložiska LBr-1 za účelem ověření výskytu horizontů nasycených uhlovodíky, původně nepodchycených nebo druhotně nasycených, a provedení opatření pro zabránění možného úniku fluid z těchto poloh. Seismická data Seismická data představují jeden z hlavních informačních a datových vstupů pro tvorbu 3D statického geologického modelu. Na základě dohody s původním operátorem ložiska byla pro potřeby projektu poskytnuta data trojrozměrné (3D) seismiky ve dvou verzích. Základní verze, tzv. předsoučtová časová migrace RMO („residual moveout“) byla využita pro mapování stratigrafických rozhraní, povrchů horizontů, interpretaci tektoniky a sekvenční seismostratigrafii. Druhá verze, tzv. předsoučtová časová migrace ZRA (zachování relativních amplitud) byla využita pro analýzu seizmických atributů. Obě verze byly dodány ve standardním formátu SEG-Y. Datový blok pokrývá celé zájmové území lokality (obr. 3-1). zpráva z provedené relikvidace sondy Brodské – 72. – MS archiv MND Drilling & Services a.s. Kröll, A., – Gnojek, I. – Heinz, H. – Jiříček, R. – Meurers, B. – Seiberl, W. – Steinhauser, P. – Wessely, G. – Zych, G. (1993): Wiener Becken und angrenzende Gebiete. Geologische Themenkarten der Republik Österreich 1 : 200 000. – Geologische Bundesanstalt, Wien. Krs, M. – Roth, Z. (1979): Insubric-Carpathian Tertiary blocksystem, its origin and desintegrations. – Geol. Zbor. Geologica carpath., 30, 1, 3–17. Bratislava. Odstrčil, J. (1964): Tíhový průzkum jv. svahů Českého masivu mezi Hustopečemi a Lanžhotem. – MS archiv MND Hodonín. Picha, F.J. – Stráník, Z. – Krejčí, O. (2006): Geology and Hydrocarbon Resources of the Outer Western Carpathians and Their Foreland, Czech Republic. – In Golonka, J. – Picha, F. J. (Eds.) The Carpathians and Their Foreland: Geology and Hydrocarbon Resources. – AAPG Memoir, 84, 49–175. Tulsa. USA. Prochác, R. – Pereszlényi, M., – Sopková, B. (2002): Tectonosedimentary features in 3D seismic data from the Moravian part of the Vienna Basin. – First Break, Volume 30, April 2012. 49–56. Ratschbacher, L. – Merle O. (1991): Lateral extrusion in the Eastern Alps, Part 1: Boundary conditions and experiments scaled for gravity. – Tectonics, 10, 2, 245–256. Washington. Ratschbacher, L. – Frisch, W. – Linzer H.-G., – Merle, O. (1991): Lateral extrusion in the Eastern Alps, Part 2: Structural analysis. – Tectonics, 10, 2, 257–271. Washington. Roth, Z. (1980): Západní Karpaty – terciérní struktura střední Evropy. – Knih. Ústř. Úst. geol., 55, 128 str. Praha. Sperner, B. – Ratschbacher, L. – Nemcok, M. (2002): Interplay between subduction retreat and lateral extrusion: Tectonics of the Western Carpathians. – Tectonics, 21, 6, 1051–1075. Washington. Šelle, M. (1959): Výroční geologická zpráva o výsledcích geologickovyhledávacích a průzkumných prací v oblasti Brodské a Lanžhot za léta 1955, 1957 a 1958. MS archiv MND Hodonín. Šelle, M. – Němec, F. – Kolesík, J. (1960): Výpočet zásob nafty a zemního plynu ložiska Brodské k 1. 7. 1960. MS archiv MND Hodonín. Tomek, Č. – Dvořáková, L. – Ibrmajer, I. – Jiříček, R. – Koráb, T. (1987): Crustal profiles of active continent collisinal belt: Czechoslovak deep seismic reflection profiling in the West Carpathians. – Geophys. J. Roy. astron. Soc., 89, 383–388. London. Zoetemeijer, R. – Tomek, C. – Cloething, S. (1999): Flexural expression of European continetal lithosphere under the Western Outer Carpathians. – Tectonics, 18, 5, 843–861. Washington. V1.1 Datový soubor se základními geografickými informacemi o lokalitě a souřadnicemi vrtů V1.2 Digitální model terénu V1.3 Geografická a pedologická charakteristika lokality V1.4 Vrtná databáze s veškerými údaji z archivních vrtů V1.5 Strukturní mapy a řezy V1.6 Popisyvrtnýchjadera realizace odběrů vzorků proanalýzy V1.7 Výsledky analýz vzorků – stanovení petrografického složení hornin z makrovzorků a výbrusů pomocí metody mikroskopie a RTG difrakce V1.8 Zpráva o biostratigrafickém zařazení sedimentů z ložiskových a těsnicích obzorů V1.9 Litofaciální analýza a sekvenční stratigrafie rezervoáru a jeho nadloží V1.10 Datový soubor seismických dat a interpretací připravený k importu do 3D geologického modelu V1.11 Datový soubor archivních karotážních dat V1.12 Datový soubor nově vypočtených karotážních dat a textová zpráva o provedených pracích V1.13 Soubor map a hloubkových řezů odvozených z archivních gravimetrických a magnetometrických dat a textová zpráva V1.14 Gravimetrické mapy vytvořené na základě nového měření V1.15 Závěrečná zpráva o provedeném gravimetrickém měření V1.16 Datový soubor s archivními údaji o rezervoárových parametrech hornin V1.17 Datový soubor s výsledky nových petrofyzikálních měření V1.18 Datový soubor a textová zpráva s přehledem základních údajů o vlastnostech rezervoárových fluid V1.19 Datový soubor s údaji o p-T podmínkách v rezervoáru a o historii těžby V1.20 Zpráva o situaci v mělkém oběhu vod na ložisku Brodské včetně datového souboru V1.21 Rešerše znalostí o interakcích CO2 s horninovým prostře- dím V1.22 Výstupy modelování geochemických reakcí – zpráva V1.23 Výsledky stanovení geochemických parametrů v laboratoři – datový soubor V1.24 Výsledky stanovení geochemických parametrů v laboratoři – zpráva V1.25 Detailní popis vlivu CO2 na rezervoárové a nadložní těsnicí horniny za ložiskových podmínek – zpráva V1.26 Geochemická syntéza V1.27 Rešerše znalostí a dat vztahující se ke geomechanickému posouzení lokality –zpráva a datový soubor V1.28 Vyhodnocení laboratorních geomechanických zkoušek na vzorcích z předmětné lokality – zpráva a datový sou- bor V1.29 Vyhodnocení analýz iontové chromatografie a kvantitativní geochemie V1.30 Vyhodnocení laboratorních experimentů s drcenými vzorky – zpráva a datový soubor V1.31 Geomechanická syntéza V1.32 Seismologický katalog zájmové oblasti SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 1 3. Trojrozměrný statický geologický model 2928 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3 . T R O J R O Z M Ě R N Ý S T A T I C K Ý G E O L O G I C K Ý M O D E L • interpretace petrofyzikálních vlastností vybraných horizontů na základě elektrokarotáže, • konstrukce map porozity a permeability úložného komplexu, • zpracování výsledků čerpacích zkoušek na jednotlivých vrtech, stanovení původních a současných kontaktů jednotlivých fluid v ložiskových obzorech, • zpracování tlakových záměrů na jednotlivých vrtech ložiska na úrovni lábského obzoru, • zpracování měsíční evidence těžby uhlovodíků na jednotlivých vrtech, přiřazení perforací a odpovídající těžby jednotlivým ložiskovým obzorům • výpočet zásob ropy a plynu na základě nového 3D modelu, jeho srovnání s archívním výpočtem zásob a kumulativní těžbou ropy a plynu na ložisku LBr-1 do ukončení těžby, • konstrukce grafů ustálených teplot v závislosti na hloubce, • konstrukce grafů vertikální zonality a chemizmu vod, • konstrukce strukturní mapy na rozhraní sladkých a mineralizovaných vod. Metodický postup prací lze přehledně vyjádřit pomocí vývojového diagramu (obr. 3-2). Dílčí kroky a příslušné výsledky jsou diskutovány v následujících kapitolách. 3.4 Korelace karotážních křivek Důležitým vstupem pro sestrojení 3D geometrického modelu byly výsledky karotážního měření ve vrtech – tzv. karotážní diagramy. Karotážní měření ve vrtech ložiska LBr-1 byla realizována před rokem 1971 s využitím v té době obvyklé metodiky. K dispozici jsou proto na většině vrtů jen křivky spontánní polarizace (SP) a zdánlivého měrného odporu (RAG2). I přes toto omezení jsou karotážní diagramy vyhovující pro účely vzájemné korelace litologických profilů vrtů. Tam, kde to bylo třeba, byly křivky spontánní polarizace opraveny na nulovou hladinu jílů. Křivky SP dobře člení litologický profil na vrstvy písků a vrstvy jílů a na odporových křivkách je také několik dobrých odporových korelačních znaků, tzv. korelátů. Celkem byly zpracovány karotážní diagramy z 54 vrtů (obr. 3-3 až 3-8). Základem pro vzájemnou korelaci karotážních diagramů jednotlivých vrtů byly hodnoty hloubek stratigrafických rozhraní a horizontů udávaných v závěrečných geologických zprávách vrtů a výpočtech zásob (Šelle et al. 1960). Tyto hodnoty byly postupně revidovány a upravovány podle nové korelace. Pro účely statického geologického modelu bylo vyčleněno 15 korelátů. Korelát s označením pa1 na jednotlivých vrtech je identický s povrchem prvního písčitého komplexu v souvrství panonu. Korelát s označením sa1 je shodný se stratigrafickou hranicí panon/sarmat. Koreláty sa2, sa3, sa4, sa5 a sa6 jsou identické povrchy písčito-jílovitých, resp. jílovito-písčitých komplexů v souvrství sarmatu. Korelát svba je totožný se stratigrafickou hranicí sarmat/svrchní baden. Korelát svba2 je přiřazený povrchu písčitého komplexu v bazální části svrchního badenu. Korelát stba je shodný se stratigrafickou hranicí svrchní/střední baden, tj. povrchem těsnicích pelitů v přímém nadloží potenciálního úložného komplexu CO2 (pískovce tzv. lábského obzoru). Korelát spba je totožný se stratigrafickou hranicí střední/spodní baden, tj. bází pískovců lábského obzoru. Vzhledem k výrazným laterálním a vertikálním litologickým změnám byl úložný komplex pískovců lábského obzoru pro účely modelování rozčleněn na 4 kolektorská tělesa, jejichž povrchy jsou označeny L1, L2, L3 a L4. 3.3 Metodika zpracování Sestavení trojrozměrného geologického modelu probíhalo v následujících fázích: • kompilace datových souborů a jejich úprava do potřebného formátu, • import karotážních a seismických dat z formátů LAS a SEG-Y do interpretačních programů, • identifikace a úpravy stratigrafických rozhraní, • korelace vybraných horizontů s použitím karotážních křivek, • interpretace karotážních křivek z hlediska sekvenční stratigrafie, • integrace seismických a karotážních dat v časovém oboru (milisekundy /ms/) na základě seismokarotážních měření, • mapování reflexních rozhraní na úrovni vybraných stratigrafických rozhraní a horizontů, • mapování zlomů na základě diskontinuit v seismickém obrazu, • konstrukce map povrchů vybraných geologických rozhraní v časovém oboru (ms), • transformace mapovaných reflexních (geologických) rozhraní z časového do hloubkového oboru (m), • konstrukce detailních strukturních map jednotlivých vrstev lábského obzoru (úložného komplexu) • 3D zobrazení zlomových ploch, • testováníseismickýchatributůna úrovnilábskéhoobzoru, • konstrukce litofaciálního vrstevního modelu, • konstrukce map poměru celkové a efektivní mocnosti (net/gross) horizontů úložného komplexu, Obr. 3-1 Mapa modelovaného úložiště LBr-1: oranžová linie zobrazuje obrys datového souboru 3D seismických dat poskytnutých MND, DP – dobývací prostor, obrys ropné a plynové zóny LBr-1 je na úrovni 13. Badenu (L3). Obr. 3-2 Dílčí úlohy konstrukce trojrozměrného statického geologického modelu Obr. 3-3 Mapa zobrazující situaci vrtů se zpracovanými karotážními diagramy (obr. 3-4 a 3-5) a síť zpracovaných korelačních schémat: profil 1 (obr. 3-6), profil 2 (3-7 a 3-8). 3130 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3 . T R O J R O Z M Ě R N Ý S T A T I C K Ý G E O L O G I C K Ý M O D E L Pro uvedená tělesa jsou v modelu konstruovány mapy petrofyzikálních vlastností. Síť zpracovaných korelačních schémat je uvedena na obr. 3-3 a příklady korelace karotážních měření mezi jednotlivými vrty podél profilu 1 je na obr. 3-6 a profilu 2 na obr. 3-7 a 3-8.1 3.5 Interpretace karotážních křivek z hlediska sekvenční stratigrafie V rámci sekvenčněstratigrafické analýzy (viz kap. 2.4 a projektový výstup V1.9) vyčlenil Nehyba (2015) v sedimentech badenu tři systémové trakty, které tvoří jednu depoziční sekvenci 3. řádu: • FSST (trakt padající hladiny,„falling-stage system tract) na bázi středního badenu (spadá sem obzor L4 lábských písků), • TST (transgresivní trakt, „transgressive system tract“) projevující se ztenčováním písčitých těles (obzory L2-L3), 1 Na základě starší stratigrafie používané v rámci Vídeňské pánve do sedmdesátých let minulého století byly pískovce lábského obzoru řazeny do svrchního tortonu, resp. badenu. V archivních pracích byl obzor také členěn do jednotlivých písků s označením 12., 12a., 13. a 14. svrchnobadenský obzor (případně jen badenský obzor).V současnosti se lábský obzor z hlediska věku řadí do středního badenu. Koreláty L1, L2, L3 a L4 jsou víceméně shodné s povrchy označovanými v minulosti jako 12., 12a., 13. a 14. svrchnobadenský obzor (obr. 3-4). Obr. 3-4 Profil vrtu Br-65 – karotážní křivky SP a RAG2, sekvenčně stratigrafické systémové trakty (FSST, HST a TST), koreláty a upravená stratigrafie, přítoky ropy a plynu, místa odběrů horninových jader a jejich kvalita. Detail badenu je na obr. 3-5. Písčité obzory úložného komplexu L1, L2, L3 a L4 jsou znázorněny vedle archívního označení badenských ložiskových obzorů 12-12a-13-14 (Bílek 1974). Obr. 3-5 Profil vrtu Br-65 – karotážní křivky SP a RAG2, detail badenu, ostatní vysvětlivky viz obr. 3-4 . 3332 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3 . T R O J R O Z M Ě R N Ý S T A T I C K Ý G E O L O G I C K Ý M O D E L • HST (trakt vysoké hladiny,„high-stand system tract“) se vzrůstajícím podílem jílovité složky sedimentů (obzor L1 a nadložní jíly středního badenu). Uvedené trakty byly začleněny do karotážních profilů jednotlivých vrtů; popsané členění bylo využito při sestavování 3D geologického modelu úložného komplexu. Příklady znázornění systémových traktů v karotážním profilu vrtu Br-65 jsou uvedeny na obr. 3-4 a 3-5. 3.6 Interpretace petrofyzikálních vlastností na základě elektrokarotážních měření Na jednotlivých vrtech byly vyčleněny intervaly karotážních měření pro kvantitativní analýzu petrofyzikálních parametrů úložného komplexu lábského obzoru. Analýza vychází z datového souboru karotážních měření. V jednotlivých intervalech byly z naměřených hodnot spontánní polarizace (SP), zdánlivého měrného odporu (RAG 2,12) a dalších parametrů (odpor vrstevních vod, odpor jílů, cementační faktor, teplota apod.) vypočteny porozita a jílovitost (viz výstup V1.12). Interval středního badenu se ve své svrchní části vyznačuje souvislou, nepropustnou, více než 50 m mocnou polohou jílů (těsnicí vrstva budoucího úložiště). Pod tímto jílovitým těsnicím intervalem se vyskytuje v ložiskové oblasti LBr-1 střídání propustnějších písčitých poloh, místy sycených uhlovodíky, s nepropustnými těsnicími proplástky, tj. potenciální úložný komplex lábského obzoru. Podložní spodní baden je většinou jílovitý a nepropustný. Z hodnot porozity vypočtených na základě karotážních měření pro jednotlivé vrstvy lábského obzoru byly zkonstruovány mapy, které byly začleněny do 3D modelu. 3.7 Integrace seismických a karotážních dat v časovém oboru Na vlastním ložisku LBr-1 nebyla realizována žádná seismokarotážní měření. Na integraci seismických, vrtných a karotážních dat v časovém oboru, resp. na převod vrtních a karotážních dat z hloubkového do časového oboru byla použita seismokarotážní měření na vrtech z blízkého okolí ložiska LBr-1, která byla přiřazená vrtům Br-7 a Br-75. Závislost dvojnásobného času (TWT) na hloubce je znázorněna na obr. 3-9a. Příslušný převodní vztah byl ověřen pomocí shody karotážních křivek se seismickými reflexy (obr. 3-9b). Výrazné reflexy na obr. 3-9b odpovídají lábskému obzoru a bazálnímu komplexu svrchnobadenských písků. 3.8 Mapování reflexních rozhraní seismických horizontů Spojovací linie při korelaci na seismických profilech jsou vedeny, pokud je to možné, podél souvislých reflexů, Obr. 3-6 Korelační schéma karotážních měření ve vrtech Br-66-86-62-27 ve střední části ložiska LBr-1 (viz mapa na obr. 3-3). Obr. 3-8 Detail korelace karotážních diagramů svrchního a středního badenu na vrtech Br-74-77-68 v severní části úložného komplexu LBr-1. Výrazné výchylky křivek RAG2 doprava (šedé-černé) indikují sycení kolektorů L1 a L2 ropou a plynem. Obr. 3-7 Korelace karotážních diagramů vrtů Br-75-85-76-73- 72-74-77 v severní části ložiska LBr-1. Detail středního a svrchního badenu (modrý rám) ve vrtech Br-74-77-68 je na obr. 3-8. 3534 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3 . T R O J R O Z M Ě R N Ý S T A T I C K Ý G E O L O G I C K Ý M O D E L s úklonem k východu a malou výškou skoku (do  20 m). Průběh zlomů v seismickém obrazu indikuje náhlé přerušení a změna úklonu reflexů (obr. 3-11). Zlomový systém se výrazně projevuje na seismických profilech, zejména při použití nízkofrekvenčního pásmového filtru (obr. 3-12). Mapování 3D průběhu zlomů je dokumentováno na obr. 3-13 a 3-14. Výška skoků zlomů (vzájemný vertikální posun ker) je na zlomech 1, 2 a 3 do 20 m. Přesto se projevují na seismickém obrazu vcelku zřetelně. Hlavní brodský zlom (4) v jižní části ložiska má směr severoseverovýchod-jihojihozápad s úklonem k západoseverozápadu. Je částečně zachycen jen okrajem 3D seismiky. S výškou skoku přesahující 100 m má však větší regionální význam než zlomy 1, 2 a 3. Zlomy 2 a 3 v oblasti ložiska LBr-1 jsou situovány mimo rozšíření písčitého vývoje lábského obzoru a pro simulaci ložiska nemají žádný význam. Zlom 1 částečně zasahuje do ložiska. Mocnost těsnicí vrstvy nad lábským které charakterizují litologické (případně stratigrafické) rozhraní mezi písčitými a jílovitými vrstvami. Relativně kvalitní geologickou interpretaci seismických profilů je možné udělat do dvojnásobného času cca 1,7 sekundy, tj. do hloubky přibližně 2 000 m. Obraz vlnového pole na časech vyšších než 1,7 sekundy je poměrně složitý a přiřazení geologických jevů jednotlivým reflexům je sporné, protože do této hloubky ve sledované oblasti nezasahuje žádný vrt. Při transformaci mapovaných reflexních rozhraní z časového oboru (časových map) do hloubkového oboru (strukturních map) se postupovalo tak, že hodnoty hloubky daného horizontu odečtené z karotážních profilů vrtů byly přiřazeny příslušnému reflexnímu rozhraní. Tímto způsobem byla ověřena konverze z času do hloubek pomocí vrtných údajů (obr. 3-9, 3-11 a 3-12), čímž bylo dosaženo vyšší přesnosti a snížení disproporcí než v případě použití seismokarotáže samotné. Na základě 3D seismického obrazu provázaného s karotáží byly sestrojeny 3 mapy v časové a 6 map v hloubkové do- méně: – mapa povrchu středního badenu (stba), tj. těsnicího horizontu úložného komplexu, v časové a hloubkové doméně, – mapa povrchu lábského obzoru (L1) v časové a hloubkové doméně (obr. 3-10), – mapy povrchu dílčích vrstev lábského obzoru (koreláty L2, L3 a L4) v hloubkové doméně, – mapa povrchu sedimentů spodního badenu (spba), který je současně bází sedimentů středního badenu, resp. lábského obzoru, tj. bází úložného komplexu. Časové mapy vybraných povrchů dokumentují izolinie dvojnásobného času od srovnávací hladiny seismických měření +200 m, tj. čas 0,0 sekundy je na úrovni +200 m nad mořem. Hloubkové (tzv. strukturní) mapy jsou vztaženy k nulové nadmořské výšce. Na hloubkové mapě (obr. 3-10) je vidět, že povrch lábského obzoru (L1) relativně monotónně stoupá ve směru od západu na východ. 3.9 Analýza zlomů Zájmové území je porušeno systémem lokálních, několik set metrů dlouhých zlomů severojižního směru Obr. 3-9 (a) Závislost dvojnásobného času TWT na hloubce, (b) integrace karotážních záznamů a seismiky. Obr. 3-10 Strukturní hloubková mapa povrchu lábského obzoru L1: OWC – kontakt ropa/ voda, GOC – kontakt plyn/ropa, izolinie jsou v metrech vztažených k nulové nadmořské výšce. Obr. 3-11 Seismický řez s korelačním schématem vrtů v jižní části ložiska LBr-1 v časové doméně s identifikovanými rozhranímizákladních stratigrafických jednotek a drobnějšími zlomy. Obr. 3-12 Projev zlomů v seismických řezech s různým způsobem zpracování: a – klasická předsumační časová migrace, b – nízkofrekvenční pásmový filtr 4-8-16-32 Hz. Obr. 3-13 Horizontální seismický řez zobrazující průběhy zlomů 1, 2, 3 a 4 přibližně na úrovni povrchu lábského obzoru. Brodský zlom (4) má skok cca 100 m, ostatní do 20 m. 3736 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3 . T R O J R O Z M Ě R N Ý S T A T I C K Ý G E O L O G I C K Ý M O D E L k západu ve středním sarmatu, tj. v opačném směru ve srovnání se středním badenem, – konstantní písky ve spodní části svrchního sarmatu. Na severním okraji ložiska LBr-1 vytváří lábský obzor litologickou past uhlovodíků, bariérou je zóna vyklínění pískových těles („pinchout“, obr. 3-14 a 3-15), dále na východ jsou písky vystřídány nepropustnými jíly. Naopak, v jižní části ložiska má zlom 4 výšku skoku více než 100 m a je těsnicí bariérou pro dílčí písky lábského obzoru (L1, L2, L3 a L4). Tyto jsou navzájem vertikálně odděleny vložkami jílů mocnými cca 10 m. V jižní části ložiska je několik pastí kombinovaného typu, tj. těsnění vytváří zlomové plochy v kombinaci s hranicí vyklínění jednotlivých písků lábského obzoru. Výše uvedená data jsou součástí 3D vrstevního modelu úložného komplexu s vybranými povrchy a zlomy (obr. 3-16 až 3-18) sestaveného v programovém prostředí Petrel firmy Schlumberger. Z rozdílu hodnot strukturních map byly získány mapy celkových mocností. Každému dílčímu tělesu ohraničenému dvěma povrchy byly přiřazeny litologické charakteristiky a petrofyzikální vlastnosti (obr. 3-18). 3.11 Model porozity a permeability Výchozími daty pro konstrukci map pórovitosti byla data z výstupu V1.12 „Datový soubor nově vypočtených karotážních dat“, zpracovaného v rámci Aktivity 1. Vzhledem k tomu, že v rámci výstupu V1.12 nebylo možno z karotážních záznamů kvantitativně vyhodnotit propustnost písků (byla hodnocena jenom kvalitativně – propustné nebo nepropustné), a že nebyly k dispozici žádné výsledky laboratorních měření na vzorcích z vrtných jader z rezervoárového horizontu na LBr-1 , bylo nutné pro výpočet propustnosti vy­užít analogii s ropo-plynovými ložisky lábského obzoru z jiných oblastí Vídeňské pánve (archiv ČGS). Závislost propustnosti na pórovitosti nejlépe vystihuje mocninná regresní funkce (obr. 3-19), při korelačním koeficientu 0,8005. S využitím této závislosti byly vypočteny hodnoty propustnosti pro jednotlivé intervaly a náobzorem (jílovce středního badenu) je v oblasti celého ložiska 50-60 m. Podložní spodní baden je rovněž v pelitickém vývoji a představuje spodní těsnicí element. Zlom 1 s výškou skoku 10–20 m nemá vliv na těsnost ložiska; může však částečně propojovat jednotlivé písčité polohy lábského obzoru (L1, L2, L3 a L4). 3.10 Litofaciální vrstevní model Ve 3D seismickém obrazu bylo identifikováno několik sedimentologických jevů, které umožňují podrobnější interpretaci proměnlivosti a prostorového vymezení sedimentačního prostředí v geologickém čase a současné hloubce (obr. 3-15). Patří sem (zdola nahoru): – diskordance na rozhraní spodního a středního ba- denu, – vyklínění lábského písčitého tělesa středního badenu (ložiska) od západu k východu, – pelity středního badenu uložené v hlubším mořském prostředí (těsnicí horizont úložního komplexu), – konstantní písky ve spodní části svrchního badenu, – pelity svrchního badenu indikující prohloubení moře, – diskordance na rozhraní baden – sarmat v důsledku výzdvihu a částečné eroze, – zahloubení říčního nebo podmořského proudového kanálu a jeho vyplnění mladšími sedimenty ve spodním sarmatu (obr. 3-15, BR71), – postupné vyklínění písčitého souvrství od východu Obr. 3-14 3D pohled na oblast ložiska LBr-1 – časová mapa v ms na úrovni povrchu lábského obzoru se zobrazením zlomových ploch („faults“). Hranice vyklínění písčitého lábského obzoru („pinchout boundary“) představuje litologické omezení ložiska; body reprezentují vrty. Obr. 3-15 Seismický řez (inline 1223) v časové doméně: sedimentologické fenomény vývoje depozičního prostředí badenu a sarmatu v oblasti LBr-1. Obr. 3-16 3D Model povrchů dílčích vrstev lábského obzoru (L1 až L4) se zlomy v prostředí Petrel (pohled od severu). Obr. 3-17 3D Model povrchů těsnicí vrstvy, dílčích kolektorů L1-L4 a báze lábského obzoru (pohled od J). Zeleně – plocha zlomu protínající povrchy. Barevné linie zobrazují vrty. 3938 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3 . T R O J R O Z M Ě R N Ý S T A T I C K Ý G E O L O G I C K Ý M O D E L 3.12 Mapy původních a současných kontaktů jednotlivých fluid v ložiskových obzorech Výchozími daty pro určení původních kontaktů jednotlivých fluid v ložiskových obzorech byla archivní data z počátečního průzkumného období, tj. výsledky čerpacích zkoušek a informace o počátečním průběhu těžby na jednotlivých sondách. Dalším zdrojem dat byly výpočty zásob (Šelle et al. 1960, Káňa 1998). Současné kontakty jednotlivých médií byly určeny na základě údajů o zavodnění sond po ukončení těžby. Na ložisku LBr-1 bylo v letech 1957 – 1960 odvrtáno celkem 30 vrtů (obr. 2-6). Těžební otvírkou 24 vrtů při vzájemné vzdálenosti cca 200 m bylo vymezeno ložisko s úzkým ropným pásmem a poměrně rozsáhlou plynovou čepicí. Omezení plynonosnosti linií vyslínění bylo stanoveno na základě výsledků negativních vrtů Br-27, Br-88, Br-54, Br-75 a  potvrzeno i v projektu REPP-CO2 analýzou atributů nově realizovaných 3D seismických měření. Vodní zápolí ložiska bylo potvrzeno výsledky vrtů Br-58, Br-66, Br-69 a Br-71. Efektivní mocnost roponosné části nepřesahuje 8 m a u plynonosné části je maximálně 7,5 m. Strukturní linie kontaktu voda-ropa byla před zahájením těžby kladena do hloubky –953 až –948 m n.m. Kontakt ropa-plyn byl kladen do strukturní hloubky –943 m. sledně konstruovány mapy propustnosti. Současně byly sestrojeny v rámci výstupu V2.4 „Mapy poměru efektivní a celkové mocnosti (net/gross) vybraných ho- rizontů“. Dílčím tělesům lábského obzoru (L1, L2, L3 a L4) byly přiřazeny vypočtené hodnoty poměru efektivní mocnosti vůči celkové mocnosti („net-to-gross“) a hodnoty pórovitosti, na základě kterých byly zkonstruovány mapy izolinií pro jednotlivá tělesa (obr. 3-20 a 3-21). Identický postup byl použit při konstrukci map propustnosti (obr. 3-22 a 3-23) odvozené z hodnot póro- vitosti. Obr. 3-18 3D model lábského obzoru a nadložního těsnicího horizontu se zlomy (pohled od SZ). Vertikální stavba a litologická výplň je viditelná vpředu na severojižním řezu: Modře jsou znázorněny nepropustné vrstvy těsnicího horizontu; ostatní barvy reprezentují dílčí vrstvy lábského obzoru. Obr. 3-19 Závislost propustnosti hornin (Prop) lábského horizontu v severní části Vídeňské pánve na jejich pórovitosti (Por). Obr. 3-20 Mapa poměru efektivní vůči celkové mocnosti („net-to-gross“) dílčích kolektorů (L1-L2-L3-L4) lábského obzoru úložného komplexu. Polygon DP znázorňuje obrys dobývacího prostoru Lanžhot I. Obr. 3-21 Mapa pórovitosti („porosity“) dílčích kolektorů (L1-L2-L3-L4) lábského obzoru úložného komplexu. Obr. 3-22 Model dílčích kolektorů L1, L2, L3 a L4 s izoliniemi propustnosti. 4140 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3 . T R O J R O Z M Ě R N Ý S T A T I C K Ý G E O L O G I C K Ý M O D E L v ložisku těžko odhadnutelné množství zbytkové ropy. Po zohlednění dostupných poznatků byl předběžně stanoven v ložisku úzký lem ropy pod zbytkovou plynovou čepicí, tj. současný kontakt ropa-voda, resp. plyn-voda pravděpodobně s úzkou zónou ropy, se klade na strukturní linii cca -930 m. Vnější původní i současné kontakty jsou znázorněny na mapách povrchů písků lábského obzoru L1, L2, L3 a L4 (obr. 3-25). 3.12 Testování seismických atributů a zbytkové sycení uhlovodíky Pro potřeby upřesnění zbytkového sycení ložiska byla použita analýza seismických atributů. Rozdíly vlastností horninového prostředí způsobují vizuálně pozorovatelné změny charakteru seismických reflexů, které bývají vyjádřené změnami amplitudy, fáze, frekvence a dalších vlastností seismického vlnového pole. Analýza geometrických, kinematických, dynamických a statistických vlastností seismického vlnového pole se označuje jako analýza seismických atributů. Seismické atributy jsou analyzovány na celých profilech, nebo plošně ze souboru seismických dat v tzv. „okně“ podél (pod nebo nad) interpretovaného horizontu. Výsledný atribut pak může být zobrazen např. pomocí barevné škály a inter- pretován. V případě LBr-1 je plošná analýza seismických atributů provedena na lábském obzoru, jednom z nejvýraznějších fenoménů oblasti. Z množství atributů je vybrána průměrná absolutní amplituda („average absolute amplitude“, viz obr. 3-25 a 3-26), která zřetelně zobrazuje zbytkové nasycení uhlovodíky a původní rozsah ložiska. 3.13 Výpočet geologických zásob Kontrolou relevance sestaveného 3D modelu je nové provedení výpočtů zásob ropy a plynu a jejich srovnání s archívními výpočty zásob (Šelle et al. 1960) a také s celkovým vytěženým množstvím ropy a plynu na ložisku LBr-1 podle Káni (1998). Výsledky takového porovnání pro nový model ložiska LBr-1 jsou uvedeny v tab. 3-1. Přijatelná shoda výpočtů objemů v novém 3D modelu s archívními daty (tab. 3-1) potvrzuje spolehlivost získaných výsledků a jejich použití jako vstupních dat v dynamickém modelování ukládání CO2. Nejistota při stanovení kontaktu ropa-voda byla dána litologickou proměnlivostí jednotlivých poloh písků, složitým systémem vertikálního propojení a také skutečností, že v průběhu hloubení vrtů již částečně probíhala těžba, která mohla mít vliv na pohyb kontaktu. Provedená analýza víceméně ukazuje, že všechny písky ložiska LBr-1 měly jednotný původní kontakt ropa-voda na úrovni cca -953 m a kontakt ropa-plyn na úrovni -943 m. Poněkud složitější je stanovení současných kontaktů. V průběhu těžby se sondy postupně zavodňovaly; vodní zápolí ložiska je navíc silně aktivní, což při složitém vertikálním propojení jednotlivých poloh písků a laterální litologické proměnlivosti značně komplikuje pohyb kontaktů jednotlivých médií. Problematické je také stanovení skutečně odtěženého objemu plynu z plynové čepice. Je rovněž třeba vzít v úvahu, že po ukončení ekonomicky efektivní těžby zůstalo Obr. 3-23 3D Model propustnosti dílčích písčitých těles L1, L2, L3 a L4 lábského obzoru se zlomy a vrty. Obr. 3-24 Strukturní mapy povrchů dílčích kolektorů (L1-L4) lábského obzoru s hranicemi vyklínění (fialová linie). Barevně jsou znázorněny zóny sycení plynem (červená), ropou (zelená, část je zakrytá zónou plynu). Vodní zápolí je modré. Dobývací prostor Lanžhot I je vyznačen polygonem DP. Obr. 3-25 (a) strukturní mapa povrchu středně badenského těsnicího horizontu v nadloží lábského obzoru: fialová přerušovaná čára – vyklínění písku L1 ;(b) strukturní mapa povrchu spodního badenu, tj. báze lábského obzoru: fialová čára – vyklínění písku L4. Ze čtyř drobných zlomů (silnější černé linie) jeden protíná ložisko, přitom nemá vliv na utěsnění ložiskového obzoru; (c) výsledek analýzy seismických atributů znázorňuje intenzitu sycení plynem (modrá, zelená, červená a žlutá plocha) ca 30 let po dotěžení ložiska. 4342 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3 . T R O J R O Z M Ě R N Ý S T A T I C K Ý G E O L O G I C K Ý M O D E L množství a dostatečné kvalitě. Vývoj ložiskového tlaku v průběhu těžební historie tak lze interpretovat pouze na základě počátečního nadhydrostatického tlaku (cca 124%), přepočteného na kontakt ropa-plyn. Pro všechny písky lábského obzoru byla podle údajů z vrtu Br-62 stanovena hodnota na 12,5 MPa (v archivních zdrojích je však podle přepočtu počátečního tlaku na ústí sondy Br-64 uváděna také varianta počátečního ložiskového tlaku 11,76 MPa). Intenzivní těžbou v ropné zóně a následkem erupcí na sondách Br-62, resp. Br-64 došlo k poklesu ložiskového tlaku na hodnotu cca 9,83 MPa. Částečně to svědčí o složitém hydrostatickém propojení ropné zóny a plynové čepice. Po mnohaletém klidovém stavu v roce 1998 byl však podle sloupce hladin v sondách odhadnut regenerovaný ložiskový tlak na cca 9,96 MPa (mírně podhydrostatický, cca o 8%). V současné době podle odhadu ložiskový tlak přesahuje 10,0 MPa. Výše popsané poznatky svědčí o kombinovaném režimu ložiska, tj. o značně aktivním působení vodního zápolí s částečným vlivem plynové čepice. Vývoj ložiskového tlaku v průběhu těžební historie je dokumentován na obr. 3-29. Upřesnění průběhu tlaku je jedním z předmětů dynamického modelování ložiska (viz kap. 4). 3.15 Model geometrie nadloží potenciálního úložiště včetně koncepčního hydrogeologického modelu, vertikální zonalita chemizmu vod a teplotní model Zdrojovými daty pro model geometrie nadloží potenciálního úložiště na ložisku LBr-1 byly především karotážní diagramy jednotlivých vrtů, z kterých vyplývá, že potenciální úložný objekt (lábský obzor) je dobře utěsněn nadložními jílovci středního badenu. K úniku tekutých nebo plynných médií může dojít jedině v důsledku technických příčin, tj. nedokonalým vystrojením sondy – špatnou cementací, nekvalitními likvidačními pracemi resp. v důsledku případných erupcí. Nadložní písčité polohy ve svrchním badenu, sarmatu a spodním panonu jsou odděleny několikametrovými polohami jílovců, které zamezují vertikálnímu propojení pískovců, resp. vertikální komunikaci tekutých nebo plynných médií. Vrstvy jsou uloženy v oblasti ložiska LBr-1 více méně subhorizontálně, mírně stoupají cca severovýchodním směrem, kde jsou porušeny brodským zlomem s výškou skoku na úrovni lábského obzoru více než sto metrů. Brodský zlom v jižní časti ložiska má funkci těsnicího elementu. Navíc lábský obzor východním směrem zcela vykliňuje. Vertikální zonalita chemismu vod na ložisku LBr-1 vychází především z archivních laboratorních rozborů vrstevních vod odebraných při realizaci čerpacích zkoušek na jednotlivých vrtech. Důležitým krokem bylo také posouzení reprezentativnosti analýz. Při některých čerpacích zkouškách nebyl totiž vytěžen dostatečný objem vody a jednalo se spíše o směs tzv. technologické kapaliny – víceméně sladké vody nebo solanky s vrstevní vodou. Takovéto případy byly vyloučeny z reprezentativního souboru dat. Výsledky analýzy vertikální zonality chemismu vod jsou uvedeny na obr. 3-30a, kde je obsah celkových rozpuštěných látek (TDS, dříve mineralizace), zobrazen v závislosti na hloubce pro jednotlivé stratigrafické celky. 3.14 Historie těžby Pro potřeby dynamického modelování ukládání CO2 byla pro vybrané těžební vrty ve 3D modelu vytvořena databáze historie průměrné denní těžby ropy a plynu vypočítané pro měsíční intervaly od r. 1960 do r. 1965, v některých případech až do r. 1969. Příklady pro vrty Br-89 a Br-64 jsou zobrazeny na obr. 3-27 a 3-28. Z obr. 3-27 vyplývá, že těžba plynu na sondě Br-89 probíhala pouze v úvodní fázi, kdy byla také nejvyšší těžba ropy (dále se těžba plynu neevidovala) a že od jara 1964 nastalo výrazné zavodňování sondy a významný pokles těžby ropy. Tlak plynu v plynové čepici byl využit pro zvýšení efektivnosti těžby ropy v celém ložisku LBr-1 a dotěžení plynu z vrtů Br-62 a Br-64 (obr. 3-28) probíhalo až po faktickém ukončení těžby ropy v ropné zóně přilehlé části ložiska. Příklad uvedený na obr. 3-28 je použitý jako kalibrace dynamického modelu („history matching“) v kapitole 4. Důležitým vstupem pro dynamické modelování je historie ložiskových tlaků. Výchozími daty pro teplotní a tlakový model byly archivní údaje z teplotních a tlakových měření v průběhu realizace čerpacích zkoušek, protokoly čerpacích zkoušek na jednotlivých vrtech na úrovni lábského obzoru a také těžební karty jednotlivých sond. V době počáteční těžby a následném provozování ložiska cca do roku 1976 se měření tlaku hlubinným manometrem prakticky neprovádělo a ani údaje přetlaků na ústí sond nejsou k dispozici v dostatečném Obr. 3-26 3D pohled na povrch lábského obzoru úložného komplexu LBr-1 se znázorněním seismických profilů„inline“ a „crossline“, vrtů, zlomů a zbytkového sycení uhlovodíky na základě analýzy atributu„průměrná absolutní amplituda“. Tab. 3-1. Srovnání výpočtů zásob uhlovodíků na základě nového 3D modelu s archivním výpočtem (Šelle et al. 1960) a vytěženým množstvím ropy a plynu podle archívních dat (Káňa 1998). Nový výpočet zásob na základě 3D modelu Geologické zásoby ropy Geologické zásoby plynu Vytěžitelné zásoby ropy Vytěžitelné zásoby plynu tis. m3 mil. m3 tis. m3 mil. m3 290 97 73 77,6 Archívní výpočet zásob (Šelle et al. 1960) 305 84 61,1 75,4 Archívní výpočet zásob (Kobich et al. 1986) 365 56 61,4 42,0 Kumulativní těžba ropy a plynu (Káňa 1998) Kumulativní těžba ropy Kumulativní těžba plynu tis. m3 mil. m3 61,9 68,7 Obr. 3-27 Historie průměrné denní těžby plynu, ropy a vody v příslušném měsíci na vrtu Br-89 od září 1960 do června 1961 (těžba samotokem), následně do října 1965 s použitím čerpadla. Obr. 3-28 Historie průměrné denní těžby plynu v příslušném měsíci z plynového vrtu Br-64 od dubna 1966 do února 1969. Obr. 3-29 Vývoj ložiskových tlaků na LBr-1 podle archivních dat z vrtů Br-62 a Br-64. 4544 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 3 . T R O J R O Z M Ě R N Ý S T A T I C K Ý G E O L O G I C K Ý M O D E L Pro vytvoření teplotního modelu nebyly k dispozici teplotní údaje přímo z ložiska LBr-1, byla proto využita měření ustálených teplot z jižní části ložiska Brodské na sondách Br-8, Br-38 a Br-48, na jejichž základě byly odvozeny teploty na úrovni lábského obzoru v ložisku LBr-1 v intervalu cca 41 – 43°C (obr. 3-30b). Z koncepčního hydrogeologického modelu úložného komplexu LBr-1 (obr. 3-31) vyplývá, že ve svrchním karpatu jsou „vyslazené” vody charakteristické prakticky pro celou oblast Vídeňské pánve. Spodní baden je charakterizován vyšší salinitou, blížící se víceméně mořskému prostředí. Obsah celkových rozpuštěných látek v zónách identifikovaných na základě karotáže (obr. 3-31) je do 1 000 mg.l−1 v zóně sladké vody, 1 000 – 3 000 mg.l–1 v přechodné zóně a nad 3 000 mg.l–1 v zóně brakické až mořské vody. Salinita lábského obzoru středního badenu je typická pro brakické prostředí. Od svrchního badenu přes sarmat je zjevné postupné „vyslazování” vod. Podle trendu je možné usoudit, že ve svrchním panonu se vyskytují již jen sladké vody. Na bázi sladkých vod, resp. na povrch přechodové zóny byla sestrojena strukturní mapa. Uvedená vertikální zonalita vod na LBr-1 je v dobrém souladu s vývojovými fázemi změn sedimentárního prostředí v jednotlivých stratigrafických stupních a podstupních. Bílek, K. (1974): Ložiská ropy a plynu v slovenskej časti viedenskej panvy. – Mineralia Slovaca, 6, 5 – 6, 399498. Čajka, R. – Štefanová, M. (1976): Strukturní mapa na povrch lábského obzoru 1 : 25 000. – Manuskript, archív MND Ho- donín. Jiříček, R. (2002): Molasový vývoj Alpsko-Karpatské předhlubně a vídeňské pánve. – Exploration Geophysics, Remote Sensing and Environment, Praha, 9, 1–2, 1–179. Káňa, K. (1998): Závěrečné zhodnocení těžby živic na nalezišti Brodské-severvčetněmožnostívýhledovéhovyužitíložiska.– Archiv MND Hodonín, 25 s. Kobich, Ľ. – Olšovský, Ľ. (1986): Výpočet zásob ropy a zemného plynu náleziska Brodské. – ŠGÚDŠ – Geofond, Bratislava, 157 s. Nehyba, S. (2015): Litofaciální analýza a sekvenční stratigrafie rezervoáru a jeho nadloží. In: Hladík et al., Příprava výzkumného pilotního projektu geologického ukládání CO2 v České republice (REPP-CO2), Proj. NF-CZ08-OV-1-006-2015, Výstup V1.9, 37 s. Prochác R. (2013): Tektonický a sedimentárny vývoj moravskej časti viedenskej panvy v bádene. – Dizertačná práca, Univerzita Komenského v Bratislave, 1–161. Šelle, M. – Němec, F. – Kolesík M. (1960): Výpočet zásob nafty ložiska Brodské k 1. 7. 1960. – Archiv MND Hodonín, 86 s. V2.1 3D geometrický model s interpretovanými povrchy a bázemi s osazenými vrty V2.2 3D zobrazení zlomových ploch, vybraných povrchů horizontů v časové a hloubkové doméně V2.3 Litofaciální vrstevní model v dohodnutém modelovacím prostředí (Petrel) V2.4 Mapy poměru efektivní a celkové mocnosti (net/gross) vybraných horizontů V2.5 3D povrchy horizontů s modelem porozity a permeability V2.6 Mapy původních a současných kontaktů jednotlivých médií v ložiskových obzorech V2.7 Vertikální zonalita chemizmu vod – textová zpráva a datový soubor V2.8 3D statický geologický model V2.9 Teplotní a tlakový model v dohodnutém modelovacím prostředí (Petrel) V2.10 Návrh modelu geometrie nadloží potenciálního úložiště včetně koncepčního hydrogeologického modelu < Obr. 3-31 Vertikální zonalita vrstevních vod na lokalitě LBr-1 určená na základě karotáže: postupné vyslazování od spodního badenu po panon se projevuje hlavně nárůstem resistivity na křivkách RAG2 (černá křivka). Obr. 3-30 (a) vertikální zonalita chemizmu vod vyjádřena obsahem rozpuštěných látek (TDS ~ dříve celková mineralizace) na ložisku LBr-1 a v blízkém okolí v neogenních sedimentech vídeňské pánve: sarm – sarmat, svba – svrchní baden, stba lab – střední baden lábský obzor, spba – spodní baden, svka – svrchní karpat; (b) ustálená teplota (°C) v závislosti na  hloubce (m) ve vrtech Br-8, Br-38 a Br-48. LITERATURA SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 2 47 4 . D Y N A M I C K É M O D E L O V Á N Í ložena na stavových rovnicích a vztazích vybudovaných na jejich základě. Stavové rovnice jsou zobecněné rovnice, jež se postupně zpřesňují pomocí experimentálně zjištěných hodnot. Obvykle se využívá například soubor experimentů, při nichž se postupně snižuje tlak působící na ropu při zachování konstantního celkového složení nebo celkového objemu. Jelikož u tohoto projektu nebylo pokusy možno provést přímo na vzorcích ropy z ložiska LBr-1, použil se stabilizovaný vzorek z nedalekého ložiska Hrušky. Ten byl rekombinován s plynem tak, aby vznikl tzv.„živý“ vzorek věrně reprezentující ropu za výchozích rezervoárových podmínek. Ten byl posléze použit při experimentech. Po jejich provedení byl sestaven model stavových rovnic popisujících historické období produkce ložiska a následné období likvidace. Současně proběhla řada zkoušek zkoumajících interakce mezi CO2 a ropou v ložisku. Testy ukázaly, že za podmínek očekávaných při injektáži CO2 do ložiska LBr-1 nebude CO2 plně mísitelný s ropou. Přesto se CO2 v ropě rozpustí a způsobí odpaření některých jejích složek. Model stavových rovnic byl následně náležitě upraven (pouze změnou parametrů souvisejících s interakcí CO2 – ropa) a použit pro účely modelování výhledových scénářů. 4.3 Interakce fluid s rezervoárovými horninami Jelikož hodnoty PVT popisují pouze chování fluid, je třeba parametry jejich proudění v rezervoáru stanovit dalším zkoumáním. Pomocí geologického modelování lze získat hodnoty propustnosti (permeability), tedy parametru vypovídajícího o schopnosti porézního média (zde rezervoárové horniny) propouště určitou kapalinu. Je-li pórový prostor vyplněn současně několika různými kapalinami (např. vodou, ropou a plynem), závisí možnost jejich proudění (vyjádřená relativní propustností pro příslušnou kombinaci fluid) na parametrech těchto fluid a hornin jako takových, ale též na míře nasycení pórů jednotlivými fluidy (neboli jejich vzájemném objemovém poměru). Relativní propustnosti se obvykle stanovují pomocí zpětného výpočtu vycházejícího z experimentální studie, při níž se injektují různá fluida v různém pořadí při různém tlaku a rychlosti vtláčení. Výsledné křivky představují relativní propustnost pro příslušnou kapalinu jakožto funkci nasycení. Tyto křivky pro ložisko LBr-1 jsou znázorněny na obr. 4-2. 4.4 Model materiálové bilance Model materiálové bilance spojuje změny tlaku rezervoáru s pórovým objemem rezervoáru, objemy fluid, vytěženými objemy, přítokem ze zápolního akviferu (zvodně) a injektovaným objemem, jak je přehledně znázorněno na obr. 4-3. Tento model nezohledňuje specifika geologického prostředí, fluid ani vrtu, jedná se však o mimořádně účin­ný nástroj pro charakterizaci chování rezervoáru a přilehlého zápolního akviferu, posouzení potenciál­ní­- ho úložného objemu nebo stanovení základních východisek pro studii nejistoty. Hlavním výstupem modelu materiálové bilance je citlivost chování rezervoáru vůči výchozím parametrům a vlastnostem akviferu, jak je uvedeno v tabulce 4-1. Obr. 4-4 znázorňuje srovnání vývoje rezervoárového tlaku u tří scénářů uvedených v tab. 4-1 a odpovídající objem uloženého CO2 podle odhadů z modelování materiálové bilance. Hlavním zjištěním je, že nejlépe historii rezervoáru podle všeho vystihuje„základní“ scénář. Proto byly jeho parametry použity jako východisko pro přípravu historicky sladěného rezervoárového modelu. Podle „základního“ scénáře lze usuzovat, že v ložisku LBr-1 by (v případě využití maximální úložné kapacity) mělo být možné uložit kolem 1 milionu tun CO2. 4.5 Historicky sladěný model rezervoáru Všechny požadované informace (tzn. geologický model, stavové rovnice, hodnoty relativní propustnosti a údaje Aktivita 3 – Dynamické modelování – propojuje všechny aktivity ostatní. Přímo závisí na vyhodnocení údajů o úložném komplexu (Aktivita 1), a to jak informacích shromážděných již dříve (historických), tak i poznatcích nových (laboratorních studiích). Zároveň je založena na 3D geologickém modelu rezervoáru a úložného komplexu (Aktivita 2). Aktivita 3 začala „historickým slaďováním“ (tzv. history matching) rezervoárového modelu a jeho postupným doplňováním o nové poznatky získané během laboratorních studií. Výsledný model následně umožnil vyhodnocení různých scénářů dalšího vývoje – počínaje injektáží malého množství CO2 v rámci pilotního projektu ukládání, přes intenzifikaci těžby uhlovodíků pomocí oxidu uhličitého (tzv. CO2-EOR) až po scénář ukládání CO2 v maximálním rozsahu kapacity úložiště. V Aktivitě 3 se rovněž posuzovaly dopady geochemických (interakce CO2 s horninami úložiště) a geomechanických (pevnostní parametry hornin) vlivů, vyhodnocovaly možné scénáře úniku CO2 a provádělo modelování proudění mělkých podzemních vod včetně předpokládaného šíření uniklého CO2. Výsledky aktivity posloužily též jako přímý vstup pro Aktivity 4 (Posouzení rizik) a 5 (Monitoring), ale též pro další návazné činnosti v rámci projektu. 4.1 Příprava a budování modelu Proces přípravy, budování a následného využívání modelu a výsledků simulací lze obecně graficky znázornit schématem uvedeným na obr. 4-1. Časová osa je v tomto případě rozdělena na období historické (produkční fáze a po ní následující uzavření a likvidace – tzv. fáze P&A) a výhledové období, kdy model slouží pro vyhodnocení scénářů budoucího vývoje. Historické období slouží pro „sladění“ modelu a jeho chování s dostupnými historickými daty. V závislosti na množství dostupných údajů se pro tento úkol nabízí použití různých nástrojů. Některé prostředky, jako jsou stávající geologický model nebo základní parametry fluid (jejich tlak, objem a teplota, tzv. PVT – Pressure, Volume, Temperature) a popis interakcí mezi fluidy a horninou (křivky relativní propustnosti) jsou pro přípravu rezervoárového modelu nezbytností. Jiné nástroje, například analýza tlakového přechodu (Pressure Transient Analysis – PTA), studie materiálové bilance nebo metoda asistovaného historického slaďování („history matching“), mohou být použity volitelně, v závislosti na dostupnosti údajů a cílech projektu. V našem případě jsme se při přípravě modelu rezervoáru v Aktivitě 3 rozhodli jako další podpůrný nástroj využít studii materiálové bilance. V dalším textu je popsán způsob zjišťování údajů pro PVT modelování a interakci mezi fluidy a horninami, jakož i způsob provedení studie materiálové bilance a tvorby simulačního modelu. 4.2 PVT modelování Modelování tlaku, objemu a teploty (PVT – Pressure, Volume, Temperature) je metoda umožňující popsat chování kapalin za měnících se podmínek (např. při poklesu tlaku daném produktivní těžbou nebo naopak nárůstu tlaku během pozastavení těžby) anebo po změně jejich složení (daném např. injektáží CO2). Tato metodika je zaObr. 4-1 Schéma přípravy, budování a využívání rezervoárového modelu 4. Dynamické modelování a) b) Obr. 4-2 Křivky relativní propustnosti (poměr fázové propustnosti vůči efektivní rezervoárové propustnosti jako funkce nasycení fluidy) použité v modelu historického slaďování. Krw označuje relativní propustnost pro vodu, Kro pro ropu a Krg pro plyn. 4948 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 4 . D Y N A M I C K É M O D E L O V Á N Í o těžbě) byly vloženy do simulačního modelu rezervoáru. Pro tyto účely byl zvolen software CMG STARS, moderního komerčního simulačního nástroje, který pokrývá všechny nezbytné funkce. Jde o flexibilní, zavedený a spolehlivý nástroj pro predikci CO2-EOR a úložného potenciálu. V této souvislosti je třeba zmínit, že modelování rezervoáru je reverzní úloha, při níž se snažíme určit výchozí parametry při znalosti odpovědi (tedy údajů z těžby). Výchozí parametry jsou přitom vždy zatíženy nejistotou a obvykle se určují nepřímo. Například geologické a geofyzikální parametry se interpretují z karotážních záznamů a přímé měření je možné pouze při použití jader pořízených během hloubení vrtů. Jádra v této souvislosti hrají zásadní úlohu, reprezentují však jen minimální část celého objemu rezervoáru. Podobně i měření relativní propustnosti vychází z parametrů jader a přímo reprezentuje pouze proudění velmi malou částí rezervoáru. Stavové rovnice jsou korelací se svou vlastní mírou nejistoty. Objem zápolního akviferu a jeho konektivita s rezervoárem (tzn. do jaké míry a jak rychle je schopen dorovnávat tlak v rezervoáru) jsou nejisté veličiny. Objemy vytěžené ropy a plynu se měřily kumulativně (tzn. jako celková těžba za období obvykle jednoho měsíce), přičemž údaje o skutečné rychlosti produkce a tlaku při těžbě jsou dostupné pouze výjimečně. Ve všech těchto případech musí být příslušný modelovací parametr uzpůsoben podle těžebních údajů. Hlavním cílem této optimalizace, resp. historického slaďování, je docílit schopnosti popsat odezvu rezervoáru na extrakci a/nebo injektáž fluid v historickém horizontu, a následně tento model využít pro predikce budoucích plánovaných procesů. Není nicméně účelné snažit se dosáhnout ideálního sladění každého datového bodu, neboť takový přístup často bývá příliš násilný a vede k „přeladění“ a deformaci modelových parametrů, která následně snižuje přesnost výstupů. Obzvláště důležité je to u projektů jako tento, kdy panuje poměrně vysoká nejistota u vstupních dat a těžištěm zájmu je primárně aktuální stav rezervoáru, nikoliv lokální specifika těžby uhlovodíků před více než čtyřiceti roky. Grafy na obr. 4-5 znázorňují celkovou produkci fluid z rezervoáru podle těžební historie ve srovnání s výsledky simulace s využitím historicky sladěného modelu. Tento model byl následně použit pro simulace až do roku 2020. Na základě zjištěných výsledků byla posouzena reekvilibrace (znovuustavení rovnováhy) jednotlivých fází a tlaků po uzavření rezervoáru. V případě rozhraní ropa–voda a plyn–voda se předpokládá jejich vzestup řádově o 15–20 m nad původní úroveň. S ohledem na geometrii rezervoáru znamená tento vzestup zároveň migraci kontaktů o zhruba 100–150 m východním směrem. Předpokládá se, že všechny přechodné účinky způsobené produkcí uhlovodíků již pominuly a tlak je nyní v celém rezervoáru plošně konstantní. Obr. 4-3: Schéma modelu materiálové bilance pro fáze produkce (vlevo) a injektáže (vpravo). Obr. 4-4 Výsledky modelování materiálové bilance. Nahoře: Tlaková dynamika pro tři zvažované scénáře. Vlevo dole: Historická produkce ložiska za rezervoárových podmínek. Vpravo dole: Příslušný kumulativní objem injektovaného CO2. Tab. 4-1 Hodnoty výchozího a aktuálního tlaku pro tři různé realizace modelu materiálové bilance s odpovídajícími parametry akviferu. Scénář Výchozí tlak (bar) Aktuální tlak (bar) Parametry akviferu objem (× 109 m3) produktivita (m3/den/bar) „optimistický“ 113 ~ 110 2 20 „základní“ 116,5 ~ 108 0,5 10 „pesimistický“ 120 ~ 98 0,2 5 Obr. 4-5 Produkce ropy (nahoře vlevo), vody (nahoře vpravo) a plynu (dole) – srovnání historických (body) a simulovaných (čáry) hodnot. 5150 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 4 . D Y N A M I C K É M O D E L O V Á N Í proti klimatickým změnám. Níže uvedený graf zobrazuje úhrnné množství vytěžené ropy pro tři výše popsané scénáře a období 2015–2040. Zcela podle očekávání je předpokládané množství vytěžené ropy nejvyšší v případě scénáře preferujícího pouze EOR (viz obr. 4-6). U scénáře „pouze EOR“ je však zároveň nejnižší celkové čisté množství uloženého CO2 (viz obr. 4-7). Za pozornost však stojí skutečnost, že kombinovaná varianta v konečném součtu umožňuje uložení většího množství CO2 nežli scénář zaměřený čistě na ukládání, což je dáno dodatečným objemem vytěžených uhlovodíků (povšimněte si logaritmického měřítka osy Y na obr. 4-7). Hlavním důvodem nízké úložné účinnosti u scénáře EOR je vysoká míra recirkulace CO2 (po průniku CO2 do těžebních vrtů je třeba jej separovat a reinjektovat). Klíčovým poznatkem je skutečnost, že kombinova­ný scénář umožňuje nejen dotěžit značné množství ropy, ale i dosáhnout nejlepších výsledků při prevenci změn klimatu. Propočty naznačují, že v případě spálení veškeré ropy pocházející z ložiska LBr-1 (tzn. množství vytěženého v minulosti i předpokládaného objemu dotěženého při kombinovaném scénáři) by za předpokladu uvolnění ca 433 kg CO2 na barel ropy bylo v rezervoáru možné uložit více CO2, nežli se při spalování uvolnilo. Celková uhlíková bilance ložiska by tak u kombinovaného scénáře byla negativní – viz obr. 4-8. 4.9 Simulace potenciálních úniků CO2 z úložiště V rámci Aktivity 3 byly provedeny dva různé typy simulací zaměřené na potenciální úniky CO2 z úložiště. Nej- 4.6 Geochemie a geomechanika Součástí Aktivity 3 bylo rovněž modelování geochemických a geomechanických změn v rezervoáru, vyvolaných injektáží CO2, a to s využitím dat získaných v rámci Aktivity 1. Bylo rovněž zkoumáno propojení těchto změn do simulačního modelu. Klíčovou otázkou bylo, jak zjištěné experimentální, popř. modelové údaje využít pro účely predikce injektivity CO2 a jeho mobility v rezervoáru během injektáže. Pro dynamické průtočné vysokotlaké experimenty, které byly základním pilířem těchto prací, bylo bohužel k dispozici pouze velmi omezené množství materiálu z vrtných jader. Pro rozšíření znalostí o rezervoáru tak byly pokusy provedeny nejen na celohorninových, ale i na drcených vzorcích. Při experimentech byly zkoumány interakce mezi CO2, rezervoárovými, resp. těsnicími horninami a vrstevní vodou (solankou), jakož i změny způsobené těmito interakcemi. Při průtočných experimentech byly pozorovány určité změny ve složení propustných hornin (tzn. v rezervoárové části) v důsledku geochemických interakcí. Přestože výsledky experimentů naznačují určité obecné trendy, malý počet vzorků neumožnil docílit jednoznačné interpretace těchto výsledků, která by byla aplikovatelná na celý objem rezervoáru. Geochemické interakce byly posléze rovněž modelovány pomocí SW využívaných pro dynamické geochemické modelování (The Geochemist’s Workbench, PHREEQC a TOUGHREACT), a to pro různé časové horizonty. Hlavními geochemickými jevy, které byly predikovány, jsou rozpouštění živců, chloritu a primárních karbonátů, srážení muskovitu, kaolinitu a relativně velkého množství křemene, a také srážení sekundárních karbonátových minerálů ankeritu a dawsonitu. Zmíněné změny s sebou přinášejí i mírné změny porozity hornin, které však nepřesahují jednotky procentních bodů a nejsou proto pro úložnou kapacitu rezervoáru příliš významné. Vzhledem k  nejednoznačnosti výsledků a omezenému množství vzorků pro experimenty bylo nakonec rozhodnuto, že geochemické vlivy nebudou v této fázi do simulací rezervoáru zahrnuty. Nelze totiž posoudit, zda je pozorované chování reprezentativní pouze pro studovaný vzorek jádra nebo zda ho lze zobecnit i pro určitou část rezervoáru či rezervoár celý. Při studiu vlivu geochemických změn na geomechanické parametry úložného komplexu bylo zjištěno, že povrchové interakce mezi těsnicí horninou a pronikajícím CO2 nijak znatelně nenarušují stabilitu horniny. Geomechanické analýzy zároveň potvrdily poměrně nízkou pravděpodobnost reaktivace zlomů v případě, že injektáž bude probíhat při tlaku menším nežli 130 % hydrostatického tlaku v hloubce rezervoáru. Tento limit byl použit pro všechny simulace. 4.7 Posouzení mobilizace ropy působením CO2 První odhad schopnosti CO2 mobilizovat ropu byl proveden na základě simulací v měřítku vrtných jader (tzn. řádu centimetrů), s využitím výsledků provedených experimentů a údajů z vrtných jader. Simulace prokázaly, že v tomto malém měřítku je CO2 velmi účinný: ropa, jež se dostane do styku s CO2, je mobilizována a uvolněna, což je zcela v souladu s experimentálně zjištěnými výsledky. Při simulaci v měřítku jader je CO2 schopen uvolnit prakticky veškeré zbývající uhlovodíky. V reálném měřítku celého ložiska však účinnost injektáže CO2 bude výrazně nižší, neboť plyn se v důsledku gravitační segregace, prstovitého pronikání („fingering“) a dalších makroskopických jevů nedostane do styku s veškerou zbývající ropou. 4.8 Scénáře a výsledky Výše uvedené výsledky poskytly kvalitní základ pro vyhodnocení různých scénářů injektáže CO2. Simulovány byly tři hlavní scénáře: • Ukládání: Pilotní injektáž CO2 v rozmezí let 2020– 2026 s následným plnohodnotným projektem ukládání v maximálním rozsahu kapacity úložiště mezi roky 2026–2040. Pilotní část předpokládá uložení 70 000 t CO2 v průběhu 6 let s využitím 1 injektážního vrtu. V souladu s platnými předpisy je pilotní injektáž omezena tak, aby celkové množství uloženého CO2 v součtu nepřesáhlo hodnotu 100 000 tun, na niž jsou vázána legislativní omezení. Období šesti let se považuje za nezbytné pro řádné vyzkoušení a ověření injektážních a monitorovacích konceptů. • Intenzifikace těžby (EOR): Obnovení těžby ropy v roce 2020 s následným nasazením CO2EOR v období let 2026 až 2040. • Kombinovaný scénář: Pilotní injektáž CO2 v letech 2020–2026 s následnou tříletou těžbou ropy v období 2026–2029 a poté čistým ukládáním CO2 mezi roky 2029 a 2040. Tříleté období těžby bylo zvoleno na základě zkušeností z jiných projektů intenzifikace, při nichž se zhruba 50 % dodatečně uvolněné ropy podařilo vytěžit během prvních tří let, po nichž následoval postupný pokles produktivity. U výše uvedených scénářů nebyly provedeny detailní optimalizace ani technicko-ekonomické posouzení. Tyto varianty popisují pouze základní možnosti rozvoje ložiska pro v rámci technologie CCUS (Carbon Capture, Use and Storage, tj. zachytávání, využívání a ukládání oxidu uhličitého): od možností zaměřených čistě na využívání nebo ukládání až po kombinovanou variantu CCUS. Klíčovými ukazateli pro všechny tři scénáře jsou souhrnné množství vytěžené ropy a souhrnné množství uloženého CO2, které prakticky vyjadřují hospodářský užitek daných scénářů, respektive jejich přínos v boji Obr. 4-6 Souhrnný objem těžby ropy v případě tří zvažovaných scénářů – EOR, ukládání a kombinovaného řešení. Výchozí hodnota v roce 2015 odpovídá historické produkci. Obr. 4-7 Souhrnný objem uloženého CO2 u jednotlivých scénářů. 5352 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 4 . D Y N A M I C K É M O D E L O V Á N Í bázích ani v literatuře nebyl nalezen dostatek vhodných dat, byly potřebné údaje zajištěny pomocí odběrů čerstvých vzorků hornin a podzemní vody přímo na lokalitě a jejich následných chemických a mineralogických analýz. Podle výsledků analýz nebyla ve zkoumaném akviferu zjištěna významnější přítomnost rizikových minerálů obsahujících nebezpečné prvky (např. těžké kovy), které by mohly být v případě zvýšené přítomnosti CO2 mobilizovány. Po zvážení těchto výsledků bylo rozhodnuto, že se modelování účinků úniku CO2 na mělkou zvodeň soustředí přednostně na změny acidity (pH). Na základě simulací úniků přes cementové mostky (viz kap. 5.3) byl identifikován potenciální rozsah úniku CO2 v množství 100–1000 kg/rok z vrtu Br-89. Tento scénář vykázal pouze naprosto zanedbatelné snížení pH z původního 7,5 na 7,2 (geochemický model PHREEQC). Bylo možné předpokládat, že simulace transportu by při uplatnění dalších útlumových procesů nepřinesla výsledky nad mírou rozlišitelnosti vůči pozadí. Proto byl pro simulaci nakonec využit nerealistický scénář dlouhotrvající erupce vrtu (viz kap. 4.9), předpokládající únik v rozsahu 111 458 kg CO2/ rok, který by znamenal lokální snížení hodnoty pH ze 7,5 na 5,4. Výsledky simulace ukazují, že mrak sníženého pH (ve formě koncentrace H+) pod původní hodnoty by po 10 letech advekčně-disperzního transportu z konstantního zdroje byl cca 1.1 km dlouhý, přičemž v převážné části této oblasti by změna byla velmi nepatrná (viz obr. 4-10). Tento výsledek prokazuje, že i v případě extrémně vysokého úniku CO2, který nepředpokládá žádný scénář analýzy rizik, není kvalita podzemní vody regionálně významněji zhoršena. prve byla ve spolupráci CVŘ a IRIS pomocí analytického modelu posouzena možnost úniku přes cementové mostky ve vrtu a souvisící nejistoty spojené se spolehlivostí vstupních dat. Výsledky ukazují, že riziko úniku skrz cementové mostky je nízké. Dokonce i u starých vrtů je pravděpodobnost úniku značného množství CO2 přes tyto mostky nízké; s výjimkou vysoce nepravděpodobné situace celkového selhání všech opatření by únik značného množství CO2 trval dlouhou dobu. Získané výsledky byly dále využity a rozpracovány při posuzování rizik v Aktivitě 4. Simulační model rezervoáru byl využit i k posouzení důsledků nepravděpodobného scénáře náhlého intenzivního úniku v důsledku erupce vrtu (tzv. blowout) během injektáže nebo bezprostředně po ní. Dokonce i v tomto případě by došlo k uvolnění méně než 10 000 tun CO2 spolu se zhruba 70 m3 vody a 100 m3 ropy. Z výsledků následného modelování dopadů takovéhoto úniku na podzemní vodu (viz kap. 4.10) pak vyplývá, že ani při tomto nerealistickém scénáři není důvod očekávat katastrofické dopady. 4.10 Modelování mělkého proudění podzemní vody Cílem tohoto úkolu bylo sestavit model proudění podzemních vod a model transportní, který by umožnil posoudit v rámci analýzy rizik potenciální ohrožení kvality podzemních vod v mělké kvartérní zvodni. Modelované území zahrnovalo hydrogeologický rajón č. 1652 „Kvartér soutokové oblasti Moravy a Dyje“. Předmětem numerického modelování byl zvodněný systém fluviálních kvartérních sedimentů, jež tvoří sedimentární výplň jmenovaného hydrogeologického rajónu. Hydraulický model byl kalibrován v ustáleném stavu, přičemž pro kalibraci bylo vybráno 142 objektů z databáze ČGS-Geofondu. U vybraných objektů byl v rámci Aktivity 1 v průběhu roku 2015 a 2016 proveden opakovaný záměr hladin podzemních vod (viz kap. 2.7). V průběhu kalibrace modelu byly laděny tyto hod- noty: • koeficient filtrace K, jehož výsledné hodnoty se pohybovaly v řádech x . 10–4 až x . 10–3 m/s, • přetoku do modelu (výsledné hodnoty se pohybovaly v řádech x . 10–8 m2/s/m až x . 10–6 m2/s/m), • efektivní infiltrace (výsledná hodnota 0,0009 m/den resp. 32 mm/rok). Kalibrace byla ukončena s průměrnou odchylkou ME = 0,14 m, průměrnou absolutní odchylkou MAE = 0,33 m a kvadratickým průměrem RMS = 0,41 m. Celkové zdroje modelu včetně indukovaných, tj. infiltrace ze srážek + přetoky přes okrajové podmínky, byly vypočteny na cca 60 l/s. Největší část zdrojů představuje efektivní infiltrace – tj. infiltrace ze srážek po odečtení evapotranspirace. Část přítoků do modelu je situována podél okrajových podmínek reprezentující úseky přetoků z vyšších teras či přítok ze severu údolní nivou Moravy. Podzemní vody jsou v drtivé většině drénovány povrchovými vodotečemi. Celková hodnota tohoto propadu je cca 60 l/s. Celková infiltrace ze srážek je cca 48 l/s, což při rozloze modelovaného území odpovídá specifickému základnímu odtoku 1,04 l/s/km2. Model transportu rozpuštěných látek byl sestaven s cílem posoudit scénáře ohrožení kvality vody mělké zvodně kvartérního kolektoru při případném úniku CO2 z úložného horizontu. Pro posouzení, modelování a simulace geochemických reakcí, které by bylo možno očekávat v případě průniku CO2 uniklého z úložiště horninovým prostředím až do mělkého akviferu, je třeba znát horninové složení tohoto akviferu. Protože v data- Obr. 4-8 Odhad množství CO2 vyprodukovaného následkem těžby (červená křivka) a uloženého do rezervoáru (zelená křivka) vyjádřené v tisících tun na levé ose Y ve srovnání s celkovou uhlíkovou bilancí rezervoáru (vystínovaná oblast) vyjádřenou v tisících tun na pravé ose Y Obr. 4-9 Model proudění podzemních vod v připovrchové kvartérní zvodni – simulované hydroizohypsy s vyznačením vektorů proudění podzemních vod (detail užší zájmové oblasti). Obr. 4-10 Simulovaný mrak koncentrace iontů H+ pro nerealistický scénář dlouhotrvajícího masivního výronu CO2 po 10 letech transportu (detail užší zájmové oblasti). 54 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 5.1 Celkový rámec prací na posouzení rizik Posouzení rizik bylo v projektu REPP-CO2 náplní Aktivity 4.V jejím rámci byly pokryty všechny hlavní kroky procesu posuzování rizik podle normy ISO 31000:2009 tak, jak jsou popsány na obr. 5-1. První fází celého procesu je identifikace rizik, která zároveň tvoří základ pro následné činnosti. Určují se při ní zdroje rizik, jejich příčiny, preventivní a mitigační opatření a bariéry, jakož i důsledky identifikovaných rizik. V následujícím kroku analýzy rizik se podrobněji zkoumají nejdůležitější rizika – vyhodnocuje se u nich pravděpodobnost výskytu a důsledky jejich dopadů, ale též účinnost protiopatření a bariér. Závěrečné hodnocení rizik pak srovnává analyzovaná rizika s příslušnými kritérii pro posouzení přijatelnosti a zajištění vstupů pro rozhodovací proces. Hodnocení rizik se zakládá na následujících předpokladech a omezeních: • Identifikovaná rizika související s provozem úložiště byla omezena pouze na rizika týkající se procesů transportu, injektáže a ukládání CO2. Rizika související se zachycováním CO2 nebyla brána v potaz. • Posuzovaný injektážní scénář odpovídá základnímu scénáři pilotního projektu ukládání CO2 (viz kap. 4.8). Ten předpokládá injektáž 70 000 t CO2 během šestiletého období. Rizika související s vyšším rozsahem injektáže nebyla podrobněji zkoumána. • U potenciálních následků událostí vedoucích k úniku CO2 z úložiště se zkoumají pouze jejich dopady na provoz, lidské zdraví a životní prostředí. • Území, pro něž se hodnotí rizika, odpovídá zájmové oblasti vyznačené červenou barvou na obr. 2-6 (jde zároveň o oblast pokrytou 3D seismickým průzkumem). • Spektrum důsledků se omezuje především na CO2, CH4 (metan) a ropu. Možný je též únik solanek; jeho potenciální důsledky zde však nebyly zkoumány. Nečistoty v injektovaném CO2 nejsou zohledněny. • Analýza nebere v potaz vlivy migrace oblaku CO2. • Scénáře úniků popsané v této analýze nejsou úplným výčtem, ale výběrem nejpravděpodobnějších scénářů pro ložisko LBr-1. • U simulací náhlého intenzivního úniku (tzv. blowout) převládá obecně vysoká míra nejistoty, v případě CO2 to pak platí dvojnásob. Jejich výsledky jsou tak pouze orientační a je u nich třeba počítat se značným prostorem pro chyby. Pro účely posouzení rizik byla jako základní systémový model zvolena metoda motýlkové (tzv. bow-tie) analýzy. Jde o jednoduchý schematický způsob popisu a analyzování cest rizik od fáze nebezpečí až po výsledek a kontrolu opatření. Jedná se de facto o logické propojení „stromu poruch“ (fault tree) zkoumajícího příčiny události (která je znázorněna uzlem uprostřed motýlkového SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 3 V3.1 PVT model, průběžné výsledky analýz V3.2 Inicializace simulačního modelu V3.3“History match”model pro simulaci úložiště V3.4 Scénáře pro různé injektážní rychlosti V3.5„Upscaling“ laboratorních výsledků na úroveň ložiska V3.6 Integrace výsledků do modelu ložiska V3.7 Posouzení změn v okolí vrtů v období od uzavření ložiska V3.8 Posouzení mobilizace ropy v důsledku injektáže CO2 na  základě„upscalingu“ laboratorních studií V3.9 Posouzení objemu vytěžitelné ropy pomocí injektáže CO2 V3.10 Soubor výsledků simulací pro další analýzu V3.11 Analýza výsledků různých scénářů injektáže a doporučení vhodných postupů V3.12 Posouzení geomechanických efektů spojených s injektáží CO2 a výstupy pro simulace a analýzu rizik V3.13 Simulační model s geochemickými efekty V3.14 Vyhodnocení rizika a objemů potenciálních úniků CO2 z úložiště V3.15 Numerický model proudění mělkého oběhu podzemních vod v nadloží potenciálního úložiště jako prostředek pro posouzení kontaminace podzemní vody úniky CO2 5. Posouzení rizik Obr. 5-2 Motýlkový diagram znázorňující hlavní složky procesu posouzení rizik. Diagram se čte zleva doprava. Obr. 5-1 Proces řízení rizik podle normy ISO 31000:2009. 5756 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 5 . P O S O U Z E N Í R I Z I K a průniku CO2 skrze cementový mostek vyjadřují v uvedeném pořadí následující rovnice: Qm = qv · ρ (π · D2) / 4 Ts = ε Φ / qv [(1 – Sg ) · Sc /ρ + Sg] kde ρ je hustota CO2, D je průměr vrtu, ε tloušťka cementového mostku, Φ porozita cementu, Sg nasycení cementu plynem (tzn. objemový zlomek přítomných fluid) a Sc rozpustnost CO2. První člen ve druhé rovnici vyjadřuje CO2 rozpuštěný ve vodě, druhý člen pak plynný CO2 v pórovém objemu. S využitím známých hodnot vstupních parametrů ve spojení s odborným odhadem a údaji z literatury byly provedeny simulace úniků metodou Monte Carlo. Simulacemi zjištěné úniky CO2 jsou lze považovat za velmi malé (viz obr. 5-4). Za předpokladu injektážního scénáře zhruba 11 700 t/rok by tyto úniky činily << 1 % tohoto objemu. Úniky se považují za velké, dosáhnou-li objemu > 1000 t/rok. Při náhodném výběru vzorku mezi likvidovanými vrty vychází průměrný rozsah úniku na 0,008 m3/den (tzn. 0,6 kg/rok) při maximální hodnotě 0,015 m3/den (10,5 kg/rok). Minimální čas před únikem CO2 je 10 let, průměrná (očekávaná) hodnota však činí 293 000 roků. Pouze vrty Br-60 a Br-73 mají hodnoty v percentilu 90 větší než 4 kg/rok, což odpovídá skutečnosti, že pouze u těchto dvou vrtů je celková mocnost cementových mostků menší než 100 m. Odpovídající výsledky pro únik CH4 naznačují průměrný únik CH4 ve výši 0,002 m3/den (tzn. 0,4 kg/rok) při maximální hodnotě 0,021 m3/den (tzn. 5,6 kg/rok). Nejnižší čas před únikem CH4 je 1,7 roků, ovšem střední (očekávaná) hodnota činí přibližně 28 100 roků. Průběžné citlivostní analýzy dat o únicích ukazují diagramu) a „stromu událostí“ (event tree) zkoumajícího její následky (ISO, 2009). Obr. 5-2 zachycuje motýlkový diagram pro posuzovanou událost „únik fluid z úložiště“ (označeno „Leak“), která je znázorněna kolečkem uprostřed schématu. Levá část diagramu se zaměřuje na možné příčiny úniku a preventivní opatření (bariéry), které mají bránit tomu, aby k němu došlo. Pravá strana se pak zaměřuje na popis nápravných bariér, sloužících ke zmírnění dopadů úniku, jakož i následků, které únik může způsobit, pokud k němu dojde. 5.2 Identifikace rizik Identifikace rizik souvisejících s únikem CO2 z úložiště proběhla pomocí dvou různých přístupů. Šlo jednak o analýzu jevů, událostí a procesů (Features, Events, Processes, FEP), jednako bariérový přístup. Tyto dva přístupy byly zvoleny na základě předchozích zkušeností a kompetencí členů analytického týmu, kteří působili v různých odvětvích – jaderné energetice, kde metoda FEP vznikla (partner ÚJV), a ropném průmyslu na norském kontinentálním šelfu (NCS), kde bariérový přístup patří k běžnému standardu (partner IRIS). První identifikované FEPy spolu s příslušnou bariérovou analýzou sloužily jako základ pro vypracování podrobného motýlkového diagramu pro úložiště LBr-1 (viz obr. 5-3), který souhrnně zachycuje zjištěné možné příčiny úniku, související preventivní i zmírňující bariéry a následky úniku. 5.3 Analýza rizik Posouzení pravděpodobnosti Posouzení pravděpodobnosti výskytu jednotlivých událostí je založeno na hrubém klasifikačním schématu pravděpodobnosti, v němž je každý rozsah pravděpodobnosti přiřazen určité úrovni četnosti výskytu a obecné interpretaci dané úrovně. Jednotlivým scénářům úniku vycházejícím z výsledků identifikace rizik byly na základě posouzení a vyhodnocení přiřazeny následující pravděpodobnosti (viz tab. 5-1). Zvláštní pozornost byla kladena na dva hlavní scénáře úniku – únik podél likvidovaných vrtů (postupný průnik přes cementové mostky nebo jiné bariéry vrtu) a náhlý intenzivní únik z injektážního (nebo jiného aktivního) vrtu. Likvidované vrty – simulace úniků K odhadu míry úniků byl použit model CO2CARE (2012). Tento model je založen na principu průtoku tekutiny (fluida) porézním médiem podle vzorce: qv = (κ · κr )/μ (∆ P/ε+∆ ρ · g) kde qv je objemový průtok tekutiny, κ koeficient propustnosti cementu, κr jeho modelová relativní propustnost pro danou tekutinu, μ viskozita tekutiny, ΔP rozdíl tlaků v důsledku přetlaku rezervoáru způsobeného injektáží, ε tloušťka zátky, Δρ rozdíl hustoty plynu a solanky a g gravitační zrychlení. Rychlost úniku CO2 Obr. 5-3 Motýlkový diagram s jednotlivými součástmi procesu posouzení rizik popisovanými v této kapitole (vazby mezi příčinami a bariérami, resp. mezi bariérami a následky byly zjednodušeny). Scénář úniku Rozsah pravděpodobnosti výskytu (za rok) Klasifikace Úniky z vrtů Únik injektážním vrtem do atmosféry 8,08 · 10–5 Výskyt se neočekává ani nepředpokládá Náhlý intenzivní únik (blowout) z injektážního vrtu během hloubení 7,2 · 10–5 Výskyt se neočekává ani nepředpokládá Únik z likvidovaného vrtu do atmosféry 4,49 · 10–3– 4,4 · 10–2 Očekáván pouze nízký výskyt / očekáván nejméně jednou za 10 let Úniky z rezervoáru Únik těsnicí horninou v důsledku postupného narušování integrity < 10–6 Velice nepravděpodobné a prakticky nereálné Únik těsnicí horninou v důsledku náhlého katastrofického selhání < 10–6 Velice nepravděpodobné  prakticky nereálné Únik stávajícími zlomy v důsledku nárůstu tlaku < 10–6 Velice nepravděpodobné a prakticky nereálné Únik nově vyvolanými zlomy v důsledku nárůstu tlaku < 10–6 Velice nepravděpodobné a prakticky nereálné Úniky přes body přetoku < 10–6 Velice nepravděpodobné a prakticky nereálné Tab. 5-1 Pravděpodobnostní hodnocení identifikovaných scénářů úniku. Obr. 5-4 Výsledky simulací úniku CO2 skrz cementové mostky – horizontální osa odpovídá množství uniklého CO2 v kg/rok, vertikální osa hustotě pravděpodobnosti příslušného výsledku 5958 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 5 . P O S O U Z E N Í R I Z I K Jiné nežli náhlé úniky mohou zdravotní riziko znamenat pouze v případě, že by došlo k nahromadění CO2 či CH4 v uzavřeném prostoru a následnému vystavení osob účinkům těchto plynů. Riziko pro lidské zdraví mimo bezprostřední okolí injektážního místa je prakticky zanedbatelné, neboť uvolňující se CO2 i CH4 by se rozptýlil do atmosféry v nízkých koncentracích pod prahem škodlivosti pro lidi. Žádná forma úniku, ani náhlé a prudké uvolnění, by pak s největší pravděpodobností nepředstavovala riziko pro Lanžhot jako nejbližší sídelní útvar. Křivka rozptylu CO2 za předpokladu scénáře náhlého intenzivního úniku je uvedena na obr. 5-6. Při únicích tohoto rozsahu by výstup plynů na povrchu neměl žádný vliv na zdraví lidí ani životní prostředí v důsledku nebezpečných koncentrací; koncentrace obou plynů by se udržely pod hladinou 0,25 %. Na tomto místě je však třeba zdůraznit, že zde uvažované scénáře vycházejí pouze z předpokladů pro pilotní projekt a že u hodnot množství unikajícího CO2 panuje určitá nejistota (viz projektový výstup V4.2). Pro dosažení nebezpečné koncentrace například ve  vzdálenosti 25 metrů po větru od zdroje by objem unikajícího plynu musel dosahovat zhruba hodnot 400 t/den v případě CO2, resp. 1200 t/den v případě CH4. Likvidace případného náhlého úniku plynů by mohla být značně nákladnou záležitostí. Historická data v této souvislosti ukazují, že náklady na likvidaci náhlého úniku se pohybují v rozmezí 50–90 mil. USD i více a náklady na sanaci úniků z vrtů mohou dosáhnout až 4,5 mil. USD na vrt (v prostředí NCS). V souvislosti s možností úniku plynů z likvidovaných vrtů byly vzhledem ke své poloze jako pro životní prostředí rizikovější identifikovány následující vrty: • vrty v území evropsky významné lokality a ptačí oblasti Natura 2000, resp. plošně téměř identické biosférické rezervace UNESCO (např. Br-68, Br-71, Br-72, Br-73, Br-74, Br-75, Br-76, Br-77, Br-80 a Br-85), • vrty nacházející se podél nadregionálního biokoridoru (Br-27 a Br-52), • vrty nacházející se v prostoru dálkového migračního koridoru pro velké savce (Br-44, Br-59, Br-62, Br-68, Br-80). Rizika související s dopravou Podle zadání pilotního projektu (viz kap. 4) byly analyzovány dvě varianty dopravy CO2. V prvním případě se jednalo o dopravu CO2 pomocí cisteren, ve druhém pomocí potrubí. Při dopravě CO2 cisternami byly detailně analyzovány manipulace s CO2 během nakládání, přepravy a vypouštění. Zjednodušeným způsobem byla analyzována trasa přepravy i vlastní zařízení sloužící k přepravě. Při dopravě CO2 potrubím byly stanoveny spolehlivostní charakteristiky desítek komponent a také lidské činnosti související se zajištěním bezpečné přepravy. Pro oba typy dopravy se jedná o 16 různých typů činností obsluhy. Při dopravě potrubím byl analyzován vliv požárů a seismických událostí na spolehlivost komponent. Frekvence vzniku požáru, která ovlivňuje spolehlivost komponent, byla stanovena na 2,0 x 10–2 za rok. Na základě křivek porušení byla stanovena frekvence poškození technologie účinky seismicity. Frekvence poškození technologie od seismické události je 1,2 x 10–2 za rok. Je nutné zdůraznit, že získané výsledky jsou pouze ilustrativní a platí pro hypotetickou technologii, prozatím bez konkrétních realizačních plánů. 5.4 Vyhodnocení rizik Nejpravděpodobnější scénář úniku fluid z úložiště je únik podél likvidovaného vrtu. V době realizace projektu na silnou korelaci mezi propustností cementového mostku a rychlostí úniku CO2, jakož i silnou nepřímou úměru mezi menší mocností cementového mostku a vyššími úniky. Pouze u nejhoršího kombinovaného scénáře předpokládajícího kompletní degradaci materiálu cementového mostku v kombinaci s jeho mocností menší než 5 m by únik CO2 (v případě úniku přes tento mostek) byl větší než 100 kg/rok; přesto by se stále držel pod hranicí 1 t/rok. Injektážní vrty – simulace náhlých intenzivních úniků K náhlému intenzivnímu úniku (tzv. blowout) látek z injektážních vrtů může dojít buď při jejich hloubení, nebo během provozu. V prvním případě hrozí pouze únik ropy a zemního plynu (CH4), v případě druhém pak přichází v úvahu též únik CO2. Maximální rozsah takto uvolněných látek by byl do značné míry dán umístěním injektážních vrtů. V případě výronu z oblasti nasycené plynem lze očekávat únik o několik řádů vyšší nežli při výronu z oblasti nasycené ropou, kde by se plyn uvolňoval v rámci dvoufázového proudění. Očekávaná rychlost náhlého intenzivního úniku ropy se pohybuje na úrovni 75 m3/den při maximální předpokládané rychlosti 265 m3/den. V případě dvoufázového úniku ropy i plynu z oblasti nasycené ropou, který je v tomto případě uvažován, leží očekávaná (střední) hodnota výronu plynu na úrovni 2 650 Sm3/den (cca 1,9 t/den) při maximu 9 350 Sm3/den (cca 6,7 t/den), jak je patrno z obr. 5-5. V případě CO2 lze při uvažované přítomnosti roztoku ropa/CO2 a za předpokladu, že při náhlém úniku zůstane přibližně zachován poměr CO2 k zemnímu plynu, tedy při použití poměru 0,83, očekávat průměrnou hodnotu úniku zhruba 2 200 m3/d (tzn. ca. 4,3 t/d při 20 °C a tlaku 1 atm) a maximum přibližně 7 760 m3/d (tzn. ca. 15,3 t/d při 20°C a 1 atm). Statistiky z vrtů na kontinentálním šelfu ukazují, že doba potřebná na zvládnutí náhlého intenzivního úniku uhlovodíků se pohybuje mezi 0,5 a 5 dny, lze nicméně předpokládat, že zvládnutí v případě CO2 by mohlo trvat déle, protože dnes známé techniky zvládání náhlých úniků jsou vypracovány především pro ropné a plynové vrty. Za předpokladu výše uvedených hodnot rychlosti náhlých intenzivních úniků a jejich trvání by se množství uvolněné látky pohybovalo v rozmezí 25–1 000 m3 v případě ropy, 1 300–47 000 m3 (1–33,5 t) v případě CH4 a 1 100–38 000 m3 (2–76,7 t) v případě CO2. Chování CO2 a jeho postinjektážní reakce s ropou v úložišti jsou nicméně zdrojem nejistoty, jež by měla být zohledněna. Předchozí údaje vycházejí z předpokladu, že CO2 se po uložení rozpustí v ropě a po uvolnění během náhlého intenzivního úniku se opět oddělí. Pokud by náhlý únik CO2 probíhal spíše jako náhlý únik z úložiště nasyceného plynem, byla by rychlost uvolňování alespoň po určitou kratší dobu výrazně vyšší nežli v případě úniku z prostředí nasyceného ropou. Odhady založené na modelech vytěžitelnosti plynu při použití PVT (tlak–objem–teplota) vlastností CO2 a dostupných charakteristik rezervoáru naznačují teoretický potenciál až 1,1 milionu m3/den. Tento potenciál je řádově podobný odhadům uvolnění CH4 při náhlém úniku z vrtu Br-64 v minulosti, tzn. přibližně 1,8 milionu m3/den. I zde platí, že skutečný potenciál by silně závisel na množství CO2 injektovaného v okamžiku náhlého úniku a rychlosti poklesu tlaku v rezervoáru v důsledku uvolňování plynu. Posouzení následků Hlavní rizika pro zdraví lidí pramení z náhlého a prudkého úniku CO2 nebo CH4, který může způsobit vážné zranění nebo smrt pracovníků v místě injektáže. Kromě posuzovaných scénářů úniku existují též další zdroje rizik související s provozem injektážního zařízení, namátkou například uchovávání plynů či tekutin ve stlačeném stavu, riziko výbuchu nebo využívání těžkých strojů. Lze předpokládat, že i pro injektážní místa na ložisku LBr-1 by v tomto ohledu pravděpodobně byla relevantní statistická míra fatality ve výši 10–3 na lokalitu a rok. Obr. 5-5 Potenciální množství uvolněného plynu (CH4) v případě náhlého úniku z aktivního vrtu při výronu z oblasti nasycené ropou. Obr. 5-6 Rozptyl CO2 a CH4 v případě náhlého intenzivního úniku o objemu 6 700 kg/den (CH4) a 15 300 kg/den (CO2). Na vodorovné ose je vzdálenost od místa úniku směrem po větru v metrech; na svislé ose koncentrace plynu v %. 6160 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 5 . P O S O U Z E N Í R I Z I K jasněn stav vrtů, pro které aktuálně není k dispozici potřebná dokumentace. Při hodnocení rizik souvisejících s dopravou byly hodnoceny dvě kategorie. Jedna související s ekonomickými následky (riziky), které vyplývají z přerušení činnosti technologie v důsledku poruchy zařízení a znemožnění plnění projektované funkce. Druhá kategorie souvisí s rizikem ohrožení zdraví obyvatelstva v důsledku úniku CO2 během transportu. Pro oba způsoby dopravy a obě kategorie hodnocených rizik bylo vytvořeno několik scénářů. Pro vyjádření rizik spojených s dopravou CO2 z místa zdroje do místa ukládání byla vytvořena matice rizika, ve které jsou uvedeny pravděpodobnosti a důsledky pro každý uvažovaný scénář. Z matice rizika vyplývá, že všechny uvažované scénáře jsou v akceptovatelné oblasti, a to i přesto, že mnohé přijaté předpoklady jsou značně konzervativní. Největší následky by mohly vzniknout při dopravě cisternou a její katastrofické havárii v hustě osídlených oblastech. Nicméně frekvence vzniku této události je vzácná. Z výsledných hodnot rovněž vyplývá, že vliv na zdraví v důsledku úniku CO2 z technologií na trase od místa vzniku do místa uložení (vrt) vykazuje téměř shodnou frekvenci vzniku pro oba typy transportu CO2 (transport automobilovou cisternou, transport potrubím). Porovnání ekonomických rizik a rizik vlivu na zdraví mezi oběma způsoby dopravy není možné provést zcela jednoduše, protože oba typy dopravy jsou dimenzovány na zcela jiná přepravovaná množství. Bez uvažování těchto rozdílů vychází riziko při dopravě cisternami lépe (ca 8x), nicméně roční dopravovaná množství se liší o více než dva řády. Pokud by se riziko vztáhlo hypoteticky na přepravenou tunu CO2, pak by potrubní varianta byla více než o jeden řád rizikově bezpečnější. CO2CARE (2012): CO2 Site Closure Assessment Research, Deliverable D2.5: Report on Analytical Computation of Leakage on a Cement Plug, February 2012. ISO (2009): ISO 31000:2009 – Risk Management – Principles and Guidelines. V4.1 Zpráva – výsledky identifikace rizik V4.2 Zpráva – výsledky analýzy rizik V4.3 Závěrečná zpráva o hodnocení rizik nebyla většina starých likvidovaných vrtů na ložisku relikvidována moderními postupy; panuje tedy nejistota ohledně jejich integrity. Zvláštní obavy v tomto směru panují u vrtů Br-62 a Br-64, u nichž v 60. letech minulého století došlo k náhlým únikům (erupcím). Některé likvidované vrty též nesplňují nové předpisy na utěsnění a jiné je splňují pouze s obtížemi. Rizikovým scénářem s nejvážnějšími následky je náhlý intenzivní únik během výstavby nebo provozu injektážního nebo monitorovacího vrtu. Takováto událost by potenciálně mohla mít vážné až fatální následky ve všech zvažovaných ohledech. Zároveň však platí, že pravděpodobnost takovéhoto scénáře je statisticky poměrně nízká (< 10–4), v případě ložiska LBr-1 pak nejspíše ještě nižší, neboť ložisko je dobře prozkoumáno a zmapováno. Výskyt nepředvídaných událostí však pochopitelně zcela vyloučit nelze. Provedené simulace úniků skrze cementové mostky likvidovaných vrtů ukazují velmi nízké hodnoty průtoku. Aby byl efekt skutečně znatelný, muselo by dojít ke značnému porušení mostků nebo spojů tak, aby vznikl volný prostor umožňující proudění. Vzhledem k pojetí hlavních bariér vrtu (pažení, cementový mostek, zapažnicová cementace), kde např. u relikvidovaných vrtů byl zacementován téměř celý stvol vrtu (celá délka vrtu), by následky úniku byly nevýznamné. Simulace rovněž naznačují, že pozitivních výsledků a posunu stavu vrtu z běžného do dobře profilovaného stavu lze dosáhnout snížením propustnosti cementu (např. při relikvidaci). Toto opatření má pravděpodobně větší efekt nežli zvětšování mocnosti cementových mostků. Na druhé straně mostky o menší mocnosti by byly náchylnější např. vůči degradaci cementu. Další zvažované scénáře úniku se nejeví jako příliš pravděpodobné, ani nepředstavují riziko významných následků. Těsnicí vlastnosti krycí horniny byly dostatečně ověřeny během doby produktivní těžby ložiska; nebyly zjištěny ani žádné pravděpodobné scénáře úniku podél zlomů, jež bez výjimky končí hluboko pod povrchem a těsní. Úniky u takovýchto scénářů by nejspíše znamenaly rychlost uvolňování CO2 nižší nežli rychlost respirace půdou. Co se týče způsobu likvidace vrtů na ložisku LBr-1, byly podle dostupných informací všechny vrty vystrojeny perforovaným pažením. Více než polovina vrtů splňuje dnešní požadavky na izolaci podle příslušných předpisů jak co do mocnosti cementového mostku, tak i požadavku úplného utěsnění perforací (obr. 5-7). Zároveň však platí, že u 13 % zkoumaných vrtů nebyl k dispozici dostatek dokumentace pro posouzení jejich stavu, tudíž mohou a nemusí splňovat platné požadavky. Zhruba 30 % vrtů předpisy nesplňuje – dva z těchto případů jsou navíc poněkud překvapivě vrty relikvidované (Br-54 a Br-71). Tato skutečnost může být důsledkem změny předpisů oproti datu relikvidace, případně odlišné interpretace parametrů nutných pro splnění požadavků. Ostatní nevyhovující vrty mají nedostatečnou mocnost mostků (Br-62, Br-73, Br-85 a Br-89),zůstalyu nichneutěsněnéněkteréperforace(Br-27, Br-55, Br-78, Br81 a Br-86) nebo se jedná o kombinaci obou případů (Br-45, Br-60, Br-61 a Br-65). Na základě posouzení dokumentace likvidovaných vrtů se doporučuje relikvidace všech vrtů, které nesplňují platná izolační kritéria, plus vrtu Br-64, jenž by měl být relikvidován s ohledem na to, že u něj v minulosti došlo ke třem náhlým únikům. Rovněž by měl být vyObr. 5-7 Přehled výsledků analýzy integrity likvidovaných vrtů na lokalitě LBr-1 (porovnání s platnou legislativou). LITERATURA SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 4 635 . P O S O U Z E N Í R I Z I K V rámci analýzy použitelnosti jednotlivých monitorovacích metod byla nejprve provedena rešerše mezinárodní odborné literatury se zaměřením na metody monitoringu úložišť CO2 a kritéria jejich použitelnosti. Byly prostudovány jak metody povrchové, tak metody založené na měření ve vrtech, s hloubkovým dosahem od povrchu až po hloubkový horizont vlastního úložiště. Volba monitorovacích metod vychází z povinnosti potenciálního provozovatele úložiště porovnávat skutečné chování oxidu uhličitého a vody přítomné v úložišti s chováním předpokládaným, zjišťovat závažné nesrovnalostí v chování úložiště, zjišťovat pohyb oxidu uhličitého a zjišťovat případný únik oxidu uhličitého a jeho objemu. Na základě porovnání parametrů a detekčních schopností jednotlivých metod s konkrétními podmínkami na připravovaném pilotním úložišti LBr-1 byla sestavena matice použitelnosti konkrétních monitorovacích metod. Při sestavování této matice byly využity poznatky z mezinárodních výzkumných programů a projektů (např. IEAGHG 2004, Rütters et al. 2014), a také podpůrné dokumenty k implementaci evropské směrnice č. 2009/31/ES, vydané Evropskou komisí (Association ASPEN 2009, EC 2011). Zásadní význam pro sestavení matice monitorovacích metod pro úložiště LBr-1 měl programový nástroj „Interactive Design of Monitoring Programmes for the Geological Storage of CO2“, zpracovaný Britskou geologickou službou (BGS) pro IEA Greenhouse Gas R&D Programme (http://ieaghg.org/ ccs-resources/monitoring-selection-tool1). Výsledná matice je uvedena v tab. 6-1. Jako velmi vhodné se ukázaly být některé geofyzikální metody, a to jak povrchové (seismická měření liniová – 2D i plošná – 3D), tak i geofyzikální měření ve vrtech (karotážní měření), nebo měření mezi vrty (seismická tomografie). Průběžné měření teploty a tlaku a pH ve vrtech patří k obvyklým metodám a bývá často rovněž řazeno do kategorie karotážních měření. Vhodnými metodami je jeví také použití „stopovačů“ (tracerů), tj. kontrastní látky, která umožní sledování migrace CO2 i sledování integrity krycí horniny, dále pak atmogeochemie – měření koncentrace vybraných plynů v půdním vzduchu, monitoring mikroseismů i povrchová či vrtní gravime- trie. Monitoring byl náplní Aktivity 5. Jejím hlavním cílem bylo připravit plán monitorování úložiště ve smyslu § 9 zákona č. 85/2012 o ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur. Práce sestávaly ze tří hlavních částí: • analýzy použitelnosti jednotlivých monitorovacích metod, • provedení základní etapy monitoringu úložiště (tzv. baseline monitoring) zahrnující posouzení existujících dat a realizaci terénních monitorovacích měření třemi vybranými metodami (seismologie, atmogeochemie, gravimetrie), • sestavení vlastního monitorovacího plánu úložiště LBr-1. Pro sestavení monitorovacího plánu byly využity také informace z geografické a pedologické charakteristiky lokality (Aktivita 1), výsledky statického a dynamického modelování úložiště (Aktivity 2 a 3) a výsledky analýzy rizik (Aktivita 4). 6.1 Analýza použitelnosti jednotlivých monitorovacích metod Monitoring úložiště oxidu uhličitého je jedním ze základních předpokladů pro zajištění bezpečnosti jeho provozu (včetně etapy následující po ukončení ukládání). Stěžejním bodem při přípravě těchto činností je sestavení monitorovacího plánu lokality. Tento plán musí být založen na monitorovacích metodách, které jsou osvědčené v době přípravy projektu a které odpovídají požadavkům jednotlivých etap prací na úložišti. Monitoringem jsou pořizována data o parametrech charakterizujících chování úložné struktury přinášející údaje, které jsou nejen vstupem pro sestavení statického geologického modelu úložiště, ale které zároveň slouží k popisu dynamického chování úložiště a k provádění analýzy možných rizik. Legislativní rámec pro ukládání oxidu uhličitého tvoří tyto normy: • zákon č. 85/2012 Sb., o ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur a o změně některých zákonů (transpozice směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 2009/31/ES ze dne 23. dubna 2009, o geologickém ukládání oxidu uhličitého), • zákon o geologických pracích č. 62/1988 Sb. Podle požadavků zákona č. 85/2012 Sb. je nutné v rámci monitoringu rizik věnovat zvýšenou pozornost potenciálním migračním cestám a objektům, které mají být chráněny. Jedná se zejména o místa potenciálních úniků, trhliny a zlomy, oslabená místa nebo prostory v hornině nebo ve vrtech. K problematice monitorování uvádí §9 zákona 85/2012 Sb. následující: (1) Provozovatel je povinen provádět monitorování vtláčecích zařízení, úložného komplexu a podle potřeby okolního životního prostředí za účelem: a) porovnání skutečného chování oxidu uhličitého a vody přítomné v úložišti s chováním předpokládaným v závěrečné zprávě zpracované podle zákona č. 62/1988 Sb., o geologických pracích, ve znění pozdějších předpisů, b) zjištění závažných nesrovnalostí, c) zjištění pohybu oxidu uhličitého, d) zjištěnípřípadnéhoúnikuoxiduuhličitéhoa jehoobjemu e) zjištění případných významných nežádoucích účinků na okolní prostředí, zejména na pitnou vodu, obyvatelstvo nebo uživatele okolní biosféry, f) posouzení účinnosti nápravných opatření, g) aktualizace posouzení bezpečnosti a neporušenosti úložného komplexu z krátkodobého a dlouhodobého hlediska, včetně posouzení toho, zda bude uložený oxid uhličitý zcela a trvale zadržen. (2) Provozovatel provádí monitorování podle plánu monitorování. Kritéria pro vypracování a aktualizaci plánu monitorování a pro monitorování po uzavření jsou stanovena v příloze k tomuto zákonu. (3)Provozovateljepovinenaktualizovatplánmonitorování minimálně jednou za 5 let. Provozovatel při tom zohlední změny týkající se posouzení rizika úniku, změny týkající se posouzení rizik pro životní prostředí a lidské zdraví, nové vědecké poznatky a dosažený pokrok v nejlepších dostupných technologiích. Aktualizovaný plán monitorování předkládá provozovatel obvodnímu báňskému úřadu se žádostí o změnu povolení provozu úložiště oxidu uhliči- tého. (4) Monitorováním podle tohoto zákona nejsou dotčeny povinnosti zjišťovat, vykazovat a ověřovat množství emisí skleníkových plynů podle zákon č. 383/2012 Sb., o podmínkách obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynů. Z hlediska časové posloupnosti se vyčleňují tyto monitorovací etapy: • itoring) před vlastním zahájením vtláčení a ukládání CO2 do struktury úložiště – slouží k získání komplexního obrazu o základních geologických a environmentálních charakteristikách, • průběžné operativní monitorování během etapy ukládání – slouží k zabezpečení bezproblémového procesu ukládání CO2 a pomáhá včas zabránit jakýmkoli nežádoucím situacím; umožňuje opakovaně průběžně porovnávat změny stavu úložiště a předvídat případně jeho další chování, • závěrečné monitorování při ukončení etapy ukládání, • následnémonitorovánís časovým odstupempo ukončení ukládání CO2 – má zajišťovat kontrolu nad tím, že systém se chová předpokládaným způsobem, a to i do budoucna. 6. Monitoring Cíl monitorování Metody oblak CO2 integrita krycí horniny únik CO2 migrace mimo úložiště kvantifikace seismicita 4D (opakovaná 3D) seismika xxx xxx x xxx xxx   2D seismika xx xx x xx xx   seismika mezi vrty (tomografie) xxx x   x xxx   vrtná seismika (VSP) xx x   x xx   vícesložková seismika xxx xxx   xxx xxx xx stopovače (tracery) x xxx xxx xxx x   karotážní měření x xxxx   xxx xxx   měření tlaku ve vrtu x xxx   x xxx xxx měření teploty ve vrtu x xxx   x xxx xxx chemismus fluid ve vrtu x xx xxx xx xx   měření pH ve vrtu x   xx xx xx   monitoring mikroseismů x x       xx povrchová gravimetrie       xx xx   měření koncentrace půdních plynů x xx x x inSAR (satelitní interferometr)   x       x infračervený laser     x       Eddy kovarinace (atmosf. CO2)   x x       infračervený analyzátor plynů   x x       povrchový tok plynů   x x       letecká spektrometrie (chlorofyl)   x x       geochemie fluid     x       mikrobiologický monitoring     x       sklonoměr (tiltmeter)           x Tab. 6-1 Matice použitelnosti monitorovacích metod na Lokalitě LBr-1 – metody jsou seřazeny shora dolů podle významnosti pro lokální monitorovací plán. 6564 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 5 . P O S O U Z E N Í R I Z I K schopnosti a dosažení lepších podmínek pro lokaci ohniska případného seismického jevu, zejména jeho hloubky. V zájmovém území LBr-1 jsou obecně špatné podmínky pro seismologická měření, které zapříčiňují nízkou detekční schopnost měřicího bodu LANA, proto byl měřicí bod RADA instalován mimo tuto lokalitu, v místě, kde jsou poněkud lepší podmínky pro měření. Monitorování s kontinuálním záznamem seismického signálu probíhalo po dobu 6 měsíců od 15. 4. 2015 do  9. 9. 2015 na bodě LANA a od 4. 8. 2015 do 16. 10. 2015 na bodě RADA. Pro instalaci měřicích bodů byly využity betonové skruže s betonovým uzamčeným poklopem (obr. 6-2). Seismometry byly orientovány a ustaveny na dně výkopů po odstranění svrchních půdních horizontů a zasypány. Ze zpracování provedených měření vyplývá, že podmínky pro seismologická pozorování v lokalitě LBr-1 jsou komplikované zejména z následujících důvodů: 1. Vysoká úroveň civilizačního rušení. Lokalitou prochází trasa dálnice, železnice a tranzitního plynovodu. Území je hustě osídlené a hospodářsky využívané. 2. Sedimentární výplň vídeňské pánve představuje prostředí složitého šíření seismických vln. Pasivní seismická pozorování komplikuje kontrastní průběh seismických parametrů sedimentárních hornin. V důsledku toho může docházet k obtížně popsatelným jevům jako je rozptyl a reverberace seismických vln. 3. Na málo zpevněné sedimenty při povrchu, zejména na kvartér údolní nivy, se váže složitý komplex poruchových vln různého původu (v úvahu přichází několik typů povrchových vln, frekvenčně závislý amplifikační efekt, disperze seismických vln aj.), které ztěžují čitelnost seismického záznamu. Poruchové vlny vázané na povrch vykazují značnou amplitudu. 4. Není k dispozici dostatek experimentálních dat pro odvození přesnějších údajů např. o útlumu seismických vln, rychlostech seismických vln ve větších hloubkách, prostupu seismických vln mezi sedimentární výplní a podložím pánve a šíření příčných vln v málo zpevněných zvodnělých sedimentech. Pro spolehlivé monitorování slabších seismických jevů je proto potřeba uvažovat o použití pokročilejších metod mikroseismického monitoringu ve vrtních a mnohokanálových variantách. V komplikovaných podmínkách modelové lokality LBr-1 nelze dosáhnout lepší citlivosti jednoduchým způsobem seismologického monitoringu s použitím jen několika jednotlivých snímačů rozmístěných na povrchu kolem sledovaného objektu. Atmogeochemický monitoring V rámci atmogeochemického monitoringu v období 2015–2016 prováděli pracovníci ČGS na 31 místech lokality LBr-1 terénní měření CO2 a metanu pomocí přenosného přístroje Ecoprobe 5. V období od března do října 2016 pak bylo na 4 vybraných místech prováděno i kontinuální měření automatickými stanicemi IGS s intervalem vzorkování 1 hod. Poloha měřících stanovišť je vynesena v mapě půdních typů na obr. 6-3. Z hodnot naměřených pomocí Ecoprobe 5 byla s použitím programu Surfer sestrojena mapa izolinií obsahu oxidu uhličitého v půdním vzduchu – viz obr. 6-4. 6.2 Základní etapa monitoringu úložiště Práce na základní etapě monitoringu úložiště LBr-1 spočívaly jednak v posouzení a využití již existujících dat získaných a zpracovaných v rámci Aktivit 1–4, jednak v  provedení nových terénních monitorovacích měření uskutečněných na lokalitě i v jejím okolí v letech 2015–2016 třemi vybranými metodami. Jednalo se o: • seismologický monitoring, • atmogeochemický monitoring, • gravimetrický monitoring. Seismologický monitoring Cílem základní etapy seismologického monitoringu bylo posouzení ohrožení integrity úložiště a doprovodné infrastruktury silnějším zemětřesením v blízkosti lokality. Práce, které uskutečnil ÚFZ sestávaly z ověření podmínek pro seismologická měření na celkem 11 místech, pořízení několikaměsíčního kontinuálního záznamu seismického signálu na měřících bodech v blízkosti pilotní lokality LBr-1 (stanice LANA a RADA – viz níže) a zpracování a interpretace naměřených dat. Pro ověření seismologických podmínek v oblasti lokality a jejího okolí byla provedena série krátkých měření seismického šumu na 11 různých místech s cílem zdokumentovat možnosti pro měření a vybrat vhodné měřicí body. Měření probíhalo ve dvou okruzích kolem centra modelové lokality LBr-1, v užším okruhu do 10 km a v širším okruhu (obr. 6-1). Úkolem měření v užším okruhu, označených L1 až L7, bylo ověřit podmínky pro realizaci seismologických měření v různých částech modelové lokality. Úkolem měření v širším okruhu, označených R1 až R4, bylo vyhledání míst s výhodnějšími seismogeologickými podmínkami pro registraci seismických jevů, a to i za cenu větší vzdálenosti od modelové lokality. Měření bylo provedeno seismologickými registračními aparaturami Quanterra Q330 a RefTek 130 s třísložkovými seismometry Sensor PE-6, Lennartz Le-1-3D lite a Geosig VE-53. Pro umístění snímače byla vždy odstraněna svrchní část ornice, v případě potřeby s dalším výkopem do hloubky až 60 cm. Snímač byl ustaven na dně výkopu s orientací podle kompasu a zpravidla zasypán. K dlouhodobému kontinuálnímu monitorování seismicity v okolí pilotní lokality LBr-1 byly využity (vedle stálých existujících stanic seismologických pozorovacích sítí v regionu) dva nově zbudované lokální seismologické měřicí body – LANA a RADA (obr. 6-1). Účelem měření na těchto stanicích mělo být zvýšení detekční Obr. 6-1 Situace lokalit, kde byla provedena měření seismického šumu, a měřících bodů LANA a RADA. < Obr. 6-2 Instalace měřicího bodu RADA v betonové skruži. Obr. 6-3 Mapa půdních typů s lokalitami atmogeochemického měření pomocí přenosného přístroje Ecoprobe 5 a měřícími stanovišti stacionárních automatických stanic IGS. 6766 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 5 . P O S O U Z E N Í R I Z I K pouze na vybraných pevně zbudovaných stanovištích, což by ovšem vyžadovalo provádění stavebních prací (kupříkladu Zeměměřický úřad provádí stabilizaci opěrných gravimetrických bodů do země zapuštěným pilířem tvaru čtyřbokého komolého jehlanu, který je zděný z lomového kamene a cementové malty). Na zájmové lokalitě pilotního úložiště LBr-1 by bylo potřeba zbudovat alespoň 5 monitorovacích stabilizovaných gravimetrických stanovišť přímo nad úložištěm a dalších 5 stanovišť mimo úložiště, ve vzdálenosti cca 2–3 km. Vzhledem k poměrně malému množství uloženého CO2, které se předpokládá v rámci základního scénáře pilotního projektu, a s přihlédnutím k hloubce ukládání zhruba 1000 m pod povrchem, je očekávaný záporný tíhový účinek injektovaného CO2 velmi malý. Je proto nejisté, zda jej bude možno gravimetrickým monitorováním na povrchu spolehlivě indikovat. Použitelné výsledky by tak pravděpodobně mohl přinést spíše gravimetrický monitoring prováděný ve speciální vrtní variantě – gravimetrické měření prováděné ve vrtu. 6.3 Monitorovací plán úložiště Sestavení Monitorovacího plánu úložné lokality je nezbytným předpokladem pro vybudování, provozování a následné bezpečné uzavření úložiště oxidu uhličitého. Monitoringem jsou pořizována data o parametrech charakterizující úložnou strukturu i změny jejího chování v čase, která zároveň přinášejí podklady k analýze možných rizik spojených s ukládáním CO2. Z hlediska časové posloupnosti představuje první fázi monitorování základní (baseline) monitoring, který se uskutečňuje před vlastním zahájením vtláčení a ukládání CO2 do struktury úložiště a který slouží k získání komplexního obrazu o geologických a environmentálních atributech úložné lokality. Následující fází je moVýsledky měření automatických stanic byly vyhodnoceny formou časových řad. Na obr. 6-5 jsou znázorněny obsahy CO2 v měsících březen–listopad 2016.Vedle měřených obsahů CO2 a metanu jsou uvedeny také teplota v půdě (měřená automatickou stanicí), teplota vzduchu, barometrický tlak ovzduší a relativní vlhost vzduchu (údaje převzaté z meteostanice ČHMÚ Lanžhot). Výsledky atmogeochemického monitorování ukazují zvýšené obsahy CO2 (40  000–70 000 ppm) v letních měsících, a to v lokalitách nad ložiskem ropy a zónou nadhydrostatických tlaků plynu (Br-62 a Br-64). Naopak v chladném období tvorba mikrobiálního CO2 klesá obsah na úroveň stovek až prvních tisíců ppm. Dosažené výsledky potvrzují, že při atmogeochemickém monitoringu je nezbytné věnovat velkou pozornost správnému stanovení výchozího stavu (baseline). Je při tom třeba brát v úvahu jak denní a sezónní variace obsahu CO2 v půdním vzduchu, tak i změny laterální, souvisící se situací měřících stanovišť. Metodické aspekty atmogeochemického monitoringu byly řešeny v rámci metodického výzkumu v Aktivitě 7 (viz kap. 8.4). Gravimetrický monitoring Předmětem gravimetrického monitorování je detekování lokálních časových variací hustot hornin nebo fluid ve svrchních částech zemské kůry opakovaným měřeními tíhového zrychlení, které je odrazem distribuce hmot v Zemi. Tímto měřením lze obecně indikovat také gravitační účinek CO2 injektovaného do podzemního úložiště. Rozhodujícími faktory jsou hustota nádržních hornin, hloubka úložiště a jeho velikost (kapacita), množství uloženého CO2, a také tlakově-teplotní podmínky v úložné struktuře. Gravimetrické monitorování spočívá v opakovaném měření tíhového zrychlení na pozorovacích stanovištích, která jsou situována nad úložnou strukturou. V rámci základního monitoringu (před injektáží CO2 do úložiště LBr-1), může být tíhové zrychlení ovlivňováno pouze sezónními hydrologickými vlivy, k nimž náleží sezonní atmosferické srážkové úhrny, kolísání hladiny podzemní vody a změny obsahu půdní pórové vody v horninách, které se nacházejí nad hladinou podzemní vody. V oblasti pilotní struktury LBr-1 bylo nad úložnou strukturou pracovníky partnera Miligal situováno a pomocí geohřebů stabilizováno celkem 204 gravimetrických stanovišť (obr. 66). Souřadnice stanovišť byly určeny pomocí GPS, nadmořská výška stanovišť byla změřena geometrickou nivelací. Na těchto stanovištích bylo realizováno opakované měření tíhového zrychlení digitálním gravimetrem Scintex Autograv CG-5. Monitorovací gravimetrické měření se uskutečnilo v období 11.–22. dubna 2016 a poté znovu v období 19.–26. září 2016. Cílem bylo zjistit případné dílčí variace tíhového zrychlení vyvolané sezonními hydrologickými vlivy. Přesnost měření tíhového zrychlení může být negativně ovlivněna několika vlivy: • rušivými účinky pocházejícími z blízkých topografických hmot (tento vliv je v rovinaté zájmové oblasti zanedbatelný), • vibracemi a otřesy (zájmová lokalita je poměrně nepříznivě ovlivňována provozem na dálnici Brno-Břeclav-Bratislava, která probíhá přímo nad pilotním úložištěm LBr-1), • nedokonalou stabilizací tíhových stanovišť (část měřících stanovišť na LBr-1 byla vytyčena na nezpevněných lesních cestách a poškozena činností těžké lesní techniky). Díky dvěma posledním vlivům dosáhla střední chyba tíhových měření hodnot 0,008 mGal v dubnu 2016 a 0,005 mGal v září 2016, což nedovolilo spolehlivě určit účinek sezónních hydrogeologických vlivů. Ukázalo se, že gravimetrický monitoring na lokalitě LBr-1 je díky rušivým vlivům realizovatelný pouze s obtížemi. Povrchová měření by bylo žádoucí provádět Obr. 6-4 Mapa izolinií obsahu CO2 v půdním vzduchu v období červen–srpen 2016. Čísla lokalit odpovídají číslům zlikvidovaných vrtů Br-xx, k – kontrolní vrty, d – doplňková měření. Obr. 6-5 Časová závislost obsahu CO2 v půdním vzduchu v období červen–listopad 2016 v lokalitách vrtů Br-62, Br-64 (nad ložiskovou akumulací plynu), Br-27 a Br-71 (mimo ložisko). < Obr. 6-6 Situace gravimetrických monitorovacích stanovišť. 68 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 7.1 Posouzení střetů zájmů Geologické ukládání oxidu uhličitého se řídí zákonem č. 85/2012 Sb., o ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur a o změně jiných zákonů. I když se na pilotní projekty ukládání CO2 (uložené množství CO2 menší než 100 000 tun) tento zákon nevztahuje, pro přípravné geologické práce (ve smyslu geologického zákona č. 62/1988 Sb.) je nutné prověřit, zda se tyto geo­logické práce nedotýkají zájmů chráněných zvláštními předpisy – tedy jinými zákony, vyhláškami a nařízeními vlády či ministerstev. Vyhledávání, zjišťování a řešení těchto „zájmů chráněných zvláštními právními předpisy“ je obecně nazýváno jako řešení střetu zájmů, které bylo v projektu posouzeno pro potenciální projekt geologických prací pro strukturu LBr-1 jako možného pilotního úložiště oxidu uhličitého. Možné střety zájmů byly rozděleny do několika skupin podle typu chráněných zájmů. Do první skupiny řadíme střety s ochranou přírody (včetně lesů a zemědělské půdy), do druhé skupiny střety s ochranou vod (povrchových i podzemních), do třetí skupiny střety s ochranou nerostného bohatství a do čtvrté skupiny pak střety s ochranou liniových staveb. Ochrana přírody Ochraně přírody na lokalitě LBr-1 a v jejím širším okolí se velmipodrobněvěnujevýstupV1.3.Celázájmováplocha lokality LBr-1 leží v biosférické rezervaci UNESCO„Dolní Morava“, tvořené komplexem lužních lesů a luk. Z chráněných území, začleněných do soustavy Natura 2000, zasahuje do území lokality LBr-1 ptačí oblast Soutok – Tvrdonicko. Lokalita LBr-1 zasahuje dále do evropsky významné lokality soustavy Natura 2000 Soutok – Podluží (komplex lužních lesů a luk). V blízkosti lokality LBr-1 leží mokřady chráněné Ramsarskou úmluvou (Mokřady dolního Podyjí II). Kromě mezinárodně významných chráněných území se v širším okolí lokality LBr-1 nacházejí i území chráněná národní legislativou, a to Národní přírodní rezervace Ranšpurk a Cahnov – Soutok a Přírodní rezervace Stibůrkovská jezera. Tyto rezervace leží poměrně daleko od vlastní lokality LBr-1, takže při uvažovaných aktivitách souvisících s pilotním projektem se nepočítá se vstupem ani do jejich ochranných pásem. Ochrana vod Z hlediska potenciálních střetů zájmů s ochranou vod je pro lokalitu LBr-1 nejdůležitější existence chráněné oblasti přirozené akumulace vod (CHOPAV) „Kvartér řeky Moravy“, do které LBr-1 zasahuje. Státní správu zde podle vodního zákona vykonávají vodoprávní úřady a Česká inspekce životního prostředí. Vodoprávními úřady jsou mj. krajské úřady, které se vyjadřují k aktivitám v záplavových územích, a to i v neaktivní části záplavových území, což je případ zájmového území lokality LBr-1. Při projektování geologických prací bude nutné vyžádat si stanovisko krajského úřadu pro práce v záplavovém území a v CHOPAV. Ochrana nerostného bohatství Ochranou nerostného bohatství se podle horního zákona rozumí ochrana ložisek vyhrazených nerostů. Přibližně 2 km na západ od lokality LBr-1 se nachází výhradní plocha ložiska ropy a plynu „Lanžhot – sever“. Toto ložisko je v současnosti těžené v rámci dobývacího prostoru (DP) Lanžhot II. Vzhledem k malé ploše tohoto DP na povrchu (1 ha) a geologické situaci nepředpokládáme střet zájmů. Ve vzdálenosti více než 4 km od lokality LBr-1 se nachází ložisko ropy a plynu „Lanžhot“ (DP Lanžhot). Vzhledem k dostatečné vzdálenosti ani zde nepředpokládáme střet zájmů. Vlastní lokalita LBr-1 leží na ploše ložiska „Lanžhot-Brodské“ (DP Lanžhot I). Intenzivní těžba ropy a zemního plynu v tomto dobývacím prostoru skončila v šedesátých letech minulého století, v roce 2001 se zde vytěžilo posledních 200 tun ropy. Zásoby uhlovodíků na tomto ložisku byly formálně odepsané v roce 2004 a DP byl zrušen v listopadu 2016. V současné době tedy toto území nepodléhá žádné ochraně tohoto typu. Pro účely projektu byly kromě ochrany nerostného bohatství posouzeny rovněž potenciální střety zájmů související s potenciálním využitím lokality LBr-1 jako podzemního zásobníku plynu, případně zdroje geotermální energie. V současnosti a ani výhledově se neuvažuje o využití volného objemu ložiska po ukončení těžby uhlovodíků pro účely podzemního zásobníku plynu. Využití lokality LBr-1 jako zdroje geotermální energie není perspektivní vzhledem k relativně nízkému tepelnému gradientu. Lokalita leží mimo oblasti vyčleněné jako vhodné pro využití geotermální energie, proto se využití lokality LBr-1 jako zdroje geotermální energie nepředpokládá a nebylo tudíž ani zařazeno mezi střety zájmů. Ochrana liniových staveb Důležité jsou naopak střety zájmů s ochranou liniových staveb. Lokalitou LBr-1 prochází dálnice D2 (Brno–Bratislava, evropská silnice E 65), která protíná celou lokalitou od severu na jih. Severní částí lokality LBr-1 prochází dvoukolejná elektrifikovaná železniční trať Břeclav–Kúty (č. 250). Jak dálnice D2, tak i trať 250 mají mezinárodní charakter a jsou částí transevropské dopravní sítě TEN-T (východní a východo-středomořský koridor, dálnice D2 i baltsko-jadranský koridor) a Panevropského dopravního koridoru IV (E – C 61). Vzhledem k velikosti ochranného pásma dálnice (100 m) a železnice (60 m) představují tyto stavby hlavní střed zájmů na lokalitě. nitorování úložiště během vlastní procesu injektáže a ukládání CO2, třetí fází je monitoring v okamžiku uzavírání úložiště a konečně čtvrtou fázi monitoringu provádí provozovatel po dobu 20 let po uzavření úložiště (poté lze za předpokladu splnění všech zákonných podmínek předat povinnosti související s monitorováním a s prováděním nápravných opatření na obvodní báňský úřad). Na základě požadavků kladených na monitoring úložiště platnou legislativou a po zohlednění výsledků získaných v rámci aktivit projektu REPP-CO2 bylo v Monitorovacím plánu navrženo využití níže uvedených monitorovacích metod a sledování těchto parametrů: 1/ Měření ve vrtech Injektážní vrt: – prchavé emise CO2 z vtláčecího zařízení, – objemový tok CO2 v ústí vtláčecího vrtu, – tlak a teplotaCO2 v ústí vrtu (za účelem stanovení hmotnostního průtoku), – chemická analýza vtlačovaného materiálu. Monitorovací vrty: – tlak a teplota v úložišti pro stanovení skupenských přeměn a stavu CO2 (metody termometrie, Distributed Acoustic Sensing/DAS/ a Distributed temperature sensing/DTS/), – průběh vrtu v prostoru, odklon osy vrtu od svislice (metoda inklinometrie), – elektrický odpor kapaliny ve vrtu (metoda rezistivime- trie), – zdánlivý měrný odpor hornin (odporová nebo indukční karotáž), – objemová hustota, pórovitost hornin, kapalina v pórech (hustotní karotáž, neutron-neutron karotáž), – litologické členění sedimentárních vrstev-zastoupení jílovité frakce, stupeň porušení (gama karotáž, akustická karotáž), – vertikální seismické profilování. 2/ Měření na povrchu nad úložištěm LBr-1 a v jeho širším okolí: – kontinuální seismologický monitoring vybraných sta- novišť, – opakovaná plošná 3D seismická měření nad úložištěm (tzv. 4D seismika), – kontinuální atmogeochemická registrace obsahů CO2 a CH4 na vybraných stanovištích, – opakovaná bodová gravimetrická měření vybraných stanovišť. Monitorovací plán je obsahem projektového výstupu V 5.8. Obsahuje podrobný technický popis jednotlivých metod a metodiky jejich uplatnění; je rozpracován pro všechny základní fáze monitoringu. LITERATURA SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 5 Association ASPEN (2009): Support to the Introduction of the Enabling Legal Framework on Carbon Dioxide Capture and Storage (CCS). AEA Technology plc, Didcot. EC (2011): Implementation of Directive 2009/31/EC on the Geo­logical Storage of Carbon Dioxide. Guidance Document 2: Characterisation of the Storage Complex, CO2 Stream Composition, Monitoring and Corrective Measures. European Communities, Brussels. IEAGHG(2004): Overview of Monitoring Requirements for Geological Storage Projects, Report No PH4/29, November 2004. RüttersH.–MöllerI.–MayF.–FlornesK.–HladikV.–ArvanitisA.– Gülec N. – Bakiler C. – Dudu A. – Kucharic L. – Juhojuntti N. – Shogenova A. – Georgiev G. (2013): State-of-the-art of monitoring methods to evaluate storage site performance. CGS Europe Key Report, May 2013. V5.1 Zpráva o provedené analýze použitelnosti jednotlivých monitorovacích metod V5.2 Dílčí plán základní etapy monitoringu pro atmogeochemii a seismologii V5.3 Finální plán základní etapy monitoringu úložiště V5.4 Datový soubor s výsledky základní etapy atmogeochemického monitoringu V5.5 Zpráva o provedené základní etapě atmogeochemického a gravimetrického monitoringu V5.6 Datový soubor s výsledky základní etapy seismologického monitoringu V5.7 Zpráva o provedené základní etapě seismologického mo- nitoringu V5.8 Monitorovací plán úložiště 7. Scénáře dalšího rozvoje úložiště a technologie CCS v oblasti 7170 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 7 . S C É N Á Ř E D A L Š Í H O R O Z V O J E Ú L O Ž I Š T Ě A   T E C H N O L O G I E C C S V   O B L A S T I Integrovaného registru znečišťování) a jejich potenciálu z hlediska složení exhalací, procentuálního podílu CO2 atd. V případech identifikace dobrých předpokladů zdroje emisí pro aplikaci technologie zachytávání CO2 (např. některé chemické výroby s vysokou koncentrací CO2 v odpadním plynu) byla se zástupci těchto zařízení vedena osobní jednání za účelem získání podrobnějších informací a prodiskutování možností využití produkovaného CO2 (viz výstup V6.2). Využití CO2 potravinářské kvality Pro posouzení možnosti využití CO2 potravinářské kvality byl osloven jeden z významných dodavatelů technických plynů v České republice, a to firma Linde Gas. Oxid uhličitý řadí tato firma mezi tzv. technické plyny a získává jej jak z přírodních ložisek, tak i z chemických provozů. Pro předpokládané množství CO2 ve výši 70 000 t pro základní scénář pilotního ukládání byla analyzována nabídka„komerční“ dodávky CO2 firmou Linde, jejíž parametry jsou uvedeny v tab. 7-1. Dalším potenciálním komerčním dodavatelem CO2 je polský provoz firmy Messer u města Kedzierzyn, ve vzdálenosti cca 300 km od lokality LBr-1. Firma prodává kapalný CO2 potravinářské kvality za cenu 75 € (2100 Kč) za tunu (ceny v roce 2012) v místě výroby (viz tab. 7-2). V ceně není zahrnuta daň a doprava. Odhadem se dá stanovit, že při započtení nákladů na dopravu by cena mohla stoupnout na dvojnásobek. Další údaje nebyly k dispozici, dá se však předpokládat, že z kapacitního hlediska by tento dodavatel neměl problém, protože se jedné o největšího výrobce CO2 v Polsku. Rovněž čistota plynu (potravinářská kvalita) a další parametry (především tlak – CO2 je v kapalném stavu) jsou takřka totožné s nabídkou firmy Linde. Problém je však v tom, že firemní politika neumožňuje prodej CO2 českým subjektům v Polsku a „nutí“ je nakupovat u české pobočky firmy Messer, kde jsou cenové relace srovnatelné s nabídkou firmy Linde. Potenciální průmyslové zdroje CO2 v okolí lokality LBr-1 Zdroje CO2, uváděné v následujícím textu, mohou být potenciálním kandidátem pro aplikaci technologie zachytávání (capture) CO2 z průmyslových zdrojů. Pro účely pilotního projektu s limitem 100 000 tun uloženého CO2 však není ekonomické takové technologie aplikovat, pouze v případě využití lokality LBr-1 pro „plné“ ukládání CO2 ve výši cca 1 Mt by mělo smysl zařízení pro zachytávání CO2 na některém z těchto zdrojů realizovat. Informace o zdrojích CO2 v blízké oblasti, které by byly potenciálně použitelné pro pilotní ukládání, byly získány z Integrovaného registru znečišťování životního prostředí (IRZ) a z národního alokačního plánu (NAP). V IRZ byly vyhledány provozovny, které produkují ročně množství CO2 přesahující 100 000 tun, z NAP pak byl vybrána kompresorová stanice tranzitního plynovodu jako vhodný kandidát pro potenciální pilotní projekt zachytávání CO2 díky své blízkosti k lokalitě LBr-1 (viz tab. 7-3). Zajímavým potenciálním zdrojem CO2 je firma„Duslo“ v Šale na Slovensku, která patří k nejvýznamnějším spoSeverní část lokality LBr-1 leží v těsné blízkosti koridoru mezinárodního tranzitního plynovodu a souběžného elektrického nadzemního vedení vysokého napětí 400 kV (viz obr. 71). Ochranné pásmo elektrizační soustavy 400 kV je široké 20 m; ochranné pásmo plynovodů je 4 m, ale velikost bezpečnostního pásma je 160 m. Žádný z identifikovaných potenciálních střet zájmů a priori nebrání v realizaci geologicko-průzkumných prací na lokalitě LBr-1. Podrobněji jsou střety zájmů popsány v projektovém výstupu V6.1. 7.2 Studie možných zdrojů CO2 pro pilotní projekt Cílem tohoto úkolu bylo prověřit možnosti získání dostatečného množství oxidu uhličitého pro injektáž v rámci pilotního projektu. V prvním kroku byly posouzeny alternativy komerčního nákupu CO2 na trhu (tzn. dodávka CO2 potravinářské kvality). V dalším kroku byly řešeny jiné potenciální způsoby získání CO2. Byla provedena analýza existujících zdrojů CO2 v širším okolí lokality (s využitím údajů z Národního alokačního plánu, popř. Obr. 7-1 Mapa vybraných střetů zájmů – liniové stavby (dálnice D2, železnice 250, tranzitní plynovod a elektrické vedení vysokého napětí 400 kV), chráněná území soustavy Natura 2000, chráněné mokřady a dobývací prostory. Obrys dobývacího prostoru Lanžhot II odpovídá hloubce ložiska. Parametry nabídky odběru CO2 potravinářské kvality (ceny bez DPH) Čistota, % objemová 99,9 % Orientační cena CO2 (včetně dopravy) 6 Kč/kg Tlak při přepravě 16–18 bar Místo odběru Litvínov Cena jedné cisterny včetně dopravy (24 tun) 144 000 Kč Cena za 70 000 t CO2 420 mil. Kč Zdroj typ zdroje množství CO2 [t/rok] způsob zjištění CARMEUSE Czech Republic, s . r. o., závod Mokrá vápenka 115 274 výpočtem Českomoravský cement, a. s., závod Mokrá cementárna 582 374 výpočtem ČEZ, a. s., Teplárny Hodonín, Poříčí, Tisová a Trmice – lokalita Hodonín Elektrárna, teplárna 394 121 měřením SAKO Brno, a. s. – divize 3 ZEVO Spalovna odpadu, teplárna 242 818 měřením Teplárny Brno a. s., Provoz Červený Mlýn teplárna 97 668 výpočtem Net4Gas, s. r. o. Kompresorová stanice plynovodu 80 000 výpočtem Cena dodaného CO2 (bez DPH) cena CO2 za 1 tunu bez dopravy 75 € (2 100 Kč) cena jedné cisterny (24 t) bez dopravy 1 800 € (50 400 Kč) cena jedné cisterny (24 t) včetně dopravy 3 600 € (100 800 Kč) Cena za 70 000 t CO2 294 mil. Kč < Tab. 7-1 Parametry dodávky CO2 potravinářské kvality od firmy Linde Gas. Tab. 7-3 Zdroje CO2 v blízkosti lokality LBr-1 dle IRZ a NAP. Tab. 7-2 Orientační cena dodaného CO2 potravinářské kvality od firmy Messer, Polsko. 7372 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 7 . S C É N Á Ř E D A L Š Í H O R O Z V O J E Ú L O Ž I Š T Ě A   T E C H N O L O G I E C C S V   O B L A S T I porovnání potvrzuje vhodnost scénáře dopravy cisternami pro základní pilotní projekt ukládání CO2. Pro úplnost uvádíme, kolik CO2 se vyprodukuje při přepravě CO2 cisternami v rámci základního scénáře pilotního projektu. Při výpočtu jsme vycházeli z metodiky EPA (U.S. Environmental Protection Agency). Jestliže předpokládáme průměrnou spotřebu nákladního automobilu s nákladem 24 tun CO2 na úrovni přibližně 35 l nafty na 100 km, pak tomu odpovídají průměrné emise CO2 940 g/km. Plánované množství 70 000 t CO2 by bylo dopraveno během 2 920 cest z Litvínova do lokality LBr-1. Tomu odpovídá celková ujetá vzdálenost 2 158 333 km a zhruba 1090 tun emisí CO2, které tvoří zhruba 1,5 % objemu CO2, které bude injektováno v rámci pilotního projektu ukládání. Doplňkový průzkum úložiště Základní scénář pilotního projektu ukládání CO2 předpokládá doplňkový průzkum úložiště před zahájením vlastní injektáže CO2. Potřeba tohoto dodatečného průzkumu vyplývá z výsledků Aktivit 1, 2, 3 i 4. Především studium geomechaniky hornin a geochemie hornin i horninových fluid ukázaly, že vzorky hornin a fluid, které byly pro projekt REPP-CO2 k dispozici, nebyly úplně postačující pro komplexní vyhodnocení parametrů lokality LBr-1 jako pilotního úložiště CO2. K dispozici totiž byly pouze archivní vzorky staré více než 50 let, a především množství materiálu z vlastní úložné struktury bylo velmi omezené. Doplňkový průzkum by měl zodpovědět otázky uvedené v tab. 7-7. lečnostem chemického průmyslu na Slovensku. Emise, které v současnosti vypouští do atmosféry, se vyznačují vysokou koncentrací CO2 (viz tab. 7-4). Z celkového množství produkovaného CO2 je 40 % vraceno zpět do výroby, kde slouží k výrobě močoviny a 60 % je vypouštěno do atmosféry. Tato část CO2 by byla využitelná pro potřeby potenciálního pilotního úložiště. Pro účely pilotní injektáže má produkovaný CO2 dostatečnou koncentraci; pro potřeby pilotního projektu by bylo nutné provést vysušení CO2 od zbytků vodní páry, stlačení plynu na požadovaný tlak a vytvořit podmínky (legislativní a licenční) pro odběr plynu pro externí zákazníky – v současné době„Duslo“ CO2 cizím subjektům neprodává. Odhad nákladů pro odběr CO2 z „Dusla“ je uveden v tab. 7-5. 7.3 Studie scénářů pro realizaci projektu pilotního úložiště CO2 v lokalitě LBr-1 Tento úkol byl zaměřen na sestavení možných scénářů zachytávání–doprava–ukládání (capture–transport– storage) a jejich ekonomické vyhodnocení. Z hlediska posouzení možných zdrojů CO2 vycházela tato práce z výstupu V6.2, od jehož výsledků se rovněž odvíjejí uvažované možnosti dopravy CO2 na lokalitu úložiště. Pro posouzení vlastního vybudování úložiště (z hlediska injektážních, monitorovacích, popř. produkčních vrtů a potřebných povrchových zařízení) byly rovněž využita doporučení vyplývající ze scénářů simulace injektáže CO2 do ložiska v rámci dynamického modelování (Aktivita 3), z rizikové analýzy (Aktivita 4) a z monitorovacího plánu (Aktivita 5). Pro základní scénář pilotního projektu ukládání bylo provedeno orientační ekonomické zhodnocení; pro scénáře dopravy CO2 bylo zpracováno několik alternativních variant, a to i nad rámec pilotního ukládání. Zdroje a doprava CO2 na úložiště Z pohledu analýzy možných zdrojů oxidu uhličitého je pro základní scénář pilotního projekt neekonomické budovat technologii zachytávání CO2 z emisí okolních stacionárních zařízení, proto se ve scénářích předpokládá získání CO2 nákupem z komerčních zdrojů (Linde, Messer), případně z chemických provozů firmy „Duslo“ (Šaľa, Slovensko). Orientační porovnání nákladů na získání CO2 nákupem včetně dopravy automobilovými cisternami uvádí tab. 7-1 a tab. 7-2. Pro získání CO2 z chemických provozů, konkrétně z firmy „Duslo“, je nutné vysušit emise s obsahem 95 % CO2 a následně poměrně čistý CO2 stlačit na tlak 16 barů a současně zkapalnit, aby byl vhodný pro přepravu cisternami. Investiční náklady (CAPEX) na pořízení takových zařízení jsou odhadovány podle obdobných instalací v zahraničí (Mohitpour et al. 2003, Yanget et al. 2012), za předpokladu ročního odběru ve výši 11 700 t CO2. Provozní náklady (OPEX) vycházejí především z příkonu zkapalňovacího zařízení. Základní scénář pilotního projektu ukládání předpokládaná 6letou dobu realizace, vzdálenost Šaľa – lokalita LBr-1 je 120 km. Odhad nákladů ukazuje tab. 7-5. V nákladech není započítaný náklad na výstavbu„předávacího zařízení“ a především obtížně odhadnutelné náklady na získání oprávnění (licence) k prodeji CO2 jako technického plynu pro firmu„Duslo“. Doprava potrubím je efektivní při výrazně větších odběrech, než jaký představuje množství 11 700 tun ročně pro základní scénář pilotního projektu. V rámci projektu byly řešeny scénáře potenciální přepravy CO2 ve výši 1 Mt za rok potrubím o průměru 8“ (203 mm) a pro srovnání i přepravu ve výši 2 Mt za rok potrubím o průměru 10“ (254 mm). Oba tyto scénáře jdou nad rámec pilotního projektu a překračují i úložný potenciál úložiště na lokalitě LBr-1, ale ukazují, že přeprava potrubím je efektivní právě při takovýchto přepravních kapacitách. Výpočet parametrů potrubí pro přepravu CO2 se v Česku ještě neprováděl a proto byly opět použity výsledky zahraničních studií (McCoy 2009, McCoy – Rubin 2005, 2008) Výsledné hodnoty jsou uvedeny v tab. 7-6. Náklady CAPEX jsou vztaženy na předpokládanou délku potrubí 100 km; náklady OPEX na jeden rok provozu a na dopravené množství 1 Mt resp. 2 Mt CO2 za rok. Náklady na tunu přepraveného CO2 při životnosti produktovodu 30 let pak představují (varianta 1 Mt ročně) 400 Kč, což je stejná hodnota, jako náklad na přepravu 1 t CO2 na vzdálenost 100 km autocisternou. Toto Tab. 7-4 Parametry CO2 z firmy„Duslo“. Hodinová/roční produkce CO2 50 tun za hodinu, více než 400 000 tun za rok Čistota CO2 lepší než 95,5 % Teplota 40 °C Tlak atmosférický Hlavní příměsi vodní pára Položka náklady CAPEX Zkapalňovací jednotka 160 mil Kč Zásobníky v místě zdroje 1,3 mil Kč Celkem 161,3 mil Kč OPEX (vztaženo na rok) Elektrická energie (zkapalnění + čerpadlo) 14,6 mil Kč + 0,1 mil Kč Údržba zkapalňovací jednotky (4 %) 4 mil Kč Údržba čerpadla (4 %) 0.6 mil Kč Údržba zásobníků (5 %) 0,1 mil Kč Cena dopravy plynu za rok (400 Kč/1 t/100 km) 5,6 mil Kč OPEX za rok 25 mil Kč OPEX za 6 roků 150 mil Kč Celkem za pilotní projekt (70 000 t CO2) 346 mil Kč Tab. 7-5 Náklady na separaci a dopravu CO2 z firmy„Duslo“ cisternami. položka Varianta 1 Mt/rok 2 Mt/rok Průměr potrubí 8“ 10“ CAPEX Kompresní stanice 1620 mil Kč 2135 mil Kč Rekompresní stanice na zvýšení tlaku Do 110 km délky potrubí není při 1 Mt CO2/rok nutná 218 mil Kč Potrubí 1092 mil Kč 1388 mil Kč Celkem CAPEX 2712 mil Kč 3741 mil Kč OPEX (vztaženo na rok) Elektrická energie (kompresor + rekompresní stanice) 236 mil Kč + 0 Kč 475 mil Kč + 19,8 mil Kč = 494,8 mil. Kč Údržba kompresorové stanice (4%) 64,8 mil Kč 85,4 mil Kč Údržba rekompresní stanice (4%) – 8,74 mil Kč Údržba potrubí (3100 USD/1km/rok) 7,75 mil Kč 7,75 mil Kč Celkem OPEX 308,5 mil Kč 596,7 mil Kč Celkem CAPEX + OPEX 3020 mil Kč 4334 mil Kč Potřebné informace Metody měření Jaké je napětí horninového masivu a jaké jsou jeho směry? Jaký je tlak v pórech v zájmové oblasti? Některé z těchto informací lze získat v průběhu testů ve vrtu. Jaké jsou elastické parametry rezervoárových hornin a jaká je stlačitelnost pórů? Elastické parametry lze získat buď měřením in-situ na základě akustických principů (poměr napětí a tlaku při dané akustické/vibrační frekvenci – dynamické moduly) nebo experimenty na vzorcích z vrtných jader (statické moduly). Stlačitelnost pórů se stanoví pomocí zkoušek na vrtných jádrech. Jaké jsou parametry pevnosti rezervoárových hornin? Pevnost stanovíme měřením na vzorcích z vrtných jader pomocí jednoosých a triaxiálních testů,“brazilského” testu (pevnost v tahu) a měřením tlaku při tzv. kolapsu pórů. Pro zhodnocení pevnosti hornin může být také použito měření akustické karotáže ve vrtu, pokud je známa závislost mezi pevností a pružností dané horniny. Jaká je horizontální permeabilita v různých hloubkách vrtu? Údaje lze získat krátkodobými tlakovými testy ve vrtu. Během těchto testů lze získat i vzorky formačních fluid, na nichž čímž lze provést detailní chemické analýzy i ložiskových fluid. Do jaké míry mohou časově a teplotně závislé chemické proměny změnit mechanické vlastnosti hornin? Údaje lze získat speciálními laboratorními experimenty na relevantních horninových jádrech. Slabý roztok kyseliny, vznikající mísením CO2 s formačními fluidy, může způsobovat chemické změny, které dále mění mechanické vlastnosti hornin, a to zvláště v případě, kdy je pevnost horniny podpořena přítomností vápnitého tmelu. Tab. 7-6 Náklady na dopravu CO2 z chemické továrny „Duslo“ potrubím. Tab. 7-7 Přehled parametrů, které je potřebné upřesnit. 7574 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 7 . S C É N Á Ř E D A L Š Í H O R O Z V O J E Ú L O Ž I Š T Ě A   T E C H N O L O G I E C C S V   O B L A S T I Je třeba zdůraznit, že výše uvedené náklady představují pouze kvalifikovaný odhad. Jsou založeny zejména na znalosti trhu geologických a vrtných prací, zkušenostech autorů zprávy, rámcovém průzkumu trhu s CO2 a informacích od partnerů z evropské asociace CO2GeoNet, kteří již mají zkušenosti s realizací obdobných projektů (projekty Ketzin, Hontomín a Heletz). Odhad nezahrnuje náklady na uzavření úložiště a jeho monitoring po uzavření. V rámci Aktivity 3 byly modelovány a vyhodnoceny i tři další alternativní scénáře injektáže CO2 – „ukládání“, „intenzifikace těžby“ a „kombinovaný scénář“ (viz kap. 4.8). Všechny tyto scénáře přesahují rámec základního pilotního projektu a pracují s maximálním rozsahem kapacity úložiště. Jejich realizace připadá v úvahu pouze za předpokladu, že ukládání CO2 „průmyslového“ rozsahu (nad 100 000 t) bude na území ČR po roce 2020 povoleno. 7.4 Rebilance úložné kapacity pro CO2 v geologických strukturách karpatské soustavy na území ČR V rámci této části projektu bylo provedeno komplexní přehodnocení možností ukládání a úložné kapacity pro CO2 ve strukturách vyskytujících se na území karpatské soustavy v ČR, tedy na střední a východní Moravě. Přednostně byly posuzovány akviferové struktury, splňující rámcově podmínky hydrogeologické uzavřenosti a vyhovující termodynamickým a hloubkovým limitům pro úložiště, a rovněž ekonomickým podmínkám (dostatečný objem kolektorů v příznivých p-T poměrech – hloubky pod povrchem minimálně 800 m). Jako základ pro toto přehodnocení sloužila informační báze získaná v průběhu desítek let v rámci výzkumných prací na ropu a plyn organizovaných v ČGS (dříve ÚÚG a ČGÚ) a dalších rezortních, dříve státních organizacích, která zahrnuje původní i interpretovaná data ze seizmických liniových měření, vrtnou prozkoumanost v oblasti, karotážní měření, hydrogeologickou i hydrogeochemickou databázi a také výsledky petrofyzikálních měření vrtných jader i povrchových vzorků. Významným podkladem byly kolekce schémat a strukturních map sestavené v rámci tzv. „sovětské expertizy“ (Chnykin et al. 1986) a také v rámci několika dlouhodobých tzv.„naftových“ úkolů, řešených v gesci bývalého ÚÚG. Na základě výše popsaných kritérií bylo pracovníky ČGS a VŠB vytipováno 23 geologických struktur potenciálně vhodných pro vybudování úložiště CO2. Každá Scénáře ukládání Realizace vlastního pilotního projektu je zásadním krokem pro posun úrovně technologické připravenosti (TRL) metody geologického ukládání CO2 v českém prostředí z úrovně TRL 4 (technologie ověřená v laboratoři) na úroveň TRL 5 (technologie ověřená v relevantním prostředí). Pro geologické ukládání CO2 znamená TRL 5 jeho ověření formou pilotního projektu na konkrétní geologické struktuře obdobného typu jako případná budoucí úložiště průmyslového měřítka. Současně má pilotní projekt ověřit proveditelnost ukládání CO2 ve velkém měřítku a možnost komerčního využití CO2 (CCUS) na lokalitě LBr-1, ale i u dalších ložisek uhlovodíků ve Vídeňské pánvi, v podobě dotěžení zbytkové ropy pomocí injektáže CO2. Základní scénář pilotního projektu ukládání oxidu uhličitého na LBr-1 vychází především z dynamických simulací, provedených v rámci Aktivity 3. Zahájení vlastního pilotního projektu se předpokládá v roce 2020, což je realistický scénář, který zohledňuje současný stav připravenosti i nutnost vyřešení dalších dodatečných dílčích problémů, které vyplynuly při řešení projektu REPP-CO2. Scénář má tyto základní parametry: • Doba trvání pilotní injektáže je navržena na 6 let, což umožní realizovat dostatek testů injektivity (veličina charakterizující jak snadno může být tekutina, jako např. CO2, injektována do geologické formace, definovaná jako rychlost injektáže dělená rozdílem tlaků uvnitř vrtu a v rezervoáru v bodě injektáže) a postupného testování tlakových změn, stejně jako instalaci a prověření vhodných monitorovacích technologií a postupů. • CelkovýplánovanýobjemuloženéhoCO2 je70 000tun, což splňuje ustanovení zákona o ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur (85/2012 Sb.), § 1, odst. 2: „Tento zákon se nevztahuje na ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur s celkovou zamýšlenou úložnou kapacitou nižší než 100 kilotun prováděné za účelem výzkumu, vývoje nebo zkoušení nových výrobků a postupů“. Zatláčení v průběhu 6 let představuje injektáž 11 666 tun za rok, což je přibližně 18 000 standardních m3 (objem při teplotě 15 °C a tlaku 101,325 kPa) za den. Základní scénář pilotního projektu předpokládá použití jednoho injektážního vrtu, umístěného v blízkosti lokality již zlikvidovaného vrtu Br-89. Pro základní scénář pilotního projektu (ukládání 70 000 tun CO2 po dobu 6 let) bylo provedeno orientační ekonomické zhodnocení. Byly odhadnuty investiční (pořizovací) náklady, tedy náklady na vyhloubení a vystrojení injektážního a monitorovacích vrtů i náklady provozní pro dobu 6 let pilotního ukládání. Byl uvažován nákup CO2 od firmy Linde (především z logistických důvodů) a doprava cisternami. Nejdůležitější investiční položkou jsou náklady na vyvrtání 3 vrtů do hloubky 1200 m (jednoho injektážního a dvou monitorovacích – viz monitorovací plán, výstup V5.8) ve výši celkem 90 mil. Kč. Náklady na vystrojení injektážního vrtu byly odhadnuty na 9 mil. Kč, částka 10 mil. Kč je odhad na vystrojení 2 monitorovacích vrtů. Další nezbytnou investiční položkou jsou náklady na komplex injektážního zařízení (skladování, stláčení a ohřev CO2) ve výši 15 mil. Kč. Z provozních nákladů je nejvyšší položkou povrchový monitoring včetně měření opakované 3D seismiky pro sledování oblaku CO2 v rezervoáru. Samostatnou položkou jsou náklady na nákup a dopravu 70 000 tun CO2. Přehled nákladů ukazuje tab. 7-8 (ceny bez DPH). investiční náklady (CAPEX) mil. Kč vyvrtání 3 vrtů (1 injektážní, 2 monitorovací) 90 zařízení pro injektáž CO2 (kompresor, ohřev) 14 vystrojení 2 monitorovacích vrtů 10 vystrojení injektážního vrtu 9 příprava lokality-pracoviště 9 tlakové nádoby na skladování CO2 3 řízení provozu (velín) a laboratoř 4 celkem pořizovací 139 provozní náklady za dobu 6 let (OPEX 6 let)   monitoring vč. 3D seismiky 40 energie 4 osobní náklady vč. ostrahy (6 let) 25 celkem provozní 69 pořizovací a provozní náklady celkem 208 nákup CO2 (70 000 t) 1 420 náklady základního scénáře celkem 628 Jak je patrno z tab. 7-8, bude nákup CO2 na trhu největší nákladovou položkou při vlastní realizaci základního scénáře projektu pilotního úložiště CO2. O něco levnější by byl oxid uhličitý získaný z vhodného průmyslového zdroje emisí, např. chemičky„Duslo“ (viz tab. 75), ale stále bude představovat nejvyšší nákladovou položku (346 mil. Kč). Případný„úsporný“ scénář, při kterém by se uložilo menší množství CO2 (minimální smysluplný objem pro pilotní projekt se pohybuje v rozmezí 10 000–15 000 tun CO2 injektovaných v průběhu 2 let) představuje úsporu především v položce „nákup CO2“ a v provozních nákladech, zatímco pořizovací náklady zůstávají nezměněné. > Tab. 7-8 Přehled nákladů pro základní scénář pilotního projektu. 1 Uvedená částka vychází z informací poskytnutých firmou Linde (cena za dodávku 222 EUR/t CO2). Z ústních informací poskytnutých partnery z asociace CO2GeoNet vyplývá, že za příznivých okolností lze dosáhnout nižší ceny dodávky CO2, optimálně v rozmezí 100–120 EUR/t. To by znamenalo výrazné snížení celkových nákladů na realizaci pilotního projektu. Obr. 7-2 Rozmístění vytipovaných struktur v karpatské soustavě. Legenda: severomoravský blok (1) – malenícko-hornoslezská kra (1a), rusavsko-turzovská kra (1b), dílčí kra rusavská (1b1),dílčí kra jablůnecko-turzovská (1b2); středomoravský blok (2) – kra hornomoravského úvalu (2a), kra drahanská (2b), kra šlapanická (2c), kra uherskobrodská (2d); jihomoravský blok (3) – nesvačilská kra (3a), měnínská kra (3b), dílčí nikolčická kra (3b1), dílčí němčičská kra (3b2), dílčí bílovecká kra (3b3), pavlovská kra (3c), dílčí kra mikulovská (3c1), dílčí kra rakvická (3c2), dílčí kra mistelbašská (3c3), dílčí kra ústřední moravské prohlubně (3c4). 7776 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 7 . S C É N Á Ř E D A L Š Í H O R O Z V O J E Ú L O Ž I Š T Ě A   T E C H N O L O G I E C C S V   O B L A S T I z těchto struktur byla podrobně popsána v unifikovaném formátu v podobě„Evidenční karty perspektivních objektů na ukládání CO2“. Charakteristika každého objektu je autonomní a nepotřebuje přímé odkazy na další zdroje dat. Rozmístění objektů je ukázáno na obr. 7-2 (barevné plochy) spolu s vrtnou prozkoumaností (červené body), seizmickou prozkoumaností (modré tenké linie) a tektonickým členěním území (modré silné linie a označení bloků čísly a písmeny v kruzích na modrém pozadí). Názvy tektonických bloků jsou uvedeny v legendě k obrázku. Širší geologickou a hydrogeologickou informaci o dílčích územních a geologických celcích lze zjistit v popisech jednotlivých objektů v evidenčních kartách (výstup V6.4).To platí o kolektorských souvrstvích i o krycích horninách a dalších parametrech. Integrita kolektorů a vytipovaných objektů byla obecně posuzována zejména na základě indikací hydrogeologické uzavřenosti z výsledků analýz vod z čerpacích zkoušek. Až na druhém místě byla uzavřenost pouze předpokládaná, a to na základě existence vhodných krycích horninových vrstev nebo komplexů. Významné parametry pro posouzení perspektivnosti litostratigrafických jednotek a kapacit kolektorů byly přebírány zejména z karotážních měření ve vrtech, laboratorních petrofyzikálních měření a také z průběhu čerpacích zkoušek. V některých případech jsme se opírali i o srovnávací hodnoty porozit ve vztahu k hloubce pro hlavní litostratigrafické komplexy svahů Českého masivu, které představují součást zprávy Chnykina et al. (1986). Pozice perspektivních objektů je v evidenčních kartách vyjádřena souřadnicemi„extrémních“ bodů vzhledem ke světovým stranám a zpřesněna uvedením katastrů dotčených obcí. V kartách jsou uvedeny rovněž podklady pro případné řešení střetů zájmů. Rozhodující údaje o pórovém objemu kolektorských hornin vytipovaných objektů, hloubkách a krycích horizontech jsou uvedeny v tab. 7-9. Úložná efektivní kapacita jednotlivých objektů vychází z pórového objemu kolektoru, hustoty CO2 v superkritickém stavu a hodnoty koeficientu efektivity 10 %. Údaje o kapacitě jednotlivých objektů jsou uvedeny v tab. 7-10. Celková efektivní úložná kapacita zpracovaných objektů představuje 669,6 Mt CO2. Oblast Vídeňské pánve (dílčí kry rakvická (3c2), mistelbašská (3c3) a dílčí kry ústřední moravské prohlubně (3c4) – viz obr. 7-3 – byly z hlediska úložné kapacity oceněny v regionálním měřítku. Jako potenciální kolektor úložiště byly vybrány horniny středního badenu (svrchní langh-spodní serravall). S využitím mapových podkladů Kocáka et al. (1985) a Chnykina et al. (1986) byla stanovena průměrná mocnost kolektoru 30,45 m a prognózní plocha 150 km2. Volumetrickou metodou a s obdobnými parametry jako v případě výše uvedených vytipovaných objektů byla odhadnuta regionální efektivní úložná kapacita hornin středního badenu ve Vídeňské pánvi na 452 Mt CO2. Celkem přináší rebilance úložné kapacity vhodných struktur v karpatské soustavě na území ČR potenciál pro uložení více než 1000 Mt (1 Gt) CO2 v kategorii efektivní kapacita. Je potřeba uvést, že tato hodnota je pouze základem pro další upřesnění reálné (matched) úložné kapacity, která může být řádově nižší, než je námi vypočtená kapacita efektivní. Podrobnosti jsou uvedeny ve výstupu V6.3. Název objektu (struktury) Efektivní úložná kapacita pro koeficient efektivity 10 % [Mt CO2] Dětmarovický výmol – východ 46,3 Dětmarovický výmol – střed 3,1 Dětmarovický výmol – západ 6,7 Bludovický výmol – východ 87,4 Bludovický výmol – západ 99,3 Starý a Nový Jičín 17,9 Fryčovice 6,0 Kozlovice–Lhotka 12,2 Frýdland–Malenovice 15,7 Vyšní Lhoty–Morávka– Oldřichovice 8,8 Koryčany 2,6 Osvětimany–Stupava 8,5 Zdounky–Bařice 18,4 Vlkoš–Lobodice 34,0 Rusava 16,5 Mikulov 6,6 Mušov 11,3 Drnholec 10,1 Iváň 46,9 Vlasatice 5,7 Nosislav-Nikolčice 23,2 Kobeřice 7,1 Kobylí 175,3 Celkem 669,6 Tab. 7-9 Souhrnné údaje o parametrech vytipovaných struktur pro ukládání CO2. blok objekt název kolektor plocha (km2) mocnost (km) porozita (%) porézní prostor (km3) celkový porézní prostor objektů (km3) průměrná hloubka (m) krycí horizonty sever A Dětmarovický výmol-východ bazální klastika badenu (detrit) 42,00 0,092 19 0,735 0,735 1000 pelity spodního badenu B Dětmarovický výmol-střed bazální klastika badenu (detrit) 11,00 0,023 19 0,049 0,049 1000 pelity spodního badenu C Dětmarovický výmol-západ bazální klastika badenu (detrit) 25,00 0,022 19 0,106 0,106 900 pelity spodního badenu D Bludovický výmol-východ bazální klastika badenu (detrit) 93,00 0,093 16 1,387 1,387 1150 pelity spodního badenu E Bludovický výmol-západ bazální klastika badenu (detrit) 107,00 0,092 16 1,576 1,576 950 pelity spodního badenu I Starý a Nový Jičín klastika karpatu 34,12 0,050 15 0,256 0,298 850 karpatský flyš navětralý povrch paleozoika 34,12 0,025 5 0,043 850 karpatský flyš II Fryčovice klastika karpatu 15,37 0,035 15 0,081 0,119 800 karpatský flyš navětralý povrch paleozoika 15,37 0,050 5 0,038 800 karpatský flyš III Kozlovice-Lhotka klastika karpatu 35,32 0,030 15 0,159 0,194 800 karpatský flyš navětralý povrch paleozoika 35,32 0,020 5 0,035 800 karpatský flyš IV Frýdlant- Malenovice klastika karpatu 55,33 0,025 15 0,208 0,249 1250 karpatský flyš navětralý povrch paleozoika 55,33 0,015 5 0,042 1250 karpatský flyš V Vyšní Lhoty- Morávka -Oldřichovice klastika karpatu 55,78 0,015 10 0,084 0,139 1450 karpatský flyš navětralý povrch paleozoika 55,78 0,020 5 0,056 1450 karpatský flyš střed I Koryčany klastika karpatu 28,00 0,010 15 0,042 0,042 1400 karpatský flyš II Osvětimany- Stupava klastika karpatu 18,00 0,050 15 0,135 0,135 2100 karpatský flyš III/1 Zdounky-Bařice klastika karpatu 45,45 0,010 15 0,068 0,292 1800 karpatský flyš III/2 klastika karpatu 42,64 0,035 15 0,224 1800 karpatský flyš IV Vlkoš-Lobodice klastika badenu 60,00 0,060 15 0,540 0,540 1000 pelity badenu V Rusava klastika karpatu 58,21 0,030 15 0,262 0,262 1400 karpatský flyš jih I Mikulov klastika eggenburgu 5,55 0,060 14 0,047 0,105 1450 šlíry ottnangu klastika karpatu 5,55 0,070 15 0,058 1450 šlíry svrch. karpatu II Mušov klastika eggenburgu 11,84 0,050 14 0,083 0,179 1050 šlíry svrch. karpatu klastika karpatu 8,00 0,080 15 0,096 1050 šlíry svrch. karpatu III/1 Drnholec klastika eggenburgu a sp. karpatu 15,27 0,070 15 0,160 0,160 850 šlíry karpatu, baden. tégly IV Iváň klastika eggenburgu a sp. karpatu 37,27 0,100 20 0,745 0,745 950 šlíry karpatu, baden. tégly V Vlasatice klastika eggenburgu 9,00 0,050 20 0,090 0,090 800 šlíry karpatu, baden. tégly VI Nosislav-Nikolčice klastika eggenburgu a sp. karpatu 35,00 0,070 15 0,368 0,368 1150 karpatský flyš, pelity karpatu VII Kobeřice klastika eggenburgu 18,00 0,030 15 0,081 0,113 1300 karpatský flyš, aut. paleogén autochtonní paleogén 6,00 0,028 19 0,032 1750 karpatský flyš, aut. paleogén VIII Kobylí pískovce ždánickohustopečského s. 43,49 0,400 16 2,783 2,783 2800 karpatský flyš Tab. 7-10 Efektivní úložná kapacita vytipovaných struktur (objektů). 78 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 Hlavním cílem výzkumných aktivit, které byly soustředěny do projektové Aktivity 7, bylo rozvinout a zdokonalit metodiku vybraných laboratorních, modelovacích, simulačních a monitorovacích postupů a technik, které mají význam pro posuzování úložišť CO2 a s ním spojené aktivity. Výzkum vycházel z reality modelového ložiska LBr-1, z analýz a dat získaných v průběhu řešení projektu v rámci ostatních aktivit, ale zahrnoval i vlastní dodatečná terénní a laboratorní měření, analýzy a modelování. V některých případech byly využity také poznatky a data z jiných lokalit v oblasti Vídeňské pánve i mimo tento region. Řada použitých postupů a metodik je již známa z jiných oblastí (např. ropný průmysl, skladování zemního plynu, zřizování podzemních úložišť jaderného odpadu apod.), bylo je však nutno přizpůsobit potřebám geologického ukládání CO2. Některé metodiky však byly zpracovány a testovány zcela nově. Většina nově navržených postupů byla v rámci projektu ověřena terénním měřením nebo laboratorně. Aktivita 7 byla rozdělena do 5 dílčích úkolů, jejichž výsledky jsou popsány v dalším textu. Hlavním řešitelem aktivity byl partner VŠB, spoluřešiteli byly ČGS, ÚFZ a ÚJV. 8.1 Metodický výzkum v oblasti laboratorního testování rezervoárových a těsnicích hornin a jejich interakce se superkritickým CO2 a rezervoárovými fluidy v podmínkách úložiště V laboratořích VŠB byly provedeny experimentální práce, které měly za úkol kvantifikovat dynamické procesy probíhající v důsledku proudění spCO2, v horninovém prostředí obsahujícím ložiskovou vodu a ropnou fázi. Tyto relativně krátkodobé experimenty nedokážou postihnout plný rozsah změn, které probíhají na kontaktu horninavodaspCO2 a mají tak za úkol postihnout především relativní mobilitu jednotlivých fází, zdánlivé konečné saturace jednotlivými fázemi a případné poškození horninové formace v důsledku působení jednotlivých tekutin. Experimenty byly realizovány na horninových vzorcích, reprezentující porézní médium. Tyto vzorky tvořil hlavně hořický pískovec. Dále byl vybrán reprezentativní vzorek ropy z ložiska Hrušky, alternativní vzorek ropy z ložiska Ždánice a syntetická ložisková voda, připravená v laboratořích VŠB dle analýz solanky z ložiska LBr-1. Výzkum byl zaměřen na popsání proudění jednotlivých fází v horninovém prostředí a relativní srovnání vlastností systémů vodaropa a vodaropaspCO2. Optimalizace ukládání oxidu uhličitého má za úkol maximalizovat množství CO2 uloženého v horninové formaci. Jeli úložištěm částečně vytěžené ložisko ropy, nabízí se zároveň možnost dodatečné produkce ropy z úložné. Provedený výzkum reflektuje oba tyto aspekty. Jádrem výzkumu byly dynamické experimenty prováděné na fázovém permeametru BRP 350 (Vinci Technology). Experimenty byly prováděny za ložiskových teplotnětlakových podmínek ložiska LBr-1. Díky nedostupnosti jader z rezervoárové struktury ložiska byl jako reprezentativní model porézního prostředí zvolen dostupný hořický pískovec. Vzorek byl saturován syntetickou ložiskovou vodou. Poté byl vzorek umístěn do měřicí cely permeametru, kde byl ponechán po dobu dvou dnů za simulovaných ložiskových podmínek, a to teploty 43 °C, simulovaného tlaku nadloží 13,79 MPa a pórového tlaku 8,27 MPa. Poté byla stanovena jeho absolutní propustnost. Následně bylo přistoupeno k saturaci jádra ropou, která vytěsňovala vodu z pórových prostor, a to do  doby, než voda přestala z jádra vytékat. Objem vytěsněné vody byl odečten od objemu pórů vzorku. Tím byl zjištěn objem ropy, která se nyní nachází ve vzorku, a také zbytková saturace vodou Swi. Zároveň byl stanoven efektivní koeficient propustnosti vzorku pro ropu při úrovni saturace vodou – ko(Swi). V této fázi byl vzorek ponechán za ložiskových podmínek po dobu cca 2–4 týdnů, aby došlo k dosažení rovnováhy mezi tekutinami a minerální fází. V průběhu tohoto období byl vzorek periodicky proplachován ropou, přičemž byl zaznamenáván další případný úbytek vody ze vzorku a opravena hodnota Swi. Poté následovala fáze vytěsňování ropy druhou tekutinou, v tomto případě vodou a CO2.V průběhu této fáze byl zaznamenáván objem vtláčené tekutiny, objem vytěsněné ropy a tlakový spád podél vzorku. Po vytěsnění veškeré mobilizovatelné ropy ze vzorku byla stanovena reziduální saturace ropnou fází Sor a efektivní koeficient propustnosti pro vodu kw(Sor), respektive pro CO2 kg(Sor) za dané saturace ropnou fází. Hodnoty efektivních propustností pak byly normalizovány bázovou propustností – zpravidla ko(Swi) pro výsledné relativní koeficienty propustnosti kro(Swi) a krw(Sor). Saturace se pak normalizuje objemem pórů. Výše popsaný postup byl rovněž aplikován na data z dynamického experimentu ropavoda, která byla poskytnuta partnerem IRIS (experiment byl proveden v rámci Aktivity 3). Srovnání interpretací vykazuje velmi dobrou shodu (obr. 8-1) – odmocniny sumy kvadrátů odchylek dosahují hodnot RMSE(Krw) = 0,04 a RMSE(Kro) = 0,05. Uvedený experimentální postup a jeho interpretace se jeví vhodným k posouzení dynamického proudění dvou fází horninovým prostředím. Experiment proběhl standartní procedurou neustáleného vytěsňování jedné fáze druhou na modelu porézního prostředí. Výsledky Chnykin, V. I. et al. (1986): Zpráva o vědecko-výzkumných pracích provedených v rámci kontraktu č. 55 – 183/27800 „Racionální a vědecky zdůvodněné zaměření geologicko-průzkumných prací na ropu a zemní plyn na území ČSR na období 1987–1990 a následující léta“. – MS Geofond Praha. Kocák, A. – Mayer, S. – Čajka, R. – Buchta, Š (1985): Strukturní mapy Vídeňské pánve na svrchní hranici lábského obzoru. – MS Geofyzika. McCoy, S. T. (2009): The Economics of CO2 Transport by Pipeline and Storage in Saline Aquifers and Oil Reservoirs. – Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA, April, 2009. McCoy, S. T. – Rubin, E. S. (2005): Model sof CO2 Transport and Storages Costs and Thein Importance in CCS Cost Estimates. – Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA, April, 2005. McCoy, S. T. – Rubin, E. S. (2008): An engeneering-economic model of pipeline transport of CO2 with application to CCS. – International Journal of Greenhouse Gas Control (2008), pp 219–229. Mohitpour, M. – Colshan, H. – Murray, A. (2003): Pipeline Design and Consruction. A Practical Approach. – ASME International, 656 pp. Yang, S. – Lee, U. – Jeong, Y.S. – Kim, J. – Lee, C. – Han, C. (2012): Process design and cost estimation of carbon dioxide compression and liquefaction for transportation. – Korean Chem. Eng. Res. 2012, 50, 988–993. V6.1 Zpráva o posouzení střetů zájmů při využití geologické struktury LBr-1 pro geologické ukládání CO2 V6.2 Studie možných zdrojů CO2 pro projekt pilotního úložiště v lokalitě LBr-1 V6.3 Studie scénářů pro realizaci projektu pilotního úložiště CO2 v lokalitě LBr-1 včetně ekonomického vyhodnocení V6.4 Zpráva o rebilanci úložné kapacity pro CO2 v geologických strukturách karpatské soustavy na území ČR LITERATURA SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 6 8. Výzkumné aktivity 8180 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 8 . V Ý Z K U M N É A K T I V I T Y Cílem metodického studia výpočtů relativního reaktivačního potenciálu, realizovaného partnerem ÚFZ, bylo rozvinout metodiku relativního reaktivačního potenciálu, rozebrat její možná omezení plynoucí z případné nejistoty (nepřesnosti) vstupních parametrů a ověřit její použitelnost na modelových příkladech využívajících dostupná (vesměs publikovaná) data. Definice relativního reaktivačního potenciálu Dr vychází z definice parametru DPf, který udává rozdíl normálové složky napětí aktuálně působící na plochu zlomu a kritické hodnoty normálové složky napětí. Změna všesměrné složky napětí (tedy např. změna tlaku fluid spojená s vtláčením CO2), která by překročila hodnotu parametru DPf, by tak u dané zlomové struktury vedla k její reaktivaci. Relativní reaktivační potenciál Dr lze pak chápat jako relativní formu parametru DPf: minfmaxf minff r PP PP −− − ∆−∆ ∆−∆ =∆ Pro zlomy s nejmenší hodnotou parametru DPf (tedy pro zlomy nejvíce náchylné k případné reaktivaci) nabývá parametr Dr hodnoty 0, pro zlomy s největší hodnotou parametru DPf (tedy pro zlomy s nejvyšší stabilitou v daném napěťovém poli) je parametr Dr roven hodnotě 1. V rámci metodického výzkumu byl proveden podrobný rozbor matematických rovnic určujících závislost parametru relativního reaktivačního potenciálu Dr na všech vstupních hodnotách popisujících napěťové pole, mechanické vlastnosti plochy zlomu a její orientaci. Byly provedeny matematické důkazy, že relativní reaktivační potenciál Dr závisí pouze na sedmi vstupních parametrech, kterými jsou: čtyři parametry redukovaného tenzoru napětí (tři parametry popisující orientaci hlavních os napětí a Lodeho parametr), dva parametry popisující orientaci plochy zlomu (směr a sklon normály plochy) a koeficient tření. Na rozdíl od parametru DPf nezávisí relativní forma (Dr) kupříkladu na rozdílu maximálního a minimálního hlavního napětí či na kohezi. Dále se rozbor matematických vztahů převedených do souřadné soustavy spojené s orientací hlavních os napětí (čímž byl počet proměnných redukován na čtyři: Lodeho parametr L, směr α a sklon φ normály plochy a koeficient tření µ) soustředil na odvození přímých vztahů pro určení minim a maxim funkce Dr(L,α,φ,µ), které pak umožnily snadno vyšetřovat míru změn relativního koeficientu Dr při různě velkých změnách vstupních parametrů. Byla tak kvantifikována míra neurčitosti hodnoty Dr v závislosti na neurčitostech jednotlivých vstupních hodnot, přičemž tuto míru neurčitosti je možné snadno aplikovat také na původní („absolutní“) parametr DPf. Zjištěné obecné závislosti popisující velikost relativního reaktivačního parametru Dr i jeho neurčitosti byly pro názornost aplikovány na dvou modelových příkladech. Rešerší publikovaných dat byly shromážděny dostupné údaje o orientacích hlavních os recentního napětí v širším prostoru styku Východních Alp a Západních Karpat, ve kterém je situováno také ložisko LBr-1. Data o orientacích napěťových os vychází zejména z měření breakoutů ve vrtech a z napěťové analýzy fokálních mechanismů, přičemž nejbližší regiony, pro které byla získána dostatečná napěťová data, jsou představovány regiony Malých Karpat a rakouské částiVídeňské pánve. Protože výpočty relativního reaktivačního potenciálu Dr vyžadují znalost alespoň čtyř parametrů redukovaného tenzoru napětí, které informace z breakoutů bez dodatečných studií neposkytují, byly další kroky metodické studie relativního reaktivačního potenciálu v prostoru Malých Karpat a jižní části Vídeňské pánve opřeny o výsledky napěťových analýz fokálních mechanismů. Hodnoty redukovaných tenzorů napětí použitých ke  klasifikaci zlomů tak jsou platné právě jen pro regiony Malých Karpat a jižní části Vídeňské pánve, a právě pro hloubky hypocenter zde sledovaných přirozených zemětřesení (cca 5 až 15 km). Vzhledem ke zjištěné vysoké heterogenitě parametrů napěťového pole (a to nejen laterální, ale i vertikální) v celém prostoru styku Východních Alp a Západních Karpat je aproximace parametrů napětí do jiných hloubek a jiných regionů problematická. Rozhodně je nelze přímo použít na samotné ložisko LBr-1, na kterém mohou být lokální napěťové podmínky významně odlišné. Pro účely obecného metodického studia však aplikace metody relativního reaktivačního potenciálu na zmíněných modelových příkladech názorně ukázala některé zásadní poznatky. Provedené metodické studie výpočtů hodnot Dr a DPf i modelové aplikace v regionech Malých Karpat a jižní části Vídeňské pánve jasně ukázaly, že zanedbání vlivu možných chyb vstupních hodnot může vést k významnému podhodnocení rizik reaktivace u některých segmentů sledovaných zlomových systémů. Vzhledem k tomu, že v měřítcích lokalit či větších lze možné rozmezí hodnot koeficientu tření µ v horninovém prostředí významně zúžit již jen podle obecného charakteru zlomové struktury, je dopad neurčitosti koeficientu tření na neurčitost relativního reaktivačního parametru Dr poměrně malý. Ale již zohlednění běžných středních chyb orientací hlavních os napětí a Lodeho parametru se na výsledných hodnotách Dr a DPf a tím i na jejich použití pro klasifikaci stability zlomů, projevuje významným způsobem a pro skutečně věrohodnou klasifikaci zlomů je nutné vzít tyto střední chyby (a případně i další neurčitosti) v úvahu. Z výsledků studia relativního reaktivačního potenciálu a dalších parametrů reaktivace vyplývá, že metodika relativního reaktivačního potenciálu umožňuje provést relativní klasifikaci stability zlomů s dostatečnou vypovídací hodnotou tam, kde nejsou k dispozici dostatečně věrohodné údaje o úplném tenzoru napětí (zejména rovněž potvrzují, že spCO2 je velmi vhodným agentem pro vytěsňování ropy z horniny, protože vykazuje mnohem lepší vlastnosti než voda. Metodický postup použitý pro hodnocení poškození horninové formace precipitací ropných složek v důsledku její interakce se spCO2 se zakládá na běžných postupech hodnocení redukce propustnosti v ropném průmyslu. Výsledky provedených experimentů nevykázaly významný vliv spCO2 na ropu z ložiska Hrušky (analog ropy z ložiska LBr-1). Použitý srovnávací vzorek těžší ropy z ložiska Ždánice vykázal po expozici spCO2 vliv na propustnost vzorku, která byla interpretována jako blokace pórů o poloměru menším než 0,32 μm. Testovaná metodika je snadno použitelná a nevykazuje žádné speciální technologické nároky. Jako doplněk experimentální procedury je možno doporučit užití rtuťové porozimetrie k odhadu distribuce velikosti pórových prostor ve zkoumaném vzorku. Další experimentální práce provedené partnerem ÚJV cílily na testování vzorků nasycených různými typy ropných látek v dynamické aparatuře pro průchod spCO2. Tato aparatura umožňuje stanovení propustnosti horniny pro vodu a spCO2; kromě toho jsou sledovány minerální změny, kterým horniny při těchto procesech procházejí. Experimenty byly připraveny na horninových vzorcích reprezentující porézní médium (hořický pískovec). Vzorky byly nasyceny ropou (ložisko Hrušky) a byly podrobně charakterizovány (mineralogické složení, porozita a propustnosti pro vodu a spCO2). Při experimentech na vzorku hořického pískovce nasyceného ropou bylo pozorováno snížení propustnosti pro vodu v porovnání s propustností vzorku nenasyceného ropou. Při měření se superkritickým CO2 se propustnost vzorku nasyceného ropou zvýšila, což potvrzuje mobilizaci ropy v pórovém prostoru; zároveň však bylo pozorováno, že tlaková diference zůstává stále záporná i po natlakování aparatury a zvýšení průtoku, což bylo způsobeno ucpáním ventilů čerpadla ropou. Po vyčištění ventilů a jejich zpětné instalaci došlo při spuštění čerpání k opětovné ztrátě jejich funkce téměř okamžitě. Měření bylo proto v této fázi ukončeno; následně byly posouzeny možnosti řešení vzniklého problému, které jsou v zásadě následující: • Pro čerpání použít pumpu s jiným typem zpětných ventilů, kterým nevadí znečištění ropnými látkami, popř. použít pumpu s jiným principem čerpání. • Použít jiný typ filtrů, které ropnou fázi účinně zastaví; v takovém případě je však nutno upravit aparaturu tak, aby bylo možno ropnou fázi separovat, protože jinak by hrozilo ucpání filtrů a zneprůchodnění aparatury. • Použít jiné uspořádání aparatury, nejlépe neuzavřené, aby nedocházelo ke koloběhu znečištěného média. Vzhledem k tomu, že uvedená opatření přesahovala finanční i časové možnosti partnera ÚJV v rámci projektu, byla stávající aparatura vyhodnocena jako nevhodná pro práci se vzorky nasycenými ropnými produkty a další experimenty už nebyly realizovány. 8.2 Metodický výzkum v oblasti reaktivačního potenciálu zlomů Posouzení reaktivačního potenciálu zlomů má velký praktický význam při studiu míst s významnými změnami izotropní složky napětí v horninovém prostředí, mezi něž patří i úložiště CO2. Stabilita křehkých poruch závisí jednak na působícím napěťovém poli, jednak na orientaci a mechanických vlastnostech křehké poruchy (na kohezi a koeficientu tření). „Snadnost“ reaktivace zlomové plochy tedy významně závisí na její orientaci v prostoru. Při dostatečné znalosti ostatních parametrů (napěťové pole a mechanické vlastnosti hornin a křehkých poruch) je tuto„snadnost“ reaktivace možné kvantifikovat pomocí parametru reaktivačního potenciálu. Úplně určení reaktivačního potenciálu vyžaduje (mimo jiné) znalost všech šesti nezávislých složek tenzoru napětí. V některých případech je však možné použít relativní formu reaktivačního potenciálu, s jejíž pomocí lze aplikovat tuto metodiku i tehdy, jsou-li známy pouze čtyři nezávislé parametry tzv. redukovaného tenzoru napětí. Obr. 8-1 Srovnání interpretací křivek relativní propustnosti různými korelacemi. 8382 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 8 . V Ý Z K U M N É A K T I V I T Y Znalost složení horninových tmelů je velmi důležitá při hodnocení a modelové predikci pohybu fluid v ložisku, resp. úložišti. Výsledky zdokonalené metodiky byly podrobně popsány ve výstupu V7.4 a budou využity především v dalších fázích realizace pilotního projektu ukládání CO2. 8.4 Metodický výzkum v oblasti monitorování uloženého CO2 a případných úniků z úložiště Monitorování hermetičnosti úložního komplexu CO2 a možných úniků CO2 vyžaduje dobře připravenou metodiku povrchových i podpovrchových měření přizpůsobenou pro konkrétní lokalitu. Její významnou součástí je atmogeochemický monitoring. V rámci projektu REPP-CO2 bylo při jeho realizaci na lokalitě LBr-1 získáno: • 1 630 jednorázových primárních údajů o složení půdního vzduchu (CO2 a metan s použitím přenosného přístroje Ecoprobe5), • 5 010 měření novou technologií automatických měřicích stanic IGS, umístěných mělce pod povrchem a provozovaných po dobu 1 roku, • 52 vzorků půdního vzduchu, na nichž byly provedeny kontrolní analýzy metodou plynové chromatografie (GC-FID) a • 28 vzorků metanu a CO2 s provedeným izotopovým rozborem δ13C. Získané zkušenosti lze shrnout ve formě doporučení pro základní („base-line“) monitoring před zahájením ukládání CO2 a následnou fázi monitoringu v období injektáže do těchto základních bodů: • jednorázová měření na místě provádět přenosným zařízením ve zvolené síti měřicích bodů; výsledky znázorňovat průběžně do vrstevnicových map (obr. 8-3) a provádět jejich srovnání s předchozími časovými intervaly; aktualizovat jak celkové mapy sledovaného území, tak i dílčí mapy okolí aktivních (injektážních, monitorovacích) a likvidovaných vrtů (v ploše ca. 25 x 25 m); • vyhodnocovat homogenitu dat, trendy a sezónní změny; • měření provádět nejdříve orientačně na povrchu terénu, v přirozeném stavu; v místě zvýšeného obsahu sledovaných složek (CO2 a metanu) zarazit půdní sondu (např. Eijkelkamp) do hloubky ca 80 cm, utěsnit otvor a po asi 5 minutách změřit složení půdního vzduchu v hloubce 85 a 35 cm; měření zopakovat po 2–5 minutách; • automatické stanice situovat do míst nad likvidovanými vrty a v okolí monitorovacích vrtů, na základě orientačního měření přenosným zařízením; měřená data snímat v pravidelných časových intervalech; kontrolovat stav baterií; • zohlednit vliv meteorologických charakteristik na  změ­ny ve složení půdního vzduchu – z analýzy vyplývá silný vliv náhlého poklesu barometrického tlaku na vzestup měřeného obsahu CO2 se zpožděním asi 10 hodin; v případě metanu se tento fenomén projevuje jen omezeně, pravděpodobně z důvodu velmi nízkých obsahů metanu v půdním vzduchu na lokalitě LBr-1; o velikosti poloměru Mohrovy kružnice, velikosti vertikálního napětí, popřípadě tlaku fluid). V každém případě však prakticky použitelná klasifikace stability zlomů vyžaduje velmi dobrou znalost orientace hlavních směrů napětí a Lodeho parametru v místě, pro které je klasifikace počítána. Nemůže se proto opírat jen o aproximace parametrů napěťového pole odvozené z jiných lokalit (či dokonce jiných regionů), ale musí být založena na napěťových datech získaných v daném místě. Výsledky výzkumu jsou podrobně prezentovány v projektovém výstupu V7.3. 8.3 Metodický výzkum v oblasti mineralogie tmelů Cílem tohoto dílčího úkolu byl vývoj a testování nové metodiky analýzy jílových minerálů v pórovém prostředí kolektorských hornin a v těsnicích horninách. Z 208 shromážděných vzorků písčitých i jílovitých hornin byla pomocí ultrazvuku a centrifugace vyseparována zrnitostní frakce pod 2 mikrometry. V jiných aktivitách tohoto projektu bylo zkoumáno celkové složení hornin, v kterém dominují horninotvorné minerály, např. křemen, živce a slídy (viz např. výstup V1.7). Naším cílem bylo identifikovat a v relativních poměrech kvantifikovat novotvořené minerály vznikající při reakci hornina – voda. Práce navazují na výsledky z rakouské části vídeňské pánve (Gier et al. 2008) a další práce na téma cementace pískovců (Worden – Morad 2003; McCarthy et al. 2009; Morad et al. 2010; Libbey et al. 2013 a Xi et al. 2015). V rámci výzkumu byly provedeny tyto typy analýz: 1) lementární analýza minerálního a organického uhlíku a síry v celkové hornině: TIC – celkový minerální uhlík („Total Inorganic Carbon“), z této hodnoty byl stechiometricky vypočten obsah CaCO3; TOC – celkový organický uhlík („Total Organic Carbon“); TS – celková síra („Total Sulphur“). Vše na vzorcích kolektorských hornin a vyseparované jílové frakce potenciálních kolektorů LBr-1 spodního, středního a svrchního badenu a také ve 2*13 vzorcích před a po experimentech se superkritickým CO2. 2) Roentgen-difrakční analýzy (XRD – „X-Ray Diffraction Analysis“) orientovaných preparátů v přírodním stavu a po sycení etylén-glykolem vyseparované jílové frakce, jejichž výsledkem je semikvantitativní fázové složení tmelů. 3) Rastrovací elektronová mikroskopie (SEM –„Scanning Electron Microscopy“) s energiově dispersní spektroskopií (EDS –„Energy Dispersive Spectroscopy“) nedrcených horninových úlomků pokovených paládiem. Výsledkem je dokumentace tvarů minerálů cementu zarůstajících pórový prostor v pískovcích. 4) Mikroskopie v procházejícím, odraženém a fluorescenčním světle preparátů pískovců impregnovaných epoxidovou pryskyřicí s modrým barvivem (obr. 8-2). V nejjemnější frakci pod 2 μm v pískovcích byly zjištěny následující minerály podílející se na cementaci pórového prostoru: expandující illit-smektit (IS), kaolinit (K), detritický illit (Id), z dalších minerálů se jedná o jemnozrnný kalcit (Ca), dolomit (D), siderit (Sd) a sekundární křemen (Q). Obr. 8-2 Pískovce sycené modrým epoxidem pro zviditelnění pórů: vlevo v procházejícím světle, vpravo ve fluorescenčním světle: a, b – vzorek Hr-43, 1565 m; c, d – vzorek Hr-197, 1075 m Obr. 8-3 (a) Mapa lokality s vyznačením situace měřicích stanovišť; (b) mapa izolinií obsahu CO2 sestavená na základě jednorázových měření složení půdního vzduchu v létě 2016; (c) stejná mapa pro chladné roční období 2016. 8584 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 8 . V Ý Z K U M N É A K T I V I T Y • Vytvoření vhodného cementačního postupu pro úspěšnou primární cementaci. To vyžaduje správně připravenou sondu a patřičně navrženou cementovou směs pro dané vrtové podmínky. Je třeba použít vhodné technické prostředky jako centralizované trubky a vhodné vrtné soupravy v kombinaci s využitím simulačního softwaru pro proces čerpání cementové směsi (užitečné pro maximalizování efektivního vytěsnění výplachu). • Zlepšení cementové vazby s horninou a redukce permeability horninového prostředí. Podle literatury (např. Newhall 2006) lze cementovou vazbu zlepšit pomocí „předplachu“ křemičitanem sodným. • Navržení cementace s vyhovujícími mechanickými vlastnostmi. Matematické vrtově-napěťové simulace mohou pomoci predikovat, zda cementový prstenec bude odolávat vyvolaným tažným silám a stlačitelnosti vyvolané změnou vrtových podmínek, které mohou zkrátit životnost injektážní sondy. • Užití upravených cementů, které potlačí veškeré očekávané korozní vlivy. Úprava cementů by se měla odvíjet od znalosti chemického složení tekutin ve vrtu a mož- nýchinjekčníchoperacís korozivnímitekutinami(např. CO2). Užití API cementů je všeobecně doporučováno ke splnění alespoň minimálních kvalitativních standardů. Snížení obsahu C3A zlepšuje sulfátovou odolnost. Portlandit je slabinou cementové směsi a musí být minimalizován. Je prokázáno, že CO2 přeměňuje portlandit na uhličitan vápenatý, který dočasně těsní cementové póry. Nicméně v průběhu chemických reakcí se portlandit bude snadněji louhovat ven z cementového matrixu a bude způsobovat destruktivní expanzi. Studie ukazují, že cementová koroze způsobená pouze reakcí CO2 není sama osobě velkým rizikem, ale urychluje v přítomnosti jiných faktorů další typy korozí. Eliminace portlanditu a přídavek oxidu křemičitého proto pomáhá mírnit korozivní reakce. Výzkum kovových materiálů používaných pro vystrojení sond U provozních sond působí CO2 korozivně na součásti, které s ním přicházejí do kontaktu, což jsou zejména stupačky, pažnice a filtry, které se nacházejí pod zapakrovanou částí těžební pažnicové kolony. Koroze kovového vystrojení vtláčecích sond v prostředí CO2 je závislá na pH, tlaku a teplotě. S rostoucí teplotou se rozpustnost CO2 ve vodě rapidně snižuje, s rostoucím tlakem zvyšuje (např. při 5 MPa je cca 5 x vyšší než při 0,1 MPa) a s rostoucím pH snižuje. Koroze vystrojení tak může být omezena zejména použitím nekorozivních materiálů, jako chromem vysoce legovaná ocel, nebo zainjektováním inhibitoru koroze v případě použití uhlíkové oceli. V rámci provedeného výzkumu byly na pracovištích VŠB připraveny materiálové vzorky ze součástí vystrojení vrtů běžně používaných v provozní praxi – pažnic, stupaček, vrtných tyčí a pakru. Vzorky byly umístěny jedné z cel aparatury RK-1, vyvložkované vnitřním nerezovým ochranným válcem. Reakční prostředí bylo tvořeno laboratorně vytvořenou ložiskovou vodou odpovídající té, která se vyskytuje na ložisku LBr-1, a oxidem uhličitým. Analyzované materiálové vzorky byly ponechány v reakčním prostředí po dobu 236 dnů. Poté byly podrobeny metalografické analýze na specializovaném pracovišti Politechniky Śląské v Katovicích, kde byly zkoumány změny jejich vlastností ve srovnání se stavem před experimentem (obr. 8-5). Na vzorcích nebyly pozorovány žádné podstatné změny ve fázovém složení, morfologii vnitřních struktur jednotlivých složek ani v nárůstu nekovových příměsí. Dlouhodobé působení CO2 za rezervoárových p-T podmínek se však projevilo zvýšenou mírou koroze na povrchu vzorků, přičemž nejmenší korozivní napadení bylo zaznamenáno u vzorku pažnice. Z výsledků experimentů vyplývá, že při geologickém ukládání CO2 • brát v úvahu sezonní změny složení půdního vzduchu a rozdíly v koncentracích plynů nad úložním komplexem a mimo něj – z provedených měření vyplývá: – asi desetinásobné zvýšení přírodního pozadí CO2 v půdním vzduchu v teplém období květen-září ve srovnání s chladným obdobím listopad-duben, – asi dvoj- až trojnásobné zvýšení obsahu CO2 nad vytěženým ložiskem ropy a plynu vůči oblasti mimo vytěžené ložisko; • měření v terénu doplňovat odběry vzorků půdního vzduchu i plynu z pozorovacích sond a rozbory chemického a izotopového složení uhlíku v CO2 a metanu – získané výsledky ukazují na tři genetické typy CO2 na lokalitě LBr-1 a přilehlé části Vídeňské pánve (obr. 8-4): – CO2 z metabolismu fauny a flóry, zejména C4-rostlin, – CO2 z mikrobiální oxidace metanu, – směs uvedených typů. Výsledky popsaného metodického výzkumu jsou podrobně zpracovány v projektovém výstupu V7.5. 8.5 Metodický výzkum v oblasti snižování rizik a zvyšování bezpečnosti úložiště – výzkum odolnosti materiálů používaných k vystrojení vrtu Integrita vrtu je jedním z nejdůležitějších činitelů, které přispívají k omezení rizika úniku CO2 z podzemního úložiště. Stvol vrtu totiž představuje při geologickém ukládání nejpravděpodobnější cestu, kterou může CO2 z úložiště unikat. Potenciální migrační cesty se vyskytují jak u starých, zlikvidovaných, tak u aktivních zapažených vrtů.Předevšímjsoutomožnéúnikypodélrozhranímateriálů, např. mezi cementem a vnější plochou pažnic, mezi cementem a vnitřní plochou pažnic, prostorem na styku cementu a horniny tvořící stěnu vrtu, a dále také v samotném materiálu, především vlivem nespojitostí, např. skrze kapiláry v cementu, skrz proražené nebo zkorodované pažnice, nebo prasklinami v cementaci mezikruží. V rámci projektu REPP-CO2 byl v této souvislosti na pracovištích VŠB realizován metodický výzkum, který se zaměřil na jednotlivé komponenty vystrojení vrtů a jejich možné ovlivnění dlouhodobým působením CO2. Vliv agresivního prostředí na cementaci vrtů Celistvost a propustnost cementu v mezikruží aktivních vrtů a v cementových mostcích zlikvidovaných vrtů je zásadním parametrem, který ovlivňuje efektivitu utěsnění proti únikům tekutin z horninového prostředí. V případě injektování a ukládání CO2 je třeba, aby si cement použitý k utěsnění vrtu dokázal zachovat velmi nízkou permeabilitu po velmi dlouhé období za působení CO2 při ložiskových p-T podmínkách. Při dlouhodobém uložení CO2 se použitý materiál dostává do kontaktu se superkritickým CO2 a solankou za zvýšeného tlaku a teploty a nízkého pH. Ke korozi pak dochází hlavně podél kontaktu cement/hornina a v menším rozsahu i v cementovém matrixu. Vady v cementovém prstenci a únikové kanálky pro migraci způsobují nárůst kontaktního času a zvětšení oblasti kontaktu mezi korozivní tekutinou a cementem, čímž zesilují korozivní proces. Za účelem výzkumu těchto vlivů byla v laboratořích VŠB provedena sada experimentů s využitím reakční komory RK-1, která umožňuje realizovat zkoušky za rezervoárových teplotních a tlakových podmínek. Pro vlastní laboratorní pokusy byly zvoleny 3 typy cementových směsí, které se v lokální praxi běžně užívají pro cementaci mezikruží, úhybových mostků aj. Jedná se o tyto typy cementových směsí: • klasická cementová směs, • cementová směs s urychlovačem tuhnutí, • cementová směs se zpomalovačem tuhnutí. Pro každý z těchto typů cementových směsí byly připraveny tři sady po 4 vzorcích krychlového tvaru o délce strany 5 cm. Každá sada pak byla po dobu 80 dní vystavena předpokládaným specifickým vrtovým podmínkám ve dvou variantách (ložisková voda a ložisková voda + CO2), a pro srovnání také inertnímu prostředí N2. Pro experimenty byl použit tlak 7,5 MPa a teplota 35 °C. Po ukončení testů byly vzorky zkoumány pomocí práškové RTG difrakční analýzy a elektronové mikroskopie a vyhodnoceny z hlediska pevnostních charakteristik (zkouška pevnosti v prostém tlaku); vybrané vzorky byly rovněž rentgenovány. Analýzy neprokázaly vliv fluid na fázové složení vzorků a jejich mikrostrukturu; byl ovšem prokázán vliv fluid na jejich pevnostní charakteristiku – vzorky vystavené působení směsi ložiskové vody a CO2 vykazují výrazně nižší (i když stále relativně vysoké) hodnoty pevnosti v prostém tlaku ve srovnání se vzorky vystavenými pouze působení ložiskové vody. Na základě popsaných experimentálních výsledků a souběžně provedené rešerše mezinárodní odborné literatury byla na závěr formulována metodická doporučení pro zásady cementace v korozivním vrtovém prostředí za přítomnosti CO2: Obr. 8-5 Povrch vzorku pažnice před experimentem (a) a po expozici CO2 (b). Obr. 8-4 Charakteristika typů CO2 v půdním vzduchu na základě obsahu (CO2 %obj) a izotopového složení uhlíku (d13C-CO2). Rozlišeny jsou tři genetické typy: půdní CO2 z metabolismu především C4-rostlin, CO2 z mikrobiální oxidace metanu a směs uvedených dvou typů. 86 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 Publicita a šíření informací byly náplní projektové Aktivity 8. Jejím hlavním cílem bylo zpřístupnit ve srozumitelné a žádané formě informace o projektu REPP-CO2 a jeho výsledky široké odborné i laické veřejnosti. Návazné osvětové a vzdělávací aktivity byly zaměřeny na rozvoj zájmu o problematiku CCS mezi laickou veřejností a studenty. Důležitou součástí aktivity byly odborné prezentace výsledků zaměřené na mezinárodní a domácí vědecko-výzkumnou komunitu a hlavní cílové skupiny projektu – zástupce státní správy zapojené do přípravy relevantních politik a výkonu regulatorních pravomocí a zástupce průmyslu z relevantních odvětví (energetika, průmysl s vysokými emisemi CO2, geologie, těžba nerostných surovin). Ještě před zahájením projektu byl v souladu s pravidly Norských fondů (Communication and design manual) zpracován Plán publicity, který se stal hlavním řídicím dokumentem pro realizaci Aktivity 8. Bezprostředně po zahájení projektu byly pro podporu realizace naplánovaných aktivit ve Vydavatelství ČGS vytvořeny grafické materiály, jako je logo, jmenovky, šablona prezentace ve formátu MS PowerPoint, šablony dokumentů, informační poster atd. Tyto materiály pak byly pro účely publicity a šíření informací důsledně využívány v celém průběhu projektu. 9.1 Informační website Na adrese http://www.geology.cz/repp-co2 byl v úvodu roku 2015 zprovozněn web projektu REPP-CO2 (obr. 9-1). Web je realizován v prostředí Oracle iAS 10g – Oracle Portal; je rozdělen na část přístupnou veřejnosti a interní část, která je přístupná jen řešitelskému týmu. Veřejná část má za cíl poskytnout maximum veřejných informací o projektu samotném i o průběhu jeho řešení. Obsahuje stránky „Aktuality“, „O projektu“, „Ke stažení“, „Partneři“„Kontakty“ a „Zajímavé odkazy“. Web je dvojjazyčný; anglická verze je k dispozici na http://www.geo- logy.cz/repp-co2/english. Na webu byly pravidelně zveřejňovány zprávy o průběhu a výsledcích řešení projektu. V závěru projektu zde byly k dispozici informace o závěrečném projektovém workshopu a konferenci (viz kap. 9.5); projektový web v těchto případech sloužil i jako prostředek k online registraci pomocí registračního formuláře a jako informační místo pro účastníky zmíněných akcí. Po realizaci konference a workshopu byly na webu publikovány prezentace jednotlivých řečníků a dokumentační fotogalerie. Interní část webu byla intenzivně využívána pro sdílení a přenos dat a pracovních dokumentů. Projektový web byl propojen s informačním portálem pro technologie CCS, který ČGS provozuje od roku 2006 a kde jsou průběžně publikovány novinky a informace o rozvoji technologií CCS v ČR i ve světě. V rámci projektu REPP-CO2 byl tento informační portál inovován, opatřen novou grafikou, přesunut na novou adresu http://www.geology.cz/ccs/ a rozšířen o vzdělávací část v záložce „Technologie CCS“. Jedná se o obsáhlý populárně-naučný text s množstvím ilustrativních obrázků vysvětlujících základní principy technologie CCS. Text je zpracovaný dle vzoru na webu Global CCS Institute a pro přehlednost je rozdělený na 5 podkapitol: • Vliv CO2 na změnu klimatu • Zachytávání CO2 • Přeprava CO2 • Ukládání CO2 • CCS v praxi. Provoz informačního portálu pro technologie CCS bude ze strany ČGS zajištěn i po ukončení projektu REPP-CO2. 9.2 Prezentace projektu a jeho výsledků na vhodných domácích a zahraničních událostech V průběhu i po skončení realizace byl projekt REPP-CO2 a jeho výsledky představen formou přednášek a posterů na řadě domácích i mezinárodních konferencí, workshopů a seminářů, včetně akcí s vysokým mezinárodním odborným kreditem (např. konference GHGT nebo EAGE). Odborné diskuze, zejména s kolegy z mezinárodní vědecko-výzkumné komunity, související s těmito prezentacemi, byly vítanou příležitostí pro výměnu znalostí a zkušeností či navázání nových výzkumných partnerství, ale zároveň poskytly i neocenitelnou zpět(realizovaném v časovém horizontu prvních stovek dní) by injektáži pravděpodobně mohlo být ponecháno původní přípočvové vystrojení sond (pažnice, filtry, stupačky, pakry). Na základě výše uvedených poznatků byl v závěru projektu realizován rovněž dlouhodobý experiment zaměřený na zkoumání vlivů reakčního prostředí na  kontakty hornina-cement-pažnice, který dále rozšířil spektrum získaných znalostí. Provedené experimenty, jejich výsledky a výsledná metodická doporučení jsou podrobně popsány v projektových výstupech V7.6 a V7.7. Gier, S., Worden, R. H., Johns, W. D., & Kurzweil, H. (2008): Diagenesis and reservoir quality of Miocene sandstones in the Vienna Basin, Austria. – Marine and Petroleum Geology, 25(8), 681–695. https://doi.org/10.1016/j.marpet- geo.2008.06.001 Libbey, R. B., Longstaffe, F. J., & Flemming, R. L. (2013): Clay Mineralogy, Oxygen Isotope Geochemistry, and Water/rock Ratio Estimates, Te Mihi Area, Wairakei Geothermal Field, New Zealand. – Clays and Clay Minerals, 61(3), 204–217. https://doi. org/10.1346/CCMN.2013.0610304 McCarty, D. K., Sakharov, B. A., & Drits, V. A. (2009): New insights into smectite illitization: A zoned K-bentonite revisited. – American Mineralogist, 94(11–12), 1653–1671. https://doi. org/10.2138/am.2009.3260 Morad, S., Al-Ramadan, K., Ketzer, J. M., & De Ros, L. F. (2010): The impact of diagenesis on the heterogeneity of sandstone reservoirs: A review of the role of depositional facies and sequence stratigraphy. – AAPG Bulletin, 94(8), 1267–1309. https://doi.org/10.1306/04211009178 Newhall, C. (2006): Improving cement bond in the Appalachian Basin with adjustments to preflush and spacer design. SPE Paper 104576-MS. – SPE Eastern Regional Meeting, 11–13 October 2006, Canton, Ohio, USA. Xi, K., Cao, Y., Jahren, J., Zhu, R., Bjørlykke, K., Zhang, X., Hellevang, H. (2015): Quartz cement and its origin in tight sandstone reservoirs of the Cretaceous Quantou formation in the southern Songliao basin, China. – Marine and Petroleum ­Geology, 66(September), 748–763. https://doi.org/10.1016/j. marpetgeo.2015.07.017 Worden, R. H., & Morad, S. (2003): Clay Minerals in Sandstones: Controls on Formation, Distribution and Evolution. In Clay Mineral Cements in Sandstones (pp. 1–41). – Oxford, UK: Blackwell Publishing Ltd. https://doi.org/10.1002/ 9781444304336.ch1 V7.1 Zpráva – metodika dynamických experimentů se spCO2 pro vzorky nasycené ropnými produkty V7.2 Shromáždění dostupných údajů o orientaci hlavních os recentního napětí ve sledovaném regionu a výpočty hodnot relativního reaktivačního potenciálu na základě dostupných údajů o orientaci napětí – dílčí zpráva V7.3 Závěrečná zpráva o provedeném výzkumu s vyhodnocením výpočtů relativního reaktivačního potenciálu zlomů V7.4 Zpráva – metodika výzkumu mineralogie horninových tmelů V7.5 Zpráva o metodickém výzkumu v oblasti monitorování uloženého CO2 V7.6 Vyhodnocení vlivu CO2 na vystrojení vtláčecích sond (cement, pažnice, pakr, tyče) – textová zpráva V7.7 Vyhodnocení vlivu CO2 na kontakty hornina–cement-pažnice – textová zpráva LITERATURA SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 7 9. Publicita a šíření informací Obr. 9-1 Domovská stránka projektového webu REPP-CO2 http://www.geology. cz/repp-co2. 8988 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 9 . P U B L I C I T A A   Š Í Ř E N Í I N F O R M A C Í /ČGS/, R. Berenbyum, F. Riis, E. P. Ford, L. Kollbotn, A. Khrulenko /IRIS/). • REPP-CO2: Equilibrium Modelling of CO2-Rock-Brine Systems (autoři M. Klajmon, V. Havlová, R. Červinka, A. Mendoza /ÚJV/, J. Franců /ČGS/, R. Berenblyum, O. Arild /IRIS/). • A comparison of FEP-analysis and barrier analysis for CO2 leakage risk assessment on an abandoned Czech oilfield (autoři O. Arild, E. P. Ford, H. P. Lohne, M. Mansouri Majoumerd /IRIS/, V. Havlová /ÚJV/). Další aktivity směřující k publikaci výsledků projektu probíhají; vydání článků lze očekávat ve 2. pololetí roku 2017, popř. v roce 2018. V závěrečném období projektu byl rovněž zpracován populárně naučný článek V. Hladíka a P. Maděry (ČGS) „Zachytávání a ukládání CO2: cesta ke zmírnění změny nou vazbu ohledně relevance a kvality řešených problémů a prezentovaných výsledků. Seznam akcí s aktivní účastí zástupců projektu REPP-CO2 a prezentacemi jeho výsledků zahrnuje tyto konference, workshopy a semináře: • CLIMIT Summit, Oslo, 24. – 25. 2. 2015 • Energy developments and CCS in East and Central Europe – seminář v rámci konference CLIMIT Summit, Oslo, 25. 2. 2015 • Polish-Norwegian and Czech-Norwegian CCS projects supported by EEA and Norway Grants – norsko-polsko-český seminář organizovaný Norwegian Research Council, Oslo, 26. 2. 2015 • Pilotní studie a průzkumy pro CCS technologie – zahajovací konferenci programu CZ08 Norských fondů 2009–2014, Praha, 8. 4. 2015 • ICCT 2015 – 3. mezinárodní chemicko-technologická konference (International Conference on Chemical Technology), Mikulov, 14. 4. 2015 • 10th CO2GeoNet Open Forum, Benátky, 11.–12. 5. 2015 • EAGE 2015 – 77th Annual Conference and Exhibition of the European Association of Geoscientists and Engineers, Madrid, 1.–4. 6. 2015 • TCCS-8 – 8th Trondheim Conference on CO2 Capture, Transport and Storage, Trondheim, 16.–18. 6. 2015 • Goldschmidt 2015, Praha, 16.–21. 8. 2015 • IMOG2015 – International Meeting on Organic Geochemistry, Praha, 13.–18. 9. 2015 • Otevřený kongres České geologické společnosti a Slovenskej geologickej spoločnosti, Mikulov, 14.–17. 10. 2015 • Seminář o možnostech aplikace technologie CCS (zachytávání a ukládání CO2) v České republice, Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR, Praha, 15. 1. 2016 • Problematyka geosekwestracji CO2 w Republice Czeskiej – odborný seminář Akademie Górniczo-Hutniczej, Krakov, 29. 1. 2016 • Zachycování a ukládání CO2 – seminář v rámci 4. mezinárodní chemicko-technologická konference (International Conference on Chemical Technology), Mikulov, 26. 4. 2016 • 11th CO2GeoNet Open Forum, Benátky, 9.–10. 5 . 2016 • CO2 storage pilot projects in Europe – workshop pořádaný projektem REPP-CO2, přidružená akce konference Open Forum, Benátky, 11. 5. 2016 • EAGE 2016 – 78th Annual Conference and Exhibition of the European Association of Geoscientists and Engineers, Vídeň, 30. 5. – 2. 6. 2016 • Zachycování a ukládání CO2 – sdílení znalostí a zkušeností – závěrečná konference projektu Norských fondů ShaKE, Praha, 15. 6. 2016 • Co-operation in Research and Development of Carbon Capture and Storage Technologies – česko-norský seminář spoluorganizovaný projektem REPP-CO2, Oslo, 12. 10. 2016 • Zachytávání a ukládání CO2 v podmínkách ČR – spolupráce České republiky a Norska – česko-norská konference spolupořádaná projektem REPP-CO2, Praha, 7.–8. 11. 2016 • GHGT-13 – 13th Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, Lausanne, 14.–18. 11. 2016 (obr. 9-2) • Cooperation between forerunner and follower countries in CCS research: The example of Norway and the Czech Republic – seminář spoluorganizovaný projektem REPP-CO2, přidružená akce konference GHGT-13, Lausanne, 14. 11. 2016 • Provoz energetických zařízení v podmínkách připravované legislativy – seminář Hospodářské komory ČR, Praha, 15. 11. 2016 • Improved Oil Recovery 2017 – sympózium EAGE, Stavanger, 24.–27. 4. 2017 • 12th CO2GeoNet Open Forum, Benátky, 8.–9. 5. 2017 • TCCS-8 – 8th Trondheim Conference on CO2 Capture, Transport and Storage, Trondheim, 12.–14. 6. 2017. Celkově zástupci projektu na výše uvedených akcích prezentovali 40 přednášek a 11 posterů. 9.3 Publikace v odborné a populárně vědecké literatuře V úvodním období projektu byly publikační aktivity zaměřeny na představení projektu a jeho cílů. Články tohoto typu vyšly v časopise Akademik (VŠB), v newsletteru Geo ENeRGY, vydávaném mezinárodní výzkumnou sítí ENeRG, a v recenzovaném odborném časopise Uhlí – Rudy – Geologický průzkum. S postupem prací na řešení projektu se těžiště publikačních aktivit přesunulo k prezentaci projektových výsledků; tato aktivita byla zahájena v závěru projektu a pokračuje i po jeho oficiálním ukončení. Výsledky projektu REPP-CO2 jsou jádrem publikace v impaktovaném odborném časopisu Environmental Earth Sciences s názvem „Preliminary geochemical modeling of water–rock–gas interactions controlling CO2 storage in the Badenian Aquifer within Czech Part of Vienna Basin“ autorů K. Labuse, P. Bujoka, M. Klempy, M. Porzera a D. Matýska (VŠB). Další články vyšly v časopisu Przeglad geologiczny a ve sborníku XVIII. mezinárodní vědecko-technické konference New knowledge in the area of drilling , production, transport and storage of hydrocarbons, Podbanské 2016. Na základě prezentací a posterů z konference GHGT-13 budou v průběhu roku 2017 v časopisu Energy Procedia byly publikovány čtyři články s výsledky projektu REPP-CO2: • 3D geological model of potential CO2 storage: Abandoned oil and gas field LBr-1 in the Vienna Basin (autoři J. Franců, M. Pereszlényi, O. Prokop, L. Jurenka, V. Hladík, O. Krejčí /ČGS/, F. Riis /IRIS/). • LBr-1 – research CO2 storage pilot in the Czech Republic (autoři V. Hladík, M. Pereszlényi, O. Krejčí, J. Franců Obr. 9-2 Poster „LBr-1 – Research CO2 Stoarge Pilot in the Czech Republic, prezentovaný na mezinárodní konferenci GHGT-13 v Lausanne (listopad 2016). 9190 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 9 . P U B L I C I T A A   Š Í Ř E N Í I N F O R M A C Í Souhrnná zpráva o aktivitách zaměřených na studenty je náplní projektového výstupu V8.11. Média Pro potřeby médií byly v průběhu projektu vydány dvě tiskové zprávy. V 1. období projektu byla vydána zpráva s titulkem „Česká geologická služba připravuje výzkumný projekt geologického ukládání CO2 v České republice“, informující média i veřejnost o přípravě výzkumného pilotního projektu geologického ukládání CO2 v České republice. V den oficiálního ukončení řešení projektu byla vydána druhá tisková zpráva s názvem „Příprava skončila úspěšně, pilotní projekt ukládání CO2 v České republice může pokračovat“. Tato zpráva informuje o oficiálním ukončení řešení projektu REPP-CO2 a hlavních dosažených výsledcích. K distribuci tiskových zpráv byly využity komunikační kanály ČGS a ostatních partnerů; zprávy byly také zveřejněny na projektovém webu. Dne 22. 12. 2015 poskytl koordinátor projektuV. Hladík (ČGS) krátký rozhovor do vysílání celoplošné rozhlasové stanice Český rozhlas Plus. Rozhovor se týkal technologie CCS v souvislosti s vládním přijetím novely zákona č. 85/2012 Sb., o ukládání oxidu uhličitého do přírodních horninových struktur. Newsletter V průběhu projektu byla publikována celkem tři čísla projektového newsletteru. První číslo z března 2015 seznámilo čtenáře s celkovým významem projektu i s jeho očekávanými přínosy, s dílčími cíli a strukturou jednotlivých projektových aktivit. Newsletter č. 2 vyšel v dubnu 2016; jeho náplní byly informace o průběhu projektu, dílčích výsledcích a realizovaných osvětových aktivitách, jakož i představení nejvýznamnějších projektových investic. Třetí newsletter byl vydán v listopadu 2016 a věnován výsledkům projektu, projektovému informačnímu systému a závěrečné projektové konferenci. Newsletter byl prezentován v tištěné formě na přednáškách, konferencích a seminářích zaměřených na českou odbornou i laickou veřejnost, a to nejen v rámci projektu REPP-CO2, ale i na těch, které organizovaly partnerské projekty programu CCS Norských fondů. Současně je newsletter v digitální formě dostupný i na webových stránkách projektu. Vzdělávací materiály Projekt REPP-CO2 připravil vzdělávací materiály o technologii CCS a geologickém ukládání CO2 v tištěné i digitální podobě. Příkladem tištěného materiálu je zpracovaný informační leták„Geologické ukládání CO2“, který je českou verzí francouzského materiálu vydaného asociací Club CO2 France (obr. 9-4). Leták byl přeložen z anglické verze do češtiny, aby populárně-naučné informace v něm obsažené mohly být šířeny mezi českou odbornou i laickou veřejnost. Národně zaměřené informace v částech letáku, které byly původně cíleny na francouzskou veřejnost, byly přepracovány tak, aby odpovídaly českému kontextu. Leták byl vytištěn v nákladu 300 ks a rozdáván zájemcům v rámci projektových osvětových aktivit. Mimo to byl v nákladu 110 ks realizován dotisk české verze 20stránkové informační brožury „Co to vlastně je geologické ukládání CO2?“. Jedná se o informační materiál, který vznikl v rámci evropské sítě excelence CO2GeoNet a je obsahově zaměřen na šíření srozumitelně podaných informací o ukládání CO2. V rámci osvětových aktivit projektu byl využit stejně jako výše zmíněný leták. V elektronické verzi jsou oba materiály dostupné na webu projektu i na informačním portálu pro technologie CCS. V průběhu projektu byla na portálu Svět geologie (http://www.geology.cz/svet-geologie/poznej-geologii/geologicka-temata/ukladani-co2) připravena a spuštěna populárně naučná sekce Geologické ukládání CO2. Sekce zapadá do celkového obsahu portálu, který prezentuje množství nejnovějších poznatků z oblasti věd o Zemi, jež jsou ve srozumitelné formě určeny dětem, klimatu“. Článek byl předán do redakce časopisu Vesmír, který patří k nejvýznamnějším médiím pro popularizaci vědy v Česku. Dle sjednané dohody bude článek vydán v závislosti na tematickém zaměření jednotlivých čísel časopisu na podzim roku 2017. Všechny publikační aktivity byly průběžně zaznamenávány v sekci„Aktuality“ na projektovém webu http:// www.geology.cz/repp-co2; kopie přednášek, posterů a publikací jsou soustředěny v sekci„Ke stažení“. Přehled realizovaných publikačních aktivit je pak náplní projektového výstupu V8.4. V závěru projektu byla zpracována Závěrečná zpráva projektu, která přehlednou formou na více než 100 stránkách shrnuje všechny hlavní dosažené výsledky – viz výstup V8.5. 9.4 Vzdělávací a osvětové aktivity Vzdělávací a osvětové aktivity byly zaměřeny na zvýšení obecného povědomí odborné a laické veřejnosti o technologii CCS a jejím významu pro snížení emisí skleníkových plynů v rámci úsilí o zmírnění změny kli- matu. Přednášky První aktivitou zaměřenou na zvyšování obecného povědomí odborné veřejnosti o technologii CCS byla přednáška koordinátora projektu V. Hladíka (ČGS) nazvaná „Technologie CCS: Budeme ji potřebovat?“ na  3. mezinárodní chemicko-technologické konferenci (International Conference on Chemical Technology – ICCT 2015) v Mikulově dne 14. dubna 2015. V létě 2015 přednesli pracovníci VŠB v rámci pravidelných seminářů Moravskoslezské hornické společnosti ČSVTS v Ostravě odbornou přednášku s názvem„Technika a technologie hloubení vrtů určených pro geosekvestraci CO2“. V rámci největšího vědeckého festivalu v ČR s názvem Týden vědy a techniky přednesl koordinátor projektu Vít Hladík prezentaci „Technologie CCS aneb S oxidem uhličitým do podzemí!“. Přednáška určená pro širokou veřejnost se uskutečnila dne 9. 11. 2015 v budově Akademie věd České republiky. Hlavními tématy obsaženými v prezentaci byly: • Role CO2 ve změně klimatu • Technologie CCS a její význam • CCS ve světě • Situace v ČR • Ekonomické faktory. Další „osvětové“ přednášky koordinátora projektu V. Hladíka (ČGS) zazněly na závěrečné konferenci projektu Norských fondů „Zachycování a ukládání CO2 – sdílení znalostí a zkušeností“ v Praze 15. 6. 2016 („CCS v běhu času“) a na česko-norské konferenci„Zachytávání a ukládání CO2 v podmínkách ČR – spolupráce České republiky a Norska“ v Praze 7. 11. 2016 („CCS v České republice /a ve světě/“). Pro posluchače univerzity třetího věku Hornicko-geologické fakulty VŠB-TUO v Ostravě se dne 15. 11. 2016 uskutečnila prezentace s názvem „Konstrukce a vystrojení sond pro geosekvestraci CO2“ (obr. 9-3), kterou přenesl M. Klempa (VŠB). Přednášky pro studenty Přednáškové aktivity REPP-CO2 byly zaměřeny na studenty geologických a příbuzných oborů. Na vysokých školách byly uspořádány tyto akce: • přednáška na téma „Geosekvestrace CO2“ pro studenty 4. ročníku oboru geologické inženýrství HGF VŠB-TU Ostrava dne 12. 5. 2015, • přednáška na téma„Projekt geosekvestrace CO2 v ČR“ pro studenty 1. ročníku doktorského studia Wydziala Wiertnictwa, Nafty i Gazu na Akademii Gorniczo-Hutniczej, Krakov, Polsko dne 29. 5. 2015, • přednáška „Projekt geosekvestrace CO2 v ČR“ pro studenty 4. ročníku dálkového studia Wydziala Wiertnictwa, Nafty i Gazu na Akademii Gorniczo-Hutniczej, Krakov, Polsko dne 30. 5. 2015, • přednáška na téma„CCS neboli zachytávání a ukládání oxidu uhličitého“ pro studenty oboru Sociální a kulturní ekologie na Fakultě humanitních studií Univerzity Karlovy v Praze dne 2. 6. 2016, • kurz „Zpracování seismických dat“ v rámci pravidelné výuky na Ústavu geologických věd Masarykovy Univerzity v Brně, který byl celý věnován praktickým otázkám seismologického monitoringu, připravený a realizovaný partnerem UFZ na jaře 2016, • přednáška „Geochemická problematika ukládání CO2 v kontextu České republiky“ pro studenty Přírodovědecké fakulty UK v Praze dne 18. 10. 2016, • přednáška „Geologické ukládání CO2“ pro studenty magisterského studia oboru užitá geofyzika na Ústavu hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky Přírodovědecké fakulty UK v Praze dne 9. 11. 2016. Díky zapojení partnerů VŠB, ČGS, UFZ a ÚJV se plánované množství přednášek podařilo výrazně překročit. Obr. 9-3 Přednáška M. Klempy s názvem „Konstrukce a vystrojení sond pro geosekvestraci CO2“ pro posluchače univerzity třetího věku na Hornickogeologické fakultě VŠB-TUO. Obr. 9-4 Titulní stránka české verze osvětového letáku „Geologické ukládání CO2“. 92 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 Hlavním cílem této aktivity bylo zvýšit úroveň odborné kapacity českých partnerů projektu v oblasti geologického ukládání CO2 prostřednictvím přenosu informací, znalostí a know-how od norského partnera projektu (IRIS), dalších norských subjektů a z prostředí mezinárodní vědecké komunity. Získané znalosti a informace byly nejen využity při řešení projektu, ale představují i významné posílení národního vědecko-výzkumného potenciálu do budoucna. 10.1 Výměna zkušeností v rámci mezinárodního networkingu V rámci tohoto úkolu bylo využito stávajícího členství ČGS a IRIS v Evropské síti excelence pro geologické ukládání CO2 – CO2GeoNet. Při řešení projektu byly využívány informace a zdroje literatury shromážděné ve znalostní databázi networku („Knowledge repository“) na webu http://www.cgseurope.net/, např. shrnující studie „Monitoring methods“, která poskytla řadu vstupních informací pro přípravu monitorovacího plánu úložiště v Aktivitě 5, nebo studie„Selection and Characterisation Methods“, která byla využita zejména při zpracování plánů dalších aktivit na lokalitě LBr-1 v Aktivitě 6. Na základě osobních kontaktů v rámci CO2GeoNet bylo s partnery CIUDEN (Španělsko) a GFZ (Německo) dohodnuto poskytnutí informací o monitorovacích plánech pilotních úložišť CO2, které tito partneři spravují – Hontomínu ve Španělsku a Ketzinu v Německu. Tyto podklady (zejména pak technická schémata vystrojení a technického vybavení injektážních a monitorovacích vrtů) byly využity jako cenné vstupní informace pro přípravu monitorovacího plánu úložiště v Aktivitě 5 a pro zpracování scénářů dalšího rozvoje úložiště LBr-1 v Aktivitě 6. Členství ČGS a IRIS v CO2GeoNet umožnilo projektovému konsorciu REPP-CO2 zapojit se do aktivity směřující k začlenění českého pilotního úložiště LBr-1 mezi vybrané lokality evropského výzkumného projektu ENOS (ENabling Onshore CO2 Storage), připravovaného pro program Horizon2020, výzva„Bezpečná, čistá a účinná energie“. Hlavní práce na přípravě projektu probíhaly v rámci sítě CO2GeoNet (za aktivní účasti ČGS a IRIS) v období únor–květen 2015; v květnu byl návrh projektu odevzdán k posouzení Evropské komisi. Návrh byl ohodnocen relativně vysokým skóre, přesto nebyl v prvním kole hodnocení vybrán k financování a byl zařazen na čekací listinu potenciálně financovatelných projektů. Teprve v dubnu 2016 rozhodla Evropská komise o financování projektu ENOS a v následných několika měsících probíhalo intenzivní vyjednávání mezi projektovým konsorciem ENOS a EK o podmínkách přidělení grantu. ENOS byl oficiálně zahájen 1. září 2016, což umožňuje bezprostřední pokračování aktivit realizovaných v rámci REPP-CO2 a další posun vývoje celého pilotního projektu úložiště LBr-1 směrem k jeho plné realizaci. Hlavní aktivity plánované pro úložiště LBr-1 v rámci projektu ENOS zahrnují: • podrobnou analýzu zlomových struktur ložiska z hlediska možnosti jejich reaktivace a potenciálního úniku CO2 z úložiště, • dynamické modelování průběhu a následků případného úniku CO2 podél starých likvidovaných vrtů, včetně souvisících geochemických jevů a kvantifikace úniku, • detailní rozpracování a optimalizaci scénářů možné intenzifikace těžby ropy pomocí injektáže CO2, • studii posuzující případné přeshraniční vlivy při provozu pilotního úložiště souvisící s polohou úložné struktury v blízkosti hranice se Slovenskem, • partnerství a výměnu informací a zkušeností s realizačním týmem projektu ukládání CO2 na ložisku Wellington v Kansasu, USA, • studii posuzující širší možnosti intenzifikace těžby ropy pomocí injektáže CO2 s jeho následným uložením v oblasti Vídeňské pánve na území ČR, Slovenska a Rakouska. V rámci aktivit projektu ENOS se do výzkumných prací na ložisku LBr-1 zapojí i další evropští partneři, což umožní využití dalších špičkových, často novátorských, metod a technologií. V závěrečném období projektu REPP-CO2 proto probíhala intenzivní technická a organizační příprava na hladké předání dat a výsledků získaných v rámci REPP-CO2 do projektu ENOS. Nezastupitelnou roli v tom sehrála projektová geodatabáze REPP-CO2, v níž jsou uložena všechna využívaná i nově vzniklá data. Realizace projektu ENOS a skutečnost, že LBr-1 je jednou z jeho klíčových výzkumných lokalit, představuje významný příspěvek k zajištění udržitelnosti výsledků projektu REPP-CO2, které budou v návazném projektu ENOS plně využity. Spolupráce mezi projektem REPP-CO2 a sítí CO2GeoNet vytvořila předpoklady i pro zviditelnění projektu na každoročních prestižních evropských konferencích CO2GeoNet Open Forum, zaměřených na nejnovější výsledky výzkumu, vývoje a implementace geologického ukládání CO2. V rámci 11. ročníku této konference, který se uskutečnil v Benátkách v květnu 2016, zorganizoval REPP-CO2 půldenní workshop s názvem „CO2 Storage Pilot Projects in Europe“ (obr. 10-1). V úvodní sekci workshopu byl detailně představen projekt REPP-CO2 a jeho výsledky, zatímco ve druhé sekci byly podrobně představeny další evropské pilotní projekty – Heletz v Izraeli, Hontomín ve Španělsku, Geo-Energy Test Bed pedagogům i široké veřejnosti. V nové sekci Geologické ukládání CO2 naleznou návštěvníci populárně naučné informace o technologiích CCS. Dozvědí se například, proč je CO2 problém, jaké jsou cesty ke snížení emisí CO2, co to je geologické ukládání CO2 a jak probíhá. Sekce je doplněna odkazy na webové stránky projektu REPP-CO2 a další relevantní informace. Významným počinem bylo i zpracování české verze tří vzdělávacích videí vysvětlujících základy technologie CCS. Videa s názvy„Konkrétní fakta o zachytávání a ukládání CO2“,„Zaostřeno na CCS“ a „Bezpečné úložiště: Uzavření uhlíkové smyčky“, která byla získána na základě dohody od Evropské technologické platformy ZEP, byla opatřena českým dabingem a umístěna do vzdělávací části informačního portálu pro technologie CCS (http:// www.geology.cz/ccs/technologie-ccs) a do populárně naučné sekce Geologické ukládání CO2 na portále Svět geologie (viz výše). Zároveň byla zpřístupněna na YouTube kanálu České geologické služby. 9.5 Závěrečný workshop a konference Dne 12. října 2016 proběhl v Oslu česko-norský workshop „Spolupráce ve výzkumu a vývoji technologií zachytávání a ukládání CO2“. Seminář byl organizován ve spolupráci projektu REPP-CO2 se sesterským projektem Programu CZ08 Norských fondů 2009–2014 „Studie pilotních technologií CCS pro uhelné zdroje v ČR“. Cílem workshopu byla prezentace hlavních výsledků obou projektů a vzájemné sdílení zkušeností s partnery i odbornou veřejností a přítomnými českými a norskými veřejnými činiteli. Představeny byly také další aktuálně probíhající projekty řešící problematiku CCS za přispění Technologické agentury ČR a jiných grantových programů. Výsledky projektu REPP-CO2 byly představeny prostřednictvím 5 přednášek a 3 posterů. Česko-norského semináře se zúčastnilo 30 účastníků převážně z Norského království a České republiky. Podrobná zpráva o realizaci workshopu je předmětem výstupu V8.14; kopie prezentací a fotogalerie jsou dostupné online na adrese http://www.geology.cz/ccs/oslo-prezen- tace. Závěrečná projektová konference byla rovněž realizována ve spolupráci se sesterským projektem „Studie pilotních technologií CCS pro uhelné zdroje v ČR“. Pod názvem „Zachytávání a ukládání CO2 v podmínkách ČR – spolupráce České republiky a Norska“ ji pořádaly ÚJV, ČGS a ČVUT v Praze ve dnech 7.−8. 11. 2016 v prostorách pražské Masarykovy koleje. Na konferenci byly představeny hlavní výsledky a závěry obou výzkumných projektů, které ji zorganizovaly, a také další aktuální projekty řešící problematiku CCS za přispění Technologické agentury ČR a dalších programů. Konference se zúčastnilo 73 zájemců o problematiku CCS, čímž se stala historicky největší akcí s tematikou CCS na území ČR. Program byl rozdělen na čtyři hlavní sekce: Rozvoj CCS v České republice a v Norsku, Projekt „Studie pilotních technologií CCS pro uhelné zdroje v ČR”, Výsledky projektu REPP-CO2 a Prezentace výsledků dalších projektů v oboru CCS. V průběhu dvou konferenčních dní zaznělo celkem 29 přednášek, z toho 11 bylo věnováno výsledkům projektu REPP-CO2. Prezentace z konference byly zpřístupněny on-line na Informačním portálu pro technologie zachytávání a ukládání CO2 http://www.geology.cz/ccs/praha-prezentace, kde je k dispozici i fotogalerie. Podrobná zpráva o realizaci konference je obsažena ve výstupu V8.15. > Obr. 9-5 Konference „Zachytávání a ukládání CO2 v podmínkách ČR – spolupráce České republiky a Norska“, Praha – Masarykova kolej, 7. listopad 2016 (foto ČVUT). SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 8 V8.1 Představení projektu v ČR a v Norsku V8.2 Prezentace projektu a dílčích výsledků na Trondheim CCS Conference V8.3 Prezentace dílčích výsledků projektu na Goldschmidtově konferenci V8.4 Přehled realizovaných publikačních aktivit na projektovém webu V8.5 Výtisky závěrečné zprávy V8.6 Projektový web online V8.7 Rozšíření informačního portálu o technologiích CCS o vzdělávací část (vysvětlující texty a videa) V8.8 Tematická sekce na webu„Svět geologie“ V8.9 Vydání tiskových zpráv V8.10 Článek v populárně naučném periodiku V8.11 Realizace přednášek pro studenty V8.12 Informační leták„Geologické ukládání CO2“ V8.13 3 čísla projektového newsletteru V8.14 Realizace česko-norského workshopu o spolupráci ve výzkumu CCS V8.15 Realizace závěrečné projektové konference včetně zveřejnění prezentací na projektovém webu 10. Výměna zkušeností a vzdělávání 9594 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 1 0 . V Ý M Ě N A Z K U Š E N O S T Í A   V Z D Ě L Á V Á N Í výměnu zkušeností a sdílení znalostí, tak pro operativní řešení některých úkolů v rámci samotného projektu REPP-CO2. Druhou krátkou studijní návštěvu v IRIS absolvovali tři pracovníci ČGS ve dnech 12.–16. září 2016. Cílem cesty bylo získání zkušeností z přípravy dynamického modelu úložného komplexu LBr-1 a analýzy rizik, které realizovali pracovníci IRIS na základě podkladů připravených v ČGS, zejména trojrozměrného geologického modelu úložiště. Podrobná zpráva s popisem studijních návštěv a jejich výsledků je náplní projektového výstupu V9.3. ve Velké Británii a Q16Maas v Nizozemí. Workshopu se zúčastnilo celkem 44 zájemců, z toho 31 účastníků bylo členy mezinárodní asociace CO2GeoNet. Kromě toho byly projekt REPP-CO2 a jeho výsledky prezentovány i v hlavním programu konferencí Open Forum, a to formou přednášky v roce 2016 nebo posterů (2015, 2016, 2017). Aktivity REPP-CO2 na konferenci Open Forum 2016 byly financovány z Bilaterálního fondu programu CZ-08. 10.2 Vzdělávání Vzdělávací kurzy Norský partner IRIS připravil v průběhu projektu dva krátké (jednodenní až dvoudenní vzdělávací kurzy) pro české partnery. Zaměření kurzů bylo zvoleno tak, aby pokrylo oblasti s nejvíce chybějící úrovní znalostí ČR; kurzy byly proto zaměřeny na rizikovou analýzu a geomechaniku rezervoárů. Ve dnech 7.–8. října 2015 se v rámci projektového mítinku ve Stavangeru uskutečnil krátký vzdělávací kurz zaměřený na rizikovou analýzu (obr. 10-2). Jeho úkolem bylo seznámit partnery se základními principy rizikové analýzy v oblasti geologického ukládání CO2, včetně využití metod a postupů používaných při průzkumu a těžbě ropy a plynu v Norsku, a vyměnit si zkušenosti s českými zástupci z ÚJV, kteří působí v oblasti posuzování rizik v oblasti jaderného průmyslu. Kurzu se zúčastnilo 9 účastníků z ČR a 3 z Norska. Předmětem kurzu byla tato témata: úvod do managementu rizik; základy analýzy spolehlivosti; analýza ochranných bariér na zamezení nahodilých a nepředvídatelných událostí, které by mohly poškodit životní prostředí; probabilistické posouzení bezpečnosti – různé aplikace v prostředí atomových elektráren; zhodnocení rizika a bezpečnosti v problematice ukládání radioaktivního odpadu a CO2. 18. dubna 2016 se v Ostravě uskutečnil jednodenní vzdělávací kurz rezervoárové geomechaniky. Kurz připravili pracovníci VŠB jako přidruženou akci projektového mítinku; garantem odborné náplně byl norský partner IRIS. Zaměření kurzu na „začátečníky“ – výzkumné pracovníky a pokročilé studenty s geologickým vzděláním, ale bez specializace na geomechaniku“ se ukázalo jako správná volba – kurzu se zúčastnilo 15 zájemců z řad českých partnerů projektu REPP-CO2. Kurz byl rozdělen do tří částí. První část byla zaměřena na základní principy geomechaniky – rozložení a změny tlaku a napětí v horninovém prostředí. Druhá, praktická část zahrnovala návštěvu geomechanických laboratoří VŠB a partnerského Ústavu geoniky AV ČR, včetně ukázky vybraných geomechanických zkoušek v praxi. Závěrečná, třetí část byla věnována dynamickému modelování a geomechanickým dopadům dynamických změn v rezervoáru. Studijní návštěvy Druhým nástrojem přenosu znalostí a zkušeností využitým v projektu REPP-CO2 byly krátké studijní návštěvy českých výzkumných pracovníků na pracovištích norského partnera IRIS ve Stavangeru. V termínu 15.–19. srpna 2016 proběhla studijní návštěva tří pracovníků VŠB na pracovištích IRIS, zaměřená na oblasti geomechaniky a studia rezervoárových parametrů hornin. Souběžně proběhla také studijní návštěva zástupce ÚJV s hlavním zaměřením na geochemické modelování. Po dohodě s norským partnerem byly tyto studijní návštěvy zkombinovány s konzultační návštěvou pracovníků VŠB k problematice fázového vytěsňování ropy z kolektorských hornin a ovlivňování kolektorských parametrů na University of Stavanger, která byla naplánována v rámci Aktivity 7. Spojení těchto tří akcí v jednom termínu umožnilo připravit vzájemně provázaný program s mezioborovým přesahem, což se ukázalo jako přínosné jak pro vzájemnou Obr. 10-1 Zahájení workshopu „CO2 Storage Pilot Projects in Europe“ v Benátkách (květen 2016). Obr. 10-2 Kurz rizikové analýzy ve Stavangeru. SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 9 V9.1 Zpráva o interakcích mezi REPP-CO2 a CO2GeoNet V9.2 Uskutečnění 2 krátkých vzdělávacích kurzů V9.3 Uskutečnění 3 krátkých studijních návštěv na výzkumných pracovištích v Norsku – textová zpráva s popisem výsledků 97 1 1 . K O O R D I N A C E A   Ř Í Z E N Í P R O J E K T U 8. listopadu 2016 v Praze, bezprostředně po skončení závěrečné projektové konference. V průběhu těchto jednání zástupci Řídicího výboru seznámili členy Poradního panelu s dosavadním průběhem a výsledky projektu, poté proběhla diskuze nad vybranými tématy souvisícími s řešením projektu. Diskutovaná témata zahrnovala např.: • dosažené výsledky projektu z hlediska hlavních cílových skupin • ověření metodiky pro posuzování úložiště stanovené legislativou • získání know-how při posuzování vhodnosti lokality pro ukládání CO2 a posuzování rizika ukládání a jeho využití • možnosti dalšího pokračování projektu včetně vlastní realizace pilotního úložiště • problematiku vztahu s veřejností. Výsledkem diskuzí byla mj. řada doporučení Poradního panelu pro další realizaci projektu a návazné aktivity po jeho ukončení. Zápisy z jednání jsou náplní projektového výstupu V10.2. 11.2 Administrace projektu, součinnost s poskytovatelem grantu a reporting Náplní tohoto úkolu byla administrativní podpora projektového managementu, a to jak při každodenním řízení a koordinaci projektu, tak i při průběžném a periodickém vykazování a přípravě monitorovacích zpráv. Patřilo sem rovněž praktické zajištění součinnosti s poskytovatelem grantu (MF) i partnerem programu (MŽP), včetně telefonických a e-mailových konzultací, popř. osobních jednání na obou ministerstvech, jakož i předkládání dokumentů a komunikaci prostřednictvím systému CEDR. Na podporu realizace projektového plánu vznikla řada podpůrných dokumentů, z nichž je třeba uvést zejména projektový plánovací (Ganttův) diagram určený pro operativní sledování realizace projektu, detailní tabulku projektové struktury s vyznačením pracovních kapacit všech zúčastněných pracovníků nebo průběžně aktualizované tabulky čerpání pracovních kapacit podle funkcí v projektu. Všechny tyto dokumentu byly v průběhu realizace projektu průběžně aktualizovány. Bylo připraveno a v systému CEDR odevzdáno celkem 5 monitorovacích zpráv a žádostí o platbu a závěrečná zpráva. Dále bylo připraveno, předloženo a odsouhlaseno celkem 8 změn projektu, z toho 2 podstatné. Některé změny vyžadovalo sjednání a uzavření dodatků k partnerským smlouvám s některými partnery. Dne 5. 10. 2016 se v sídle KP v Praze na Klárově uskutečnila kontrola projektu na místě. Kontrolu provedli zástupci poskytovatele grantu ve spolupráci s firmou AQE advisors. Zástupci projektu (koordinátor, členové administrativního podpůrného týmu a vybraní vedoucí aktivit a hlavní řešitelé) poskytli členům kontrolního týmu veškerou potřebnou součinnost. Při kontrole nebylo identifikováno žádné zjištění a všechna doporučení uvedená v protokolu byla postupně realizována. Důležitou součástí úkolu byla organizace zadávacích a výběrových řízení na nákup investic, materiálu a služeb. V průběhu projektu byla úspěšně realizována Koordinace a řízení projektu byly náplní projektové Aktivity 10. Jejím hlavním cílem bylo zajištění hladkého průběhu realizace projektu. REPP-CO2 byl rozsáhlý a komplexní projekt, na jehož realizaci se podílelo více než 130 výzkumných pracovníků a techniků ze 7 organizací – šesti českých a jedné norské. Navíc musel být realizován ve velmi krátkém časovém období; původní, velmi napjatý časový plán počítal s harmonogramem 16 měsíců, který byl nakonec prodloužen na 23 měsíců. Výkonný a efektivní management projektu byl proto klíčovým faktorem úspěchu. Struktura řízení projektu a role jednotlivých úrovní a článků řízení byly připraveny a přesně definovány již v průběhu přípravy projektu a zakotveny v konsorciální smlouvě a jednotlivých smlouvách o partnerství mezi konečným příjemcem (ČGS) a partnery projektu. Byl zvolen model řízení obvyklý u velkých výzkumných projektů řešených v rámci evropských rámcových programů. 11.1 Koordinace a řízení projektu a dílčích úkolů Nejvyšším rozhodovacím orgánem projektu byla Valná hromada, v níž měl každý partner jednoho zástupce. Valná hromada projektu se sešla na celkem pěti jednáních konaných v rámci projektových mítinků. V průběhu projektu nemusela řešit žádné zásadní problémy, což svědčí o nadstandardní úrovni vzájemné spolupráce mezi partnery. Vlastní operativní řízení zajišťoval koordinátor projektu s podporou administrátorky a dalších členů administrativního týmu. Při své činnosti se opíral o vedoucí jednotlivých aktivit, kteří měli na starosti koordinaci a řízení prací spadajících do příslušné aktivity a zodpovídali za jejich realizaci dle plánu. Cíle a náplň práce byly podrobně definovány v dokumentu„Detailní popis odborných částí aktivit projektu“. 10 projektových aktivit (viz obr. 1-2) v něm bylo rozpracováno do 54 úkolů, v některých případech i do dílčích úkolů (podúkolů). Pro každý úkol byly kromě náplně práce definovány i výstupy (včetně závazných termínů) a milníky. Celkem bylo naplánováno a odevzdáno 106 výstupů, vesměs ve formě textových zpráv, v některých případech doplněných datovými nebo grafickými soubory. Vzájemnou koordinaci mezi aktivitami zajišťoval Řídicí výbor projektu, který sestával z koordinátora a vedoucích 6 klíčových aktivit. Členové výboru byli po celou dobu trvání projektu ve víceméně neustálém pracovním kontaktu, a to ve formě e-mailové, telefonické, in­- ternetové nebo osobní komunikace. Zhruba 1x za 2 měsíce se konala oficiální jednání Řídicího výboru formou internetových konferencí; v průběhu projektu se jich uskutečnilo celkem 9. Pro usnadnění komunikace byl použit internetový komunikační systém WebEx, který umožňoval organizovat online internetové konference s možností audio- i videokomunikace, sdílení souborů a pořizování zvukového záznamu z jednání s následným přehráváním. Kromě internetových konferencí se členové výboru setkávali také osobně v rámci projektových mítinků. Velký význam pro hladký průběh projektu měly projektové mítinky, které zajišťovaly osobní setkávání hlavních řešitelů projektu a poskytly důležitý prostor pro prodiskutování řešených aktivit a úkolů a nezastupitelnou vzájemnou interakci mezi partnery a jednotlivými řešiteli. Bylo uspořádáno celkem 5 projektových mítinků, postupně ve všech sídlech partnerských institucí – v Brně (únor 2015), Řeži (červen 2015), Stavangeru (říjen 2015), Ostravě (duben 2016) a Praze (listopad 2016). Mítinky byly vesměs 1,5–2denní, aby poskytly dostatečný prostor k diskuzím nad probíhajícím řešením projektu. Účastnilo se jich zpravidla 20–30 hlavních řešitelů pro- jektu. V rámci zvýšení efektivity řízení a kvůli úspoře cestovních nákladů byly k projektovým mítinkům často přiřazeny i další aktivity, jako např. pracovní mítinky jednotlivých aktivit nebo úkolů, krátké vzdělávací kurzy (viz kap. 10), jednání Řídicího výboru, Valné hromady apod. Přidruženou akcí projektového mítinku v Ostravě v dubnu 2016 byla terénní exkurze, která zahrnovala návštěvu zájmové oblasti Vídeňské pánve se zastávkami na těžební lokalitě ropy Uhřice a sousedním podzemním zásobníku plynu, návštěvu sídla firmy MND, a. s., v Hodoníně s krátkým seminářem a výměnou informací mezi přítomnými zástupci projektu a MND a návštěvu lokality LBr-1 s ukázkami hydrogeologického měření a atmogeochemického monitoringu (obr. 11-1). Hlavním poradním orgánem projektu byl Poradní panel, který sestával ze zástupců hlavních cílových skupin projektu – legislativních a regulatorních orgánů státní správy a průmyslových podniků potenciálně zainteresovaných v technologii CCS. Na základě pozvání ČGS se práce v Poradním panelu účastnili zástupci Ministerstva životního prostředí (Odbor Energetiky a ochrany klimatu a Odbor geologie) a těžebních společnosti MND, a. s., a GreenGas DPB, a. s. Členové poradního panelu byli průběžně informováni o průběhu řešení projektu a jeho výsledcích a měli k dispozici veškeré projektové výstupy. Cílem interakce s Poradním panelem bylo získat zpětnou vazbu od zástupců cílových skupin ohledně způsobu řešení projektu a praktického budoucího využití jeho výstupů. V rámci projektu proběhla dvě jednání Poradního panelu se zástupci Řídicího výboru projektu. První se konalo 16. června 2016 v prostorách MŽP v Praze a druhé 11. Koordinace a řízení projektu Obr. 11-1 Českonorská diskuze nad geologickou mapou při terénní exkurzi na lokalitě plánovaného úložiště LBr-1. 9998 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 1 1 . K O O R D I N A C E A   Ř Í Z E N Í P R O J E K T U Základním nástrojem správy a sdílení projektových dat je centrální datový sklad (CDS) v adresáři \\nts46\ 661130_REPP-CO2\10 Data. Skládá se jednak z geodatabáze REPPCO2.gdb uložené v podadresáři 01 GEODATABAZE, jednak z adresářové struktury uložené v podadresáři 02 FILE SYSTEM. Geodatabáze je prostorová databáze pro ukládání, dotazování a manipulaci s geografickými informacemi a prostorovými daty. Byla vytvořena pro centrální správu a zpracování veškerých digitálních prostorových dat v rámci projektu. Pro její zřízení a provozování je využívána technologie Esri, na které je postaven podnikový GIS České geologické služby. Geodatabáze byla vyvinuta v relační databázi Oracle, včetně kódovníků, které jsou potřeba pro vyplňování atributů. V průběhu řešení projektu se struktura geodatabáze neustále vyvíjela, tak jak přibývala nová data. Struktura byla proto podle potřeby zhruba 1× za měsíc průběžně aktualizována a dokumentována pomocí SW ArcGIS Diagrammer. Geodatabáze REPP-CO2 obsahuje prostorové třídy prvků (Feature classes), které jsou tematicky sdružovány do datasetů (Datasets) a neprostorové tabulky (Tables), které jsou relačně navázány (Relationships) na prostorové tabulky. Geodatabáze obsahuje celkem 229 prostorových tříd prvků v 13 datasetech. Dále je zde uloženo 47 neprostorových tabulek, 21 relačních tříd a 9 číselníků. Kromě toho je v geodatabázi dalších 34 souborů prostorových orientovaných (rektifikovaných) rastrových datasetů. Do adresářové struktury v podadresáři 02 FILE SYSTÉM, která tvoří druhou část CDS, byla ukládána většinou neprostorová data. Jedná se např. o archivní karotážní data (adresář „LBr_LogsL“), soubory map uložených ve formátu PDF (adresář „PDF“) nebo styly pro vykreslování linií, značek a geologických těles v geologických mapách v geografickém informačním systému (adresář„styly“). Dále jsou zde umístěna ortofota zájmového území (adresář„ortofoto“). Geodatabáze, a de facto celý vytvořený CDS, představují jeden z hlavních prvků zajišťujících udržitelnost výsledků projektu. Jsou v něm soustředěna veškerá data, která byla při řešení projektu REPP-CO2 použita, ať už jde o archivní data získaná rozsáhlou rešerší existujících zpráv, datových zdrojů a informací v Aktivitě 1, nebo o data nově získaná či zpracovaná v rámci projektu. Jejich přehledné a strukturované uložení je zárukou využitelnosti dat při jakýchkoli dalších návazných pracích na lokalitě LBr-1. Struktura a obsah geodatabáze jsou podrobně popsány v projektovém výstupu p V10.9„Projektová geodatabáze – finální verze“. celkem 4 výběrová řízení na nákup přístrojů dle zákona o veřejných zakázkách a řada zadávacích řízení v režimu VZMR (veřejné zakázky malého rozsahu). Nedílnou součástí administrace projektu bylo rovněž průběžné ekonomické řízení a monitoring čerpání nákladů projektu v celé šíři jednotlivých aktivit a úkolů, v souladu s odsouhlaseným rozpočtem.Tohoto úkolu se zhostila finanční manažerka projektu (ČGS), která spolupracovala s pověřenými kontaktními osobami z partnerských institucí. Výstupy této části řízení projektu jsou zejména jednotlivé žádosti o platbu předložené v systému CEDR a aktualizovaný ekonomický plán s přehledem čerpání rozpočtu (viz výstup V10.5). Protože v projektovém konsorciu působil norský partner a drtivá většina reportingu a komunikace s poskytovatelem grantu probíhaly v češtině, bylo také třeba zajistit operativní překlady důležitých textů a dokumentů z češtiny do angličtiny a naopak. Bylo třeba mj. přeložit důležité projektové dokumenty jako ‚Detailní popis odborných částí aktivit projektu‘, příspěvky norského partnera do monitorovacích zpráv, dílčí části některých projektových výstupů, na nichž se podílel norský partner apod. 11.3 IT podpora Podpora informačních technologií byla pro řízení a celou realizaci projektu tohoto rozsahu naprosto klíčová. Vlastnípodporaprojektusestávázedvouhlavníchčástí– podpory komunikace a sdílení souborů mezi jednotlivými partnery projektu a správy projektových dat, která rovněž zahrnovala řadu podpůrných činností jako vektorizaci, převody souřadnicových systémů, přípravu a tisky map, schémat apod. Komunikace K zajištění podpory komunikace mezi partnery projektu byl zřízen„projektový intranet“ (http://www.geology.cz/ repp-co2/interni) – neveřejná část projektového webu s přístupem jen pro partnery. Tato část byla průběžně aktualizována tak, aby pružně reagovala na veškeré změny ve struktuře projektu, personálním obsazení apod. Poskytovala uživatelům mj. hromadné e-mailové adresy jednotlivých skupin řešitelů projektu ve struktuře odpovídající členění projektových aktivit a funkci „send e-mail“ umožňující rozeslat hromadný e-mail účastníkům dané aktivity nebo, alternativně, všem účastníkům projektu (celkem 13 skupin dle jednotlivých aktivit a úkolů). Nepostradatelným komunikačním nástrojem mezi partnery projektu bylo „projektové úložiště“ – adresářová struktura projektu, která byla přístupná k ukládání a stahování souborů všem partnerům projektu., a to jak pracovníkům ČGS (\\nts46\661130_REPP-CO2\), tak kolegům z partnerských institucí (https://terminal. geology.cz). Adresářová struktura, která je fyzicky ulože­na na pražském pracovišti ČGS, obsahuje informace o legislativě, pravidla norských grantů a projektovou dokumentaci (01 General Guidelines & Documents, 02 Project documents), pracovní adresáře pro jednotlivé aktivity (03 Activities, 04 Instruments & Software), složku s kontakty na členy manažerského týmu projektu, vedoucí aktivit, úkolů a podúkolů (05 Partners Contacts), články z odborné literatury využívané v projektu (06 Literature) a úložiště výstupů strukturované podle aktivit projektu (07 Vystupy-Deliverables). Dále jsou k dispozici informace o projektových mítincích i externích konferencích (08 Meetings & Conferences) a administrativní data – loga, šablony apod. (09 Adminstration). V adresáři 10_DATA je uložen centrální datový sklad (CDS) pro- jektu. Data uložená ve sdíleném prostoru byla pravidelně aktualizována a zálohována, přičemž hlavní pozornost byla zaměřena zejména na udržení přehledné struktury adresářů a aktuálnost uložených dokumentů potřebných pro řešení projektu, včetně pracovních a finálních verzí jednotlivých projektových výstupů, informací z projektových mítinků apod. Sdílení a správa projektových dat V rámci správy a sdílení projektových dat byly práce soustředěny zejména na tyto hlavní činnosti: • příprava datového modelu • vektorizace dat projektu • tvorbě digitálního modelu reliéfu • zpracování rastrových dat • příprava topografického podkladu • tvorba map a schémat • údržba a zpracování atributových tabulek. Na začátku zpracování dat byl po dohodě s partnery projektu zvolen souřadnicový systém, do kterého byla převáděna veškerá data v rámci projektu – S-42 (kód EPSG 28403, v systému Esri se jedná o Pulkovo_1942_ GK_Zone_3N – tedy o 3. zónu). Jako topografický podklad byl pro objekty ukládané v CDS využíván standardní topografický podklad Základních map 1 : 10 000 (ZABAGED a popisná složka Geonames), data jsou převedena do souřadnicového systému S-42. V rámci projektu byly zpracovány a definovány přesné postupy, jakými byla data předávána a dále zpracovávána, aby se dostala do výsledných datových sad a byla přístupná všem členům projektového týmu. Autoři datových souborů byli povinni umístit získaná nebo nově pořízená data do striktně definovaného adresáře (\\nts46\661130_REPP-CO2\07 Výstupy-Deliverables\ Data_for_GDB\), kde byla data přebírána pracovníky IT. Poté byla data zkontrolována, v případě potřeby upravena (např. zvektorizována v případě rastrových dat), převedena do správného souřadnicového systému a uložena do databázové struktury, včetně zajištění případného provázání s daty již obsaženými. Obr. 11-2 Příklad využití dat z geodatabáze (vrty, tektonika) a file systému (ortofotka) při zobrazení části zkoumané oblasti v SW ArcMap. Na obrázku jsou i tabulky, které zobrazují data k jednotlivým vrtům (vlastnosti odebraných vzorků, tlak). 100 Z Á V Ě R E Č N Á Z P R Á V A O   Ř E Š E N Í P R O J E K T U R E P P - C O 2 V10.1 Zápisy z 5 projektových mítinků V10.2 Zápisy z jednání Řídicího výboru, Valné hromady a Poradního panelu V10.3 Průběžné zprávy o řešení projektu V10.4 Závěrečná zpráva V10.5 Aktualizovaný ekonomický plán projektu s přehledem čerpání rozpočtu V10.6 Překlady příspěvků do zpráv, kapitol výstupů projektu a dalších textů mezi angličtinou a češtinou V10.7 Projektový„intranet“ – první funkční verze V10.8 Projektová geodatabáze připravená k použití (3/2015) V10.9 Projektová geodatabáze – finální verze SEZNAM VÝSTUPŮ AKTIVITY 10