Projekt pt. „Fizykochemiczne efekty sekwestracji CO2 w łupkach gazonośnych na Pomorzu ShaleSeq” był realizowany przez konsorcjum z PIG-PIB w roli lidera naukowego, Uniwersytetem w Oslo oraz Uniwersytetem Warszawskim, Uniwersytetem Wrocławskim i Politechniką Śląską.
Projekt był wybitnie interdyscyplinarny – 34 jego wykonawców pochodzących z 5. państw europejskich, reprezentowało takie dziedziny jak geologia, fizyka, inżynieria i informatyka. Fundusze na realizację, w kwocie ponad 8 mln zł, pochodziły z puli Polish-Norwegian Research Fund.
Badania PIG-PIB zostały wsparte danymi i próbami skał pochodzącymi z otworu poszukiwawczego PGNiG zlokalizowanego na Pomorzu. Projekt został zakończony w maju 2017 r.
Celem projektu ShaleSeq było rozpoznanie procesów zachodzących podczas zatłaczania i składowania CO2 w łupkach, powiązanego ze stymulacją produkcji gazu ziemnego. Badania prowadzone były od skalach od analizy zasad fundamentalnych wiązań atomowych po skalę złożową, w której analizowano pojemność dla CO2 w łupkach. Główną przesłanką, przemawiającą za powodzeniem rozwoju technologii składowania CO2 w łupkach jest obserwacja, że CO2 silniej wiąże się z materią organiczną zawartą w łupkach niż zakumulowany tam metan. Dlatego CO2 jest w stanie wyprzeć i podstawić sorbowany metan, przyczyniając się do zwiększenia produkcji gazu, a jednocześnie do trwałego związania gazu cieplarnianego w łupku. Jednak rozpoznanie i zrozumienie fizyki i chemii tego procesu jest ciągle niedostateczne ze względu na złożony mechanizm zastępowania i transportu gazów w skałach o znikomej przepuszczalności, co ogranicza możliwość wdrożenia powyższej metody.
Celem projektu było częściowe wypełnienie tej luki w stanie badań łupków poprzez przeprowadzenie interdyscyplinarnych badań podstawowych obejmujących laboratoryjne i teoretyczne eksperymenty na autentycznych próbach skalnych pochodzących z formacji łupkowych Pomorza.
Projekt skupiał teoretyków i eksperymentalistów specjalizujących się w fundamentalnych zagadnieniach chemii kwantowej, modelowaniu komputerowym, procesach mikrofluidalnych, rozpoznawaniu składu i struktury minerałów w skałach, a także w dyfuzji i przepływach sprzężonych z reakcjami chemicznymi. Powyższe szerokie spektrum specjalizacji oddaje zakres metodyczny prowadzonych badań w 10. grupach tematycznych.
Badania PIG-PIB scharakteryzowały mechanizmy molekularne wiązań sorpcyjnych w węglach, wskazały realistyczne zakresy pojemności sorpcyjnej w oparciu o badania laboratoryjne, eksplorowały mechanizmy przepływów z szczelinach podpartych proppantem oraz przepływy reaktywne w żyłach mineralnych związane z rozpuszczaniem węglanu wapnia, a także procesy przepływu i dyfuzji w przestrzeni nanoporów łupkowych.
W efekcie oszacowano pojemność składowania CO2 w łukach Pomorza i stwierdzono, że nie mogą one efektywnie zastąpić składowania w konwencjonalnych zbiornikach solankowych. Ponadto, w trakcie realizacji projektu firmy naftowe odstąpiły od dalszych poszukiwań złóż gazu łupkowego, co dodatkowo uniemożliwia zastosowanie eksperymentalnej technologii sekwestracji w Polsce.
Efekty prowadzonych badań będą mogły zostać wykorzystane w innych częściach świata, jak również w innych dziedzinach związanych z inżynierią materiałową lub fizyką cieczy.
