geologyИзвестия высших учебных заведений. Геология и разведкаProceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration0016-77622618-8708Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting10.32454/0016-7762-2022-64-4-40-53geology-807Research ArticleГЕОЭКОЛОГИЯGEOECOLOGYМеханизмы и варианты утилизации и захоронения углекислого газа в недрахMechanisms and options of the utilization and burial of carbon dioxide in the earth interiorhttps://orcid.org/0000-0002-6298-4274ОсиповА. В.OsipovA. V.

Осипов Александр Викторович — кандидат геолого-минералогических наук, доцент, член-корреспондент РАЕН, доцент кафедры поисков и разведки нефти и газа

SPIN-код: 7992-0199

 65, корп. 1, Ленинский просп., г. Москва 119991, Россия 

Alexander V. Osipov — Cand. of Sci. (Geol.-Min.), Associate Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Natural Sciences, Associate Professor of the Department of Search and Exploration of Oil and Gas

65, bldg. 1, Leninsky ave., Moscow 119991, RussiaSPIN-code: 7992-0199

osipov.a@gubkin.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8808-1359МустаевР. Н.MustaevR. N.

Мустаев Рустам Наильевич — кандидат геолого-минералогических наук, доцент, проректор по научной работе

SPIN-код: 1174-1790

23, ул. Миклухо-Маклая, г. Москва 117997, Россия 

Rustam N. Mustaev — Cand. of Sci. (Geol.-Min.), Associate Professor, Vice-Rector for Research

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997, RussiaSPIN-code: 1174-1790

mustaevrn@mgri.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3854-4436МонаковаА. С.MonakovaA. S.

Монакова Александра Сергеевна — кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры поисков и разведки нефти и газа 

SPIN-код: 5619-7973

 65, корп. 1, Ленинский просп., г. Москва 119991, Россия 

Alexandra S. Monakova — Cand. of Sci. (Geol.-Min.), Associate Professor of the Department of Search and Exploration of Oil and Gas

65, bldg. 1, Leninsky ave., Moscow 119991, RussiaSPIN-code: 5619-7973

a.monakova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3986-858XБондареваЛ. И.BondarevaL. I.

Бондарева Лиана Ильясовна — старший преподаватель кафедры поисков и разведки нефти и газа

SPIN-код: 1584-1518

 65, корп. 1, Ленинский просп., г. Москва 119991, Россия 

Liana I. Bondareva — Senior Lecturer, Department of Oil and Gas Prospecting and Exploration

65, bldg. 1, Leninsky ave., Moscow 119991, RussiaSPIN-code: 1584-1518

liana_abril@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2283-8747ДанцоваК. И.DantsovaK. I.

Данцова Кристина Игоревна — старший преподаватель кафедры поисков и разведки нефти и газа

SPIN-код: 6655-4404

 65, корп. 1, Ленинский просп., г. Москва 119991, Россия 

Kristina I. Dantsova — Senior Lecturer, Department of Oil and Gas Prospecting and Exploration

65, bldg. 1, Leninsky ave., Moscow 119991, RussiaSPIN-code: 6655-4404

kristinadantsova@yandex.ruФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина»РоссияGubkin UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе»РоссияSergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological ProspectingRussian Federation202214112022044053Copyright © Осипов А.В., Мустаев Р.Н., Монакова А.С., Бондарева Л.И., Данцова К.И., 20222022Осипов А.В., Мустаев Р.Н., Монакова А.С., Бондарева Л.И., Данцова К.И.Osipov A.V., Mustaev R.N., Monakova A.S., Bondareva L.I., Dantsova K.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geology-mgri.ru/jour/article/view/807

Введение. Для снижения долгосрочных последствий глобального потепления в качестве одной из ключевых технологий рассматривается технология улавливания, транспортировки и утилизации и (или) захоронения углекислого газа. Российская Федерация является одним из лидеров по эмиссии углекислого газа. Вместе с тем, обладая значительным потенциалом в области захоронения CO2 в недрах, к настоящему времени промышленные проекты улавливания, транспортировки и утилизации и (или) захоронения CO2 в Российской Федерации отсутствуют.Цель. Изучение механизмов удержания и особенностей захоронения углекислого газа в различных геологических формациях.Материалы и методы. На основании анализа обширного материала подготовлен обзор существующих вариантов утилизации и хранения диоксида углерода в недрах.Результаты. Захоронение CO2 предполагает его закачку в пласты горных пород, которые способны к его поглощению и долгосрочному безопасному удержанию. Рассмотрены различные варианты захоронения углекислого газа в недрах. Основные из них — это пласты истощенных залежей углеводородного сырья и минерализованные водоносные горизонты. Также хранение углекислого газа может осуществляться в неразрабатываемых угольных пластах, соленосных и базальтовых формациях. Описаны основные механизмы удержания, необходимые геологические условия и характеристики потенциальных резервуаров. Проанализированы риски и неопределенности захоронения в различных геологических формациях. Приведены примеры наиболее значимых мировых проектов по утилизации и захоронению CO2 в недрах, такие как Слейпнер в Норвегии, Ин-Салах в Алжире и др. Освещено, что потенциал России в области утилизации и (или) захоронения углекислого газа в недрах достаточно высок, однако оценен не в полной мере.Заключение. В настоящее время наиболее изученными и апробированными вариантами утилизации и хранения углекислого газа в недрах являются: использование диоксида углерода в качестве агента в методах увеличения нефтеотдачи, хранение CO2 в пластах выработанных залежей углеводородного сырья и в минерализованных водоносных горизонтах. Для развития в Российской Федерации проектов по утилизации и (или) захоронению углекислого газа в недрах необходимо сосредоточение усилий на целенаправленном геологическом изучении различных условий хранения углекислого газа, а также разработка на законодательном уровне единых требований к геологическим параметрам подземных хранилищ СО2.

Background. One of the key approaches to reducing the long-term effects of global warming consists in capturing, transporting and disposing and/or burial of carbon dioxide. The Russian Federation is one of the leaders in carbon dioxide emissions. At the same time, having great potential in the field of CO2 burial in the subsoil, there are currently no industrial projects for capturing, transporting and utilizing and (or) storing CO2.Aim. To study of the retention mechanisms and burial features of carbon dioxide within various geological formations.Materials and methods. Based on the analysis of extensive material, a review of existing options for the utilization and storage of carbon dioxide in the bowels has been prepared.Results. Burial assumes CO2 injection into rock layers, which are capable of its absorption and safe long-term retention. Various options for the burial of carbon dioxide in the Earth interior are considered. The main ones are layers of depleted hydrocarbon deposits and mineralized aquifers. Also, carbon dioxide storage can be carried out in undeveloped coal seams, saline and basalt formations. The basic mechanisms of retention, necessary geological conditions and characteristics of potential reservoirs are described. The risks and uncertainties of burial in various geological formations are analyzed. Examples of the world’s most significant projects for the utilization and disposal of CO2 in the Earth interior are given. Such as Sleipner in Norway, In-Salah in Algeria, etc. It is indicated that the potential of Russia in the field of utilization and (or) disposal of carbon dioxide in the bowels is quite high, but it has not been fully assessed.Conclusion. At present, the most studied and tested options for the utilization and storage of carbon dioxide in the Earth interior are as follows: the use of carbon dioxide as an agent in the methods of enhanced oil recovery, the storage of CO2 in the strata of depleted deposits of hydrocarbon raw materials and in mineralized aquifers.It is necessary to concentrate efforts on a purposeful geological study of various conditions for storing carbon dioxide in the Russian Earth interior, as well as on the development of uniform requirements for the geological parameters of CO2 underground storage facilities.

CCUSдекарбонизациянедрарезервуарувеличение нефтеотдачиуглекислый газутилизацияхранение СО2CCUSdecarbonizationEarth interiorreservoirenhanced oil recoverycarbon dioxideutilizationCO2 storageReferencesВТБ Капитал. Аналитические материалы «ESG и декарбонизация». Москва, 2021. 28 с.VTB Capital. Analytical materials “ESG and decarbonization”. Moscow, 2021. 28 p. (In Russian).Высоцкий В.И. Нефть, газ, возобновляемые источники энергии и выбросы двуокиси углерода (информационный обзор). Москва, 2021. 44 с.Vysotskiy V.I. Oil, gas, energy sources and dioxide emissions (Informative review). Moscow, 2021. 44 p. (In Russian).Высоцкий В.И. Энергетический переход и его влияние на мировое потребление нефти и газа // Материалы Всероссийского совещания «Проблемы геологии нефти и газа». Москва: ФГБУ «ВНИГНИ», 2021. 8 с.Vysotskiy V.I. Energy transition and its impact on world oil and gas consumption // Proceedings of the AllRussian agreement “Problems of oil and gas geology”. Moscow: FGBU “VNIGNI”, 2021. 8 p. (In Russian).Данцова К.И., Милосердова Л.В., Осипов А.В., Монакова А.С., Бондарева Л.И. Мониторинг дегазации недр по материалам дистанционного зондирования // Нефтяное хозяйство. 2022. № 5. С. 48—51. DOI: 10.24887/0028-2448-2022-5-48-51Dantsova K.I., Miloserdova L.V., Osipov A.V., Monakova A.S., Bondareva L.I. Monitoring of degassing of subsurface resources based on remote sensing data // Neftyanoe khozyaistvo — Oil Industry. 2022. No. 5. P. 8—51 (In Russian). DOI: 10.24887/0028-2448-2022-5-48-51Дымочкина М.Г., Самодуров М.С., Павлов В.А., Пенигин А.В., Ушмаев О.С. Геологический потенциал улавливания и хранения диоксида углерода в Российской Федерации // Нефтяное хозяйство. 2021. № 12. С. 20—23.Dymochkina M.G., Samodurov M.S., Pavlov V.A., Penigin A.V., Ushmaev O.S. Geological potential of carbon dioxide capture and storage in the Russian Federation // Neftyanoe khozyaistvo — Oil Industry. 2021. No. 12. P. 20—23 (In Russian).Европейская экономическая комиссия Организации Объединенных Наций. Отчет «Геологическое хранение CO 2 в странах Восточной Европы, Кавказа и Центральной Азии: первичный анализ потенциала и политики». Женева, 2021. 45 с.United Nations Economic Commission For Europe. Report “Geologic CO2 storage in Eastern Europe, Caucasus and Central Asia”. Geneva, 2021. 45 p. (In Russian).Европейская экономическая комиссия Организации Объединенных Наций. Технологический обзор «Улавливание, использование и хранение углерода». Женева, 2021. 36 с.United Nations Economic Commission For Europe. Technology Brief “Carbon Capture, Use and Storage (CCUS)”. Geneva, 2021. 36 p. (In Russian).Керимов В.Ю., Мустаев Р.Н. Дегазация Земли, антропогеновые выбросы парниковых газов и условия захоронения углекислого газа // Научный форум «Углеводородная дегазация и условия захоронения углекислого газа в недрах Земли». Москва: МГРИ, 2022. 42 с.Kerimov V.Yu., Mustaev R.N. Earth degassing, anthropogenic carbon dioxide emissions and conditions of carbon dioxide burial // Scientific forum “Hydrocarbon degassing and conditions of carbon dioxide burial in the bowels of the Earth”. Moscow: MGRI, 2022. 42 p. (In Russian).Кнельц А. Отрасль СCUS в России: от государства ждут правила игры, сокращение рисков и финансирование. 2022. 14 с. URL: www.fuelsdigest.comKnel’ts A. Otrasl’ СCUS industry in Russia: games, risks, risks and financing are expected from the future. 2022. 14 p. URL: www.fuelsdigest.com (In Russian).Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов. Т. 2 «Энергетика», раздел 5. Транспортировка, впрыскивание и геологическое хранение CO2. ИГЕС: Хаяма, 2006. 35 с.The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Guidelines for individual gas vapor inventories. Vol. 2 “Energy”, section 5. Transportation, injection and removal of CO2. IGES: Hayama, 2006. 35 p. (In Russian).Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). Специальный доклад «Глобальное потепление на 1,5 оС». Инчхон, 2019. 110 с.The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Special report “Global Warming of 1.5°C”. Incheon, 2019. 110 p. (In Russian).Молодцов К.В. Парад углеводородов // Нефтегазовая вертикаль. 2022. № 1. С. 4—9.Molodtsov K.V. Parade of hydrocarbons // Oil and gas vertical. 2022. No. 1. P. 4—9 (In Russian).Соломон С. Хранение углекислого газа: геологическая и экологическая безопасность — исследование на примере газового месторождения Слейпнер (Sleipner) в Норвегии. Осло: Фонд Беллона, 2007. 128 с.Solomon S. Exploration of hydrocarbon gas: geological and environmental safety — based on natural gas Sleipner (Sleipner) in Norway. Oslo: Bellona Foundation, 2007. 128 p. (In Russian).Центр энергетики Московской школы управления СКОЛКОВО. Декарбонизация нефтегазовой отрасли: международный опыт и приоритеты России. Москва, 2021. 158 с.Energy Center of the Moscow School of Management SKOLKOVO. Decarbonization of the oil and gas industry: international experience and Russian priorities. Moscow, 2021. 158 p. (In Russian).Черепанов В.В., Трусов А.И., Балуев С.А., Золотухин В.С., Рублев М.Е. Выявление и предварительная оценка потенциальных геологических резервуаров на ЛУ ПАО «Газпром» Надым-Пур-Тазовского региона, пригодных для осуществления проектов хранения CO2 // Недропользование XXI век. 2022. № 2(94), С. 58—71.Cherepanov V.V., Trusov A.I., Baluev S.A., Zolotukhin V.S., Rublev M.E. Identification and preliminary assessment of the results of studies of reservoirs in the license area of “Gazprom” in the Nadym-Pur-Taz region suitable for the implementation of CO2 storage projects // Subsoil use XXI century. 2022. № 2(94). P. 58—71 (In Russian).Шпуров И.В. Задачи ГКЗ в условиях энергоперехода и низкоуглеродной экономики // Материалы Всероссийского совещания «Проблемы геологии нефти и газа». Москва: ФГБУ «ВНИГНИ», 2021. 11 с.Shpurov I.V. GKZ tasks in the conditions of energy transition and low-carbon economy // Proceedings of the All-Russian agreement “Problems of oil and gas geology”. Moscow: FGBU “VNIGNI”, 2021. 11 p. (In Russian).BP. Statistical Review of World Energy. London, 2021. 72 p.BP. Statistical Review of World Energy. London, 2021. 72 p.Chadwick A., Arts R., Bernstone C. et al. Best practice for the storage of CO2 in saline aquifers. UK: British Geological Survey, 2008. 267 p.Chadwick A., Arts R., Bernstone C. et al. Best practice for the storage of CO2 in saline aquifers. UK: British Geological Survey, 2008. 267 p.Global CCS Institute. Report «Global Status of CCS 2020». Melbourne, 2020. 44 p.Global CCS Institute. Report «Global Status of CCS 2020». Melbourne, 2020. 44 p.Gordon O. Carbon capture: Where is it working? 2022. URL: www.power-technology.com/analysis/carboncapture-where-is-it-working/Gordon O. Carbon capture: Where is it working? 2022. URL: www.power-technology.com/analysis/carboncapture-where-is-it-working/Gunter W.D., Benson S., Bachu S. The role of hydrogeological and geochemical trapping in sedimentary basins for secure geological storage for carbon dioxide // Geological Society, London, Special Publications. 2004. № 233, Р. 129—145. DOI: 10.1144/GSL.SP.2004.233.01.09Gunter W.D., Benson S., Bachu S. The role of hydrogeological and geochemical trapping in sedimentary basins for secure geological storage for carbon dioxide // Geological Society, London, Special Publications. 2004. № 233, Р. 129—145. DOI: 10.1144/GSL.SP.2004.233.01.09Intergovernmental Panel on Climate Change. Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. New York: Cambridge University Press, 2005. 442 p.Intergovernmental Panel on Climate Change. Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. New York: Cambridge University Press, 2005. 442 p.VYGON Consulting. CCUS: Монетизация выбросов CO 2. Москва, 2021. 48 с.VYGON Consulting. CCUS: Монетизация выбросов CO2. Москва, 2021. 48 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.