На юго-востоке американского штата Джорджия обнаружили перспективные участки для подземного хранения углекислого газа, которые способны вместить до 19,4 млн тонн CO₂. Они находятся примерно на глубине 1,6 км в формации «Красные пласты Хейзлхерста» – толще древних осадочных пород, состоящей преимущественно из песчаников и глинистых пород. К такому выводу пришли исследователи из Университета штата Оклахома, которые впервые оценили потенциал этой формации с помощью сейсмической инверсии.
«Красные пласты Хейзлхерста» занимают около 85 тысяч км² под территориями Джорджии и Южной Каролины и ранее уже рассматривались как потенциальное место для геологического хранения CO₂. Однако данных о строении пород на глубине, их пористости и способности пропускать углекислый газ было недостаточно. В новой работе ученые подробно исследовали отдельный участок формации площадью около 77 км² на юго-востоке Джорджии.
Для этого исследователи использовали две линии сейсморазведки длиной 42,5 и 35,6 км, а также данные двух разведочных скважин, пробуренных компанией Chevron в 1970-1980-х годах. Основным методом стала сейсмическая инверсия. При обычной сейсморазведке в землю направляют колебания и регистрируют волны, отраженные от границ различных слоев. Сейсмическая инверсия же позволяет преобразовать эти сигналы в информацию о свойствах самих пород. В частности, ученые определяли акустический импеданс – показатель, зависящий от плотности породы и скорости распространения в ней звуковых волн. В исследуемой формации более низкий импеданс в целом соответствовал более высокой пористости, то есть большему объему пустот между частицами породы, где потенциально может размещаться CO₂.
Наиболее подходящей для хранения оказалась верхняя часть «Красных пластов Хейзлхерста». Ученые выделили два потенциальных резервуара примерно на глубине от 1600 до 1660 м. Толщина пригодных интервалов составила от 8 до 15 м, а их пористость по данным скважины – около 8-%. Это сравнительно невысокие показатели: песчаники здесь достаточно плотные, поскольку часть пространства между их зернами со временем заполнилась минералами. Тем не менее такие породы еще могут использоваться для хранения CO₂.
При этом выше перспективных пластов исследователи выявили более плотные породы с меньшей пористостью и проницаемостью. Они могут выполнять роль естественного барьера, препятствующего перемещению закачанного CO₂ к поверхности. Это особенно важно для подземного хранения: порода должна не только иметь достаточно свободного пространства для размещения углекислого газа, но и быть надежно перекрыта сверху слоями, способными удерживать его под землей.
Для оценки вместимости ученые учитывали площадь и толщину перспективных пластов, их пористость, плотность CO₂ в подземных условиях и долю порового пространства, которую газ сможет реально занять. В зависимости от принятых параметров потенциальная емкость исследованного участка составила от 2,6 до 19,4 млн тонн CO₂. Однако эта оценка пока предварительная, поскольку информация о целевой формации получена только из одной глубокой скважины. Для подтверждения возможности создания хранилища потребуются дополнительные скважины.
