Armazenamento de CO 2 Tipos de reservatórios e selecção de locais. Júlio Carneiro Centro de Geofísica de Évora

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1 Armazenamento de CO 2 Tipos de reservatórios e selecção de locais Júlio Carneiro Centro de Geofísica de Évora

2 Injecção de CO 2-40 anos de prática?! Injecção de CO 2 efectuada desde 1972 como tecnologia de recuperação assistida de hidrocarbonetos (EOR); Aplicada sobretudo no EUA e Canadá, mas desde os anos 1980 também no NE do Brasil; Desde 1996 injecção de CO 2 efectuada com o objectivo de combater alterações climáticas. 8 maiores projectos CCS evitam emissões anuais: 23 Mtoneladas (GCCSI, 2012) 30/09/ ICO2N

3 Opções de Armazenamento de CO 2 1 Campos de hidrocarbonetos esgotados 2 Enhanced Oil Recovery 3 Aquífero salinos profundos 4 Camadas de carvão não exploráveis (ECBM) Principais tipos de armazenamento Campos de hidrocarbonetos Capacidade teórica (Gt CO2) Gt Aquíferos salinos profundos ? Camadas de carvão não exploráveis 40

4 CO 2 no reservatório CO 2 armazenado em fase densa - CO 2 com densidade próxima de um liquido, com a capaz de dissolver substâncias, mas com capacidade de ocupar todo o espaço disponível como os gases. 30/09/2013 Description 4

5 CO 2 no reservatório CO 2 injectado na estrutura porosa da rocha Mobiliza os fluidos existentes na formação (água de elevada salinidade, petróleo ou gás) Porém, CO 2 menos denso que o fluido da formação Ascende por diferença de densidade, mas interage com a rocha e os fluidos do reservatório CO2CRC

6 Complexo de armazenamento SITUAÇÃO IDEAL Reservatórios multicamada Formações selantes isolando os reservatórios de aquíferos de água potável e da superfície Estruturas em anticlinal, sem falhas e homogéneas. Ketzin 30/09/2013 Description 6

7 CO 2 no reservatório retenção estrutural / estratigráfica Geometria do reservatório pode definir armadilhas estruturais ou estratigráficas Anticlinais, Contactos por falha Descontinuidades Mas não é requisito a existência de um tipo de estrutura especial alguns projectos em sinclinais extensos CO2CRC

8 Exemplo de criterios de selecção ideais Machado et al. 2007

9 Selecção de locais SONDAGENS GEOLOGIA GEOLOGIA ESTRUTURAL Pouca informação sobre geologia de grandes profundidades, sobretudo se não houver hiodrocarbonetos GEOFÍSICA FERRAMENTAS GEOLÓGICAS ESTRATIGRAFIA Aplicação de diferentes ferramentas para um melhor conhecimento Diferentes escalas de custo e de cobertura espacial SEDIMENTOLOGIA Utilização destas ferramentas requerida pela Directiva EU

10 Geologia. Modelos de sedimentação geologia de campo permite novas hipóteses sobre geometria esperada de estratos permeáveis. Modelos de deposição detrítica são necessários para arenitos Modelos de carsificação podem ser necessários para rochas carbonatadas (IGME)

11 Geologia estrutural Necessário conhecer ambiente tectónico, de modo a definir o tipo de estruturas esperadas Estruturas são fundamentais quer para a segurança quer para a capacidade de armazenamento.

12 Estratigrafia Sequência estratigráfica permite definir a geometria do complexo de armazenamento Permite conhecer as variações laterais de fácies que afectem reservatórios e selantes

13 Geofísica Muitos métodos diferentes (gravimetria, geo-electrica, electromagnetica ) Para grandes profundidades mais comuns os métodos sísmicos Fundamentais para definir geometria, profundidade de reservatórios e identificar falhas e descontinuidade; Elevada precisão (associada a sondagens), mas custos elevados.

14 Sondagens informação pontual, mas que permite acesso a complexo de armazenamento, permitindo validar dados; Carotes permitem testar a formação em laboratório

15 Sondagens Permitem realizar testes hidráulicos e geofísicos in situ Para grandes profundidades, tecnologia de pesquisa petrolífera, custos elevados. E é informação pontual!

16 Proved resources Escalas de Avaliação A Pirâmide de avaliação escala de avaliação e Capacidade de armazenamento Basi Site scale n- scale Local Regionalscale scale Basin Loca scale l- scal National e scale Maximum space Storage capacity commodity = Mineral resource 16

17 Capacidade de armazenamento Para aquíferos salinos, Geocapacity (2009): MCO2t: Capacidade de armazenamento A: h: Φ: NG: Área do aquífero Espessura do aquífero Porosidade efectiva média do aquífero Net to gross ρco2: Densidade nas condições de formação Seff: Factor de eficiência (elemento chave, para estruturas fechadas 1%-4%, mas quantificação difícil, )

18 Por onde começar? um exemplo Moçambique descobertas massivas de gás natural no offshore da bacia Rovuma Volume recuperável 2111 biliões de m 3 (ICF, 2012) Oportunidades 18 na CPLP

19 Por onde começar? um exemplo Há possibilidades de armazenamento? Oportunidades 19 na CPLP

20 Por onde começar? um exemplo Formação Pemba, no seus dois termos inferiores (CrPs, CrPm), de características predominantemente conglomeráticas e arenosas, com selante proporcionado pelo termo superior da mesma formação, de características mais argilosas, e sobretudo pela espessa sequência margosa da Formação Mifume; Sector Mueda Nangade: sem interesse Sector Palma Mocimboa da Praia: com potencial Sector Quissanga - Pemba Norte: com potencial Sector Pemba Sul: Sem potencial. Cálculo preliminar: Mton.? Oportunidades 20 na CPLP

21 Geralmente considerado que mineralização só relevante na escala de séculos, milénios. Taxas de mineralização muito mais rápidas para armazenamento em rochas máficas. Armazenamento de CO2 em basaltos Projecto CarbFix (Islândia) Columbia river basalts - EUA Projecto CARBFIX Oelkers et al., /09/ Description

22 Múltiplos alvos, múltiplas técnicas de monitorização CO2GeoNet