Laboratório de campo para experimentos de liberação controlada de CO 2 e testes de técnicas de Medição, Monitoramento e Verificação (MMV)

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Leonardo Madeira Vilanova
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1 Laboratório de campo para experimentos de liberação controlada de CO 2 e testes de técnicas de Medição, Monitoramento e Verificação (MMV) Clarissa Lovato Melo CEPAC Lia Weigert Bressan CEPAC

2 INTEGRANTES DO PROJETO CENPES/PETROBRAS Andréa Moreira Ana Paula Musse Fátima do Rosário PUCRS/CEPAC Clarissa Lovato Melo João Marcelo Ketzer Régis Lahm Flávio Ponzoni Lia Bressan Marcelo Constant Rodrigo Iglesias Cristiane Romio UNESP/RC- SP Chang Kiang Andresa Oliva UFSC SC Enio Pedrotti Helen Lazzarin IPEN/USP-SP Eduardo Landulfo Walter Nakaema

Lia Bressan Marcelo Constant Rodrigo Iglesias Cristiane Romio UNESP/RC- SP Chang Kiang

3 OBJETIVOS DO PROJETO Desenvolver, testar e validar ferramentas e metodologias de monitoramento a partir da injeção e do vazamento controlado de CO 2 no site da Fazenda Ressacada, em Florianópolis-SC. Injeção de CO 2 em poços verticais, com vazamento em diferentes profundidades. LOCALIZAÇÃO : Fazenda da Ressacada (UFSC) Florianópolis- SC onde já existe, desde 1998, experimentos de campo relacionados a transporte de contaminantes e remediação da água subterrânea impactada por vazamentos de óleo e derivados.

Injeção de CO 2 em poços verticais, com vazamento em diferentes profundidades.

4 Laboratório REMAS - UFSC Monitoramento das alterações hidrogeoquímicas na água subterrânea UNESP Caracterização geoelétrica, geológica e hidrogeológica pré e pós injeção IPEN USP Medições Meteorológicas CEPAC - PUCRS Modelagem numérica Monitoramento de gases do solo Análise de isótopos de carbono Medida do fluxo de CO 2 Traçadores gasosos Monitoramento do stress biológico através da caracterização espectral

Meteorológicas CEPAC - PUCRS Modelagem numérica Monitoramento de gases do solo Análise de isótopos de

5 Monitoramento das alterações hidrogeoquímicas na água subterrânea Laboratório REMAS UFSC Mobilização de compostos orgânicos Injeção de CO 2 Lixiviação de minerais e metais pesados Acidificação da água doce Contaminação do lençol freático Caracterização e o monitoramento das variações hidrogeoquímicas da área: Parâmetros físico-químicos: ph, potencial redox, alcalinidade, acidez, íon carbonato e bicarbonato; Concentração de metais em solo e água. Poços de monitoramento multi-nível (2, 4 e 6 m de profundidade).

e o monitoramento das variações hidrogeoquímicas da área: Parâmetros físico-químicos: ph, potencial redox, alcalinidade, acidez,

Caracterização geoelétrica, geológica e hidrogeológica UNESP CARACTERIZAÇÃO GEOELÉTRICA MÉTODO DA ELETRORRESISTIVIDADE Técnicas 1D SEV, Imageamento elétrico 2D, 3D e 4D e Perfilagem Elétrica

6 Caracterização geoelétrica, geológica e hidrogeológica UNESP CARACTERIZAÇÃO GEOELÉTRICA MÉTODO DA ELETRORRESISTIVIDADE Técnicas 1D SEV, Imageamento elétrico 2D, 3D e 4D e Perfilagem Elétrica Eletctrodes A M N B A B M N A M N B CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA E HIDROGEOLÓGICA Sondagem, poços de monitoramento, análises granulométricas, análises petrográficas e determinação da condutividade hidráulica in situ (método Guelph e Slug Test)

M N B A B M N A M N B CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA E HIDROGEOLÓGICA Sondagem, poços de monitoramento, análises

7 Modelagem Numérica CEPAC-PUCRS Cooperação com o Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL). Simulações numéricas utilizando modelos de fluxo e transporte multifásico (TOUGH/TOUGHREACT), considerando as diferentes fases possivelmente presentes no sistema (água, CO 2, ar). Resultados: estimativa do comportamento da pluma de CO 2 ao longo do tempo em cenários com diferentes taxas de injeção.

considerando as diferentes fases possivelmente presentes no sistema (água, CO 2, ar).

8 Extração e amostragem dos Gases: Poços multi-nível: 50cm Monitoramento de gases do solo CEPAC-PUCRS Extração por bomba a vácuo (Método de Amostragem Ativa de Gases do Solo - USEPA, 1997) Amostragem com seringas e vials sob vácuo. Análises: CO 2 e HC leves em GC-FID-TCD (Gas Chromatography Flame Ionization Detection- Termal Conductivity Detector)

Solo - USEPA, 1997) Amostragem com seringas e vials sob vácuo.

9 Razão isotópica 13 C/ 12 C : Amostras de CO 2 ar e plantas. Análises de Isótopos de Carbono CEPAC-PUCRS injetado, água, Água subterrânea: Poços de monitoramento multi-nível Plantas: locações dos estudos de caracterização espectral e fitofisionomia da vegetação. Ar: canisters previamente evacuados (Método EPA TO-15 (USEPA, 1999). Canisters

de monitoramento multi-nível Plantas: locações dos estudos de caracterização

10 Monitoramento do fluxo de CO 2 CEPAC-PUCRS Câmaras de fluxo dinâmicas (Sistema LI-COR - LI-8100A) Câmara de fluxo LI-8100A Concentração de CO 2 determinada por meio de espectroscopia de absorção ótica - analisador de gás por absorção na faixa do infravermelho (IRGA) Temperatura e Umidade do solo O método permite calcular as emissões de CO 2 e observar o comportamento da injeção através de mapas de contorno de fluxo, concentração, umidade e temperatura.

absorção na faixa do infravermelho (IRGA) Temperatura e Umidade do solo O método permite calcular as emissões de

11 Traçadores Gasosos CEPAC-PUCRS Incorporação de quantidades traços de compostos exóticos (PFCs) no CO 2 injetado. Monitoramento do movimento do CO 2 em subsuperfície e detecção de possíveis vazamentos em sites de armazenamento geológico. cm Tudo de adsorção capilar Monitoramento passivo: tubos de adsorção capilar inseridos em poços de aproximadamente 0,5 m de profundidade.

Monitoramento do movimento do CO 2 em subsuperfície e detecção de possíveis vazamentos em

12 Monitoramento do stress biológico através da caracterização espectral CEPAC-PUCRS Medições radiométricas: na área experimental e fora da área experimental em folhas isoladas e de dósseis dos quais estas fazem parte. Caracterização química e anatômica das espécies em estudo, buscando identificar possíveis diferenças passiveis de serem associadas à ação das altas concentrações de CO 2 e que eventualmente poderão explicar alterações na reflectância espectral.

Caracterização química e anatômica das espécies em estudo, buscando identificar possíveis diferenças passiveis de

13 Medições Meteorológicas IPEN-USP Sistemas de laser: CRDS (Cavity Ring-Down Spectroscopy ) e QCL (Quantum Cascade Lasers): determinação das concentrações de CO 2 utilizando técnicas de absorção direta. Numa das variações da técnica CRDS, pode-se utilizar o instrumento para a determinação das fontes de CO 2 (queima de combustíveis fósseis, respiração pelas plantas etc) através de isótopos dos carbonos 12 e 13. Sistema Eddy-Covariance: determinação das concentrações de CO 2 pela medição de fluxos turbulentos.

Numa das variações da técnica CRDS, pode-se utilizar o instrumento para a determinação das fontes de CO 2 (queima de

14 Próximas Etapas 2013: Construção de mais 1 poço de injeção Campanha de Injeção e Monitoramento Cooperação com Universidade de Montana Cooperação com LBNL: Treinamento Módulo TOUGH Modelagem Numérica Assistência Eddy Covariance 2014: Planta de Injeção de CO 2 e Traçadores Construção de mais 1 ou 2 poços de injeção Campanha de Injeção e Monitoramento

Módulo TOUGH Modelagem Numérica Assistência Eddy Covariance 2014: Planta de Injeção de

15 Mini Ressacada Teste dos equipamentos para uso em campo: -Câmara de Fluxo - LICOR - LI Sonda Vaisala CARBOCAP GMP343

16 Construção poço para o Mini Ressacada

20 ESTUDO COM TRAÇADORES GASOSOS EM PROJETOS DE ARMAZENAMENTO GEOLOGICO DE CO 2 OBJETIVOS Testar e desenvolver técnicas de traçadores gasosos como método de monitoramento em projetos de armazenamento geológico de CO2, com o objetivo de acompanhar o deslocamento da pluma de CO2 e de detectar vazamentos.

método de monitoramento em projetos de armazenamento geológico de CO2, com

21 WEST PEARL QUEEN New Mexico,USA Matriz com CATs (formato radial - Fig. 4); Injeção de 3 tipos de PFCs; CAT s dispostos com 1,5 m de profundidade; Análise de CATs com dessorvedor térmico e cromatógrafo gasoso com detector ECD;

22 MONTANA STATE UNIVERSITY BOZEMAN, Montana, USA Matriz retangular com poços de monitoramento nos símbolos - ); Distanciamento de 3 e 6 m entre os poços horizontais e 50 m entre os poços verticais; Injeções de traçador em dutos verticais e horizontais; Poços verticais com aproximadamente 1 m de profundidade; Injeção de dois tipos de PFC; Monitoramento dos poços verticais e horizontais Análise de CATs com dessorvedor térmico e cromatógrafo gasoso com detector ECD;

23 THE FRIO BRINE PILOT, Houston, USA Injeção de 3 tipos de PFTs; Injeção traçador concomitante com CO 2 em entrada separada; Diferença de 12h entre uma injeção e outra de PFTs; CATs permanecem 6h após a injeção de PFTs; CATs inseridos em tubos específicos de aproximadamente 1 m de profundidade; Monitoramento ocorreu em 22 poços;

24 METODOLOGIA PROPOSTA - Experimento em laboratório teste; - Injeção de perfluorcarbonos (PFCs) como traçadores gasosos em campo com uso de CATs; - Analise posterior à injeção em CG-ECD e TD;

25 Obrigada Clarissa Lovato Melo Lia Weigert Bressan Telefone:

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