Captura y Almacenamiento de Dióxido de Carbono (CAC) en Acuíferos Salinos versus Campos de Gas Agotados
Autores: Worden, Richard H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Captura y Almacenamiento de Dióxido de Carbono (CAC) en Acuíferos Salinos versus Campos de Gas Agotados
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Acuíferos salinos
Campos de gas agotados
Almacenamiento de CO
Repositorios geológicos
Tasas de inyección
Eficiencia de almacenamiento.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Los acuíferos salinos se han utilizado para el almacenamiento de CO como una estrategia dedicada de mitigación de gases de efecto invernadero desde 1996. Ahora se están planificando campos de gas agotados para proyectos de CCS a gran escala. Aunque también se utilizarán reservorios de basalto, los acuíferos salinos y los campos de gas agotados constituirán la mayor parte de los repositorios geológicos globales para el CO. En la actualidad, los campos de gas agotados y los acuíferos salinos parecen ser tratados como si fueran una sola entidad, pero tienen diferencias distintas que se examinan aquí. Los campos de gas agotados tienen mucha más información preexistente sobre el reservorio, la roca de sellado superior, la arquitectura interna del sitio y sobre las propiedades de flujo de fluidos que los acuíferos salinos debido a la larga historia de desarrollo de proyectos de hidrocarburos y producción de fluidos. Las trayectorias de evolución de la presión de fluidos para los acuíferos salinos y los campos de gas agotados son claramente diferentes porque, a diferencia de los acuíferos salinos, los campos de gas agotados probablemente estén por debajo de la presión hidrostática antes de que comience la inyección de CO. Los campos de gas agotados despresurizados pueden requerir una inyección inicial de CO en fase gaseosa en lugar de CO en fase densa, típico de los acuíferos salinos, pero la mayor diferencia de presión puede permitir tasas de inyección iniciales más altas en los campos de gas agotados que en los acuíferos salinos. Los campos de gas agotados despresurizados pueden llevar a trayectorias de estrés relacionadas con la inyección de CO que son distintas de los acuíferos salinos, dependiendo de las propiedades geomecánicas del reservorio. La captura de CO en acuíferos salinos estará dominada por procesos de flotabilidad con CO residual y CO disuelto que se desarrollan con el tiempo, mientras que los campos de gas agotados estarán dominados por un cuerpo de CO que se hunde y forma un cojín debajo del metano restante. Los acuíferos salinos tienden a tener una capacidad relativamente limitada para llenar poros con CO (es decir, factores de eficiencia de almacenamiento bajos entre el 2 y el 20%) ya que el CO inyectado está controlado por diferencias de flotabilidad y viscosidad con la salmuera salina. En contraste, los campos de gas agotados pueden tener factores de eficiencia de almacenamiento de hasta el 80% ya que el reservorio contendrá metano a presión subhidrostática que es fácil de desplazar. Los acuíferos salinos tienen un mayor riesgo de disolución de halita y disolución menor de minerales del reservorio que los campos de gas agotados, ya que los primeros contienen vastamente más del medio acuoso necesario para tales procesos en comparación con los últimos. Los campos de gas agotados tienen algunos riesgos de fuga diferentes a los acuíferos salinos, principalmente relacionados con las diferentes historias de presión de fluidos, la alteración de propiedades geomecánicas relacionada con la despresurización y el mayor número de pozos típicos de los campos de gas agotados que de los acuíferos salinos. Los campos de gas agotados y los acuíferos salinos también tienen algunas oportunidades de monitoreo diferentes. La salmuera de alta densidad y conductividad eléctrica reemplazada por CO en los acuíferos salinos permite la imagen sísmica y de resistividad, pero estas formas de imagen son menos factibles en los campos de gas agotados. Es menos probable que se utilicen pozos de monitoreo en acuíferos salinos que en campos de gas agotados, ya que estos últimos típicamente tienen numerosas penetraciones de pozos de exploración y producción preexistentes. La importancia de este análisis es que los acuíferos salinos y los campos de gas agotados deben ser tratados de manera diferente, aunque el objetivo final sea el mismo: almacenar CO de manera permanente para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero y minimizar el calentamiento global.
Descripción
Los acuíferos salinos se han utilizado para el almacenamiento de CO como una estrategia dedicada de mitigación de gases de efecto invernadero desde 1996. Ahora se están planificando campos de gas agotados para proyectos de CCS a gran escala. Aunque también se utilizarán reservorios de basalto, los acuíferos salinos y los campos de gas agotados constituirán la mayor parte de los repositorios geológicos globales para el CO. En la actualidad, los campos de gas agotados y los acuíferos salinos parecen ser tratados como si fueran una sola entidad, pero tienen diferencias distintas que se examinan aquí. Los campos de gas agotados tienen mucha más información preexistente sobre el reservorio, la roca de sellado superior, la arquitectura interna del sitio y sobre las propiedades de flujo de fluidos que los acuíferos salinos debido a la larga historia de desarrollo de proyectos de hidrocarburos y producción de fluidos. Las trayectorias de evolución de la presión de fluidos para los acuíferos salinos y los campos de gas agotados son claramente diferentes porque, a diferencia de los acuíferos salinos, los campos de gas agotados probablemente estén por debajo de la presión hidrostática antes de que comience la inyección de CO. Los campos de gas agotados despresurizados pueden requerir una inyección inicial de CO en fase gaseosa en lugar de CO en fase densa, típico de los acuíferos salinos, pero la mayor diferencia de presión puede permitir tasas de inyección iniciales más altas en los campos de gas agotados que en los acuíferos salinos. Los campos de gas agotados despresurizados pueden llevar a trayectorias de estrés relacionadas con la inyección de CO que son distintas de los acuíferos salinos, dependiendo de las propiedades geomecánicas del reservorio. La captura de CO en acuíferos salinos estará dominada por procesos de flotabilidad con CO residual y CO disuelto que se desarrollan con el tiempo, mientras que los campos de gas agotados estarán dominados por un cuerpo de CO que se hunde y forma un cojín debajo del metano restante. Los acuíferos salinos tienden a tener una capacidad relativamente limitada para llenar poros con CO (es decir, factores de eficiencia de almacenamiento bajos entre el 2 y el 20%) ya que el CO inyectado está controlado por diferencias de flotabilidad y viscosidad con la salmuera salina. En contraste, los campos de gas agotados pueden tener factores de eficiencia de almacenamiento de hasta el 80% ya que el reservorio contendrá metano a presión subhidrostática que es fácil de desplazar. Los acuíferos salinos tienen un mayor riesgo de disolución de halita y disolución menor de minerales del reservorio que los campos de gas agotados, ya que los primeros contienen vastamente más del medio acuoso necesario para tales procesos en comparación con los últimos. Los campos de gas agotados tienen algunos riesgos de fuga diferentes a los acuíferos salinos, principalmente relacionados con las diferentes historias de presión de fluidos, la alteración de propiedades geomecánicas relacionada con la despresurización y el mayor número de pozos típicos de los campos de gas agotados que de los acuíferos salinos. Los campos de gas agotados y los acuíferos salinos también tienen algunas oportunidades de monitoreo diferentes. La salmuera de alta densidad y conductividad eléctrica reemplazada por CO en los acuíferos salinos permite la imagen sísmica y de resistividad, pero estas formas de imagen son menos factibles en los campos de gas agotados. Es menos probable que se utilicen pozos de monitoreo en acuíferos salinos que en campos de gas agotados, ya que estos últimos típicamente tienen numerosas penetraciones de pozos de exploración y producción preexistentes. La importancia de este análisis es que los acuíferos salinos y los campos de gas agotados deben ser tratados de manera diferente, aunque el objetivo final sea el mismo: almacenar CO de manera permanente para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero y minimizar el calentamiento global.