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26 de marzo de 2010

Caracterización de Formaciones Geológicas para Almacenamiento de CO2

(Zaragoza y Teruel)

Vanesa Blázquez Pascual

Fundación Instituto Petrofísico

Presentación

• La Fundación Instituto Petrofísico (IPf) se crea en el año 2008.

• Está promovida por:

Fundación Gómez Pardo

Instituto Francés del Petróleo

Gas Natural SDG

Enagás

• Cuenta con un Laboratorio Petrofísico en el Parque Científico y Tecnológico de la Universidad Politécnica de Madrid en Getafe (TECNOGETAFE)

Información sobre el laboratorio

• La actividad de IPf se centra en la I+D en los siguientes campos:

Almacenamiento geológico de CO2 y gas natural.

Exploración‐Producción de los yacimientos de hidrocarburos.

Nuevos materiales industriales y materiales para la industria de la construcción.

Transferencia tecnológica, formación y divulgación de los campos anteriores.

Inicio de los estudios

• Inscripción de propuesta de Reserva Provisional a favor del Estado para recursos de la sección B): Fundación Para Estudios sobre la Energía

• Hay dos zonas propuestas en Aragón:

“Almacén 1” Zaragoza y Tarragona

“Almacén 2” Teruel y Castellón

Inscripciones de propuestas de Reserva Provisional a favor del Estado para Almacenamiento Geológico

• PSE‐CO2 Subproyecto5: “Caracterización de las Formaciones Almacén y Sello de CO2 en Condiciones Ambiente/Yacimiento: Zonas de Zaragoza y Teruel.”

• Participantes:

– Fundación Instituto Petrofísico (IPf, coordinador del subproyecto)

– Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)

– Instituto Geológico y Minero de España (IGME)

Inicio de los estudios

• Litología porosidad, permeabilidad

– Rocas sedimentarias: areniscas, determinados carbonatos

• Espesor del almacén mínimo 20‐50m.

• Extensión del almacén continuidad lateral.

• Estanqueidad que tenga un sello con un espesor mínimo de 50m.

Características a tener en cuenta

• Profundidad mayor de 800m, condiciones de presión y temperatura de fluido supercrítico.

Características a tener en cuenta

Fuente: “El Futuro del Carbón en la política energética española”. Fundación para Estudios Sobre la Energía

• Cuenca terciaria del Ebro Depresión con forma triangular limitada por los Pirineos, la Cordillera Ibérica y las Cadenas Costerocatalanas.

Fuente: Geología de España. Vera, J.A.

Sector Occidental

Sector OrientalSector Central

“Almacén 1” Zaragoza‐Tarragona

Características Generales

• Sector Occidental:

Gran subsidencia. Espesores de sedimentos Terciarios hasta de 5.000m.

El Terciario cambios laterales de facies y ausencia de sello fiable.

Este sector no es favorable para albergar un almacenamiento geológico de CO2.


Fuente: Modificado de Pieren, A.P.

• Sector Oriental:

Subsidencia acusada en el Paleógeno.

Gran espesor de los materiales Terciarios (3000‐3500m) y complejidad estructural.

Poco favorable para albergar un almacenamiento geológico de CO2.




• Sector Central:

Menor subsidencia y con estructura subtabular.

El espesor de los materiales Terciarios disminuye hacia el sur de la cuenca.

Por tanto, la zona Sur de este sector tiene unas condiciones apropiadas, a priori, para poder albergar a un almacén a nivel de materiales Mesozoicos.


M.A

• Terciario Descartado

• Mesozoico:

Triásico

Areniscas y conglomerados del Buntsandstein

Dolomías de la base del Muschelkalk

Dolomías del techo del Muschelkalk

Jurásico

Calizas Retienses (Fm Imón)


Formaciones almacén de interés

M.A

Buntsandstein:

Paquetes de areniscas y conglomerados de espesor variable en toda la Cuenca del Ebro.

Tres agrupaciones de facies sedimentarias:

•Abanicos aluviales sobre una llanura de inundación fangosa: Conglomerados y brechas con matriz arcillosa o arenosa.

•Fluvial meandriforme: facies de arenas, ocasionalmente conglomerados, en capas de espesor variable (3‐12m).

•Fluvial braided: facies de arenas en capas gruesas (10‐20m) Las más favorables.


SONDEO TOTAL BUNTSANSTEIN (m) NETO ALMACÉN (m) Porosidad (%)Lopín >52 25‐30 5‐7

La Zaida 245 50‐60 8‐15Ebro‐1 226 80‐90 10‐12Caspe 480 120‐140 14‐20Ebro‐2 240 35‐40 8‐12Ballobar 296 60‐80 10‐16Bujaraloz >95 0‐35 Sin datosFraga 305 60‐70 12‐14Mayals 389 70‐80 12‐15Lérida 157 20‐25 14‐16

Formaciones almacén de interésCuadro resumen sondeos



Formaciones almacén de interésN S

Modificado de “Formaciones salinas de las cuencas triásicas en la Península Ibérica: caracterización petrológica y geoquímica” Ortí, F. et ál


Formaciones sello de interés

• Mesozoico:

Triásico

Techo del Buntsandstein: facies Röt formadas por evaporitas.

Muschelkalk medio: evaporitas con intercalaciones de arcillas.

Keuper: diferentes paquetes de halita, anhidrita y niveles de arcillas.

Jurásico

Jurásico Inferior‐Retiense: tramo anhidrítico.


M.A

Formaciones sello de interés

Modificado de “Formaciones salinas de las cuencas triásicas en la Península Ibérica: caracterización petrológica y geoquímica” Ortí, F. et ál

• La zona de estudio se encuentra dentro de la Cuenca del Maestrazgo.

• Sus límites son:

Al Norte, la Cuenca del Ebro y la Cordillera Costero Catalana.

Al Oeste la Cordillera Ibérica.

• La Cordillera Ibérica y la Costera Catalana enlazan en sus extremos oriental y meridional a través del el Maestrazgo.

“Almacén 2” Teruel‐ Castellón

Cuenca del Maestrazgo

Fuente: Geología de España. Vera, J.A.

“Almacén 2” Teruel‐ Castellón

Características Generales:

• Zona Norte alineación de pliegues Este‐Oeste, con frecuencia fallados.

• Zona Centro área subtabular con gran predominio de los materiales del Cretácico Inferior.

• Zona Oriental área de horst y fosas.

• Zona Meridional donde se presentan afloramientos del Trías detrítico‐evaporítico.


• Mesozoico:

TriásicoBuntsandstein areniscas de grano fino a medio de origen fluvial con alguna intercalación de arcillas. Bancos de areniscas 12‐20 m. φ 12‐15%.Muschelkalk inferior y superior facies carbonatadas

JurásicoFormación Dolomías de Imón término basal de calizas y por encima unos carbonatos bioturbados de plataforma somera.


M.A

Formaciones Sello de interés

• Mesozoico:

Triásico

Muschelkalk Medio serie arcillosa‐evaporítica con facies similares al Keuper. Espesor de hasta 600 m en algunas zonas.

Keuper formación arcilloso‐evaporítica y constituye el nivel de despegue estructural en la zona. Espesor de hasta 250 m en algunas zonas.

No se han encontrado sellos fiables en el resto de la serie.

M.A.


Columna resumen del Maestrazgo

Fuente: El Futuro del Carbón en la Política Energética Española

Sello

Almacén

• Realización de ensayos de caracterización petrofísica

Se determinarán las propiedades petrofísicas de las rocas:

Porosidad

Permeabilidad

Presión capilar

Propiedades geomecánicas

Realización de un modelo geológico estático y uno dinámico.

Caracterización petrofísica

Porosidad el almacén tiene que tener una cierta capacidad para albergar el CO2.

expresada en %

Métodos para determinar la porosidad:

– Medidas rutinarias

• Cálculo de Vtotal y Vsólido

– Medidas de inyección de fluidos

• Cálculo del V poros


Fuente: www.co2.crc.com.au

Permeabilidad interconexión de los poros y la tasa de inyección.

Permeabilidad absoluta (cuando sólo hay un fluido) y relativa (dos o más fluidos inmiscibles).

Método a utilizar para conocer la permeabilidad:

– Circulación de un fluido a través de la roca.


Fuente: www.co2.crc.com.au

Ley de Darcy

Presión capilar se debe conocer para poder vencerla, en el caso del almacenamiento, y no superarla, en el caso del sello.

Métodos a utilizar para conocer la presión capilar:

– Inyección de fluidos.

– Celdas con platos porosos.

– Centrífugas.


Fuente: Basics of Reservoir Engineering. Cosse, R.

Propiedades geomecánicas modificación de las condiciones del almacén y sello al inyectar un nuevo fluido.

Propiedades a calcular:

– Cálculo del círculo de Mohr, Módulo de Young, Coeficiente de Poisson… mediante un equipo de mecánica de rocas.


Fuente: Ingeniería Geológica. González de Vallejo, L.I.

Realización de un modelo:

Modelo geológico estático a partir de los datos geológicos de la zona obtenidos mediante la sísmica, los sondeos, etc.…

Modelo dinámico realizado con un simulador numérico utilizando todos los datos petrofísicos obtenidos en los ensayos de laboratorio.


GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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