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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.
“Almacén 1” Zaragoza‐Tarragona
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.
Fuente: Modificado de Pieren, A.P.
“Almacén 1” Zaragoza‐Tarragona
“Almacén 1” Zaragoza‐Tarragona
• 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.
Fuente: Modificado de Pieren, A.P.
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)
Fuente: Modificado de Pieren, A.P.
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.
Formaciones almacén de interés
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
Fuente: “El Futuro del Carbón en la política energética española”. Fundación para Estudios Sobre la Energía
Fuente: “El Futuro del Carbón en la política energética española”. Fundación para Estudios Sobre la Energía
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 almacén de interés
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.
Fuente: Modificado de Pieren, A.P.
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.
Formaciones almacén de interés
• 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.
Fuente: Modificado de Pieren, A.P.
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.
Fuente: Modificado de Pieren, A.P.
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
Caracterización petrofísica
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.
Caracterización petrofísica
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.
Caracterización petrofísica
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.
Caracterización petrofísica
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.
Caracterización petrofísica
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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