Uma sonda no primeiro local de poço IMSCS-HUB no condado de Kearny. Crédito:Universidade do Kansas
Como parte de um esforço nacional para reduzir a liberação de dióxido de carbono no ar, o Kansas Geological Survey uniu forças com parceiros públicos e privados para ajudar a determinar se o dióxido de carbono (CO 2 ) de fontes industriais podem ser injetadas no subsolo com segurança e economia para armazenamento de longo prazo e para produzir petróleo de difícil acesso.
O espaço dos poros em unidades de rocha subterrânea tem sido usado por mais de um século para descartar fluidos residuais produzidos por meio de processos industriais, produção de petróleo, tratamento de água municipal e outras operações. Agora CO 2 o descarte está sendo considerado uma forma comercialmente viável de combater as mudanças climáticas.
O esforço conjunto, conhecido como Centro Integrado de Armazenamento de Carbono Empilhado do Continente Médio (IMSCS-HUB), é a segunda fase do programa multifásico CarbonSAFE do Departamento de Energia dos EUA. Seu objetivo é investigar a geologia do subsolo em locais no sudoeste do Kansas e no sudoeste de Nebraska para verificar a viabilidade de injeção de CO 2 em camadas de rocha subterrânea.
"Nossos principais objetivos durante esta fase são fornecer todo o trabalho de fundo necessário, como caracterização geológica e de engenharia do local de armazenamento, projeto de instalação de captura, projeto de infraestrutura e permissão de injeção, "disse Eugene Holubnyak, engenheiro de petróleo e investigador principal do projeto no levantamento geológico.
As tarefas do projeto IMSCS-HUB incluem a perfuração de dois poços no condado de Kearny, Kansas, e um em Red Willow County, Nebraska, conduzir um levantamento sísmico e analisar os dados adquiridos. Entre suas contribuições, KGS fornecerá modelagem e caracterização geológica, Engenharia de petróleo, Interpretação sísmica 3-D e alcance.
Núcleos extraídos de mais de 5, 400 pés abaixo da superfície no local do poço IMSCS-HUB no condado de Kearny. Crédito:Universidade do Kansas
Battelle, a empresa de pesquisa científica e tecnologia que lidera o projeto IMSCS-HUB, já concluiu o trabalho sísmico no local do condado de Kearny. Uma pesquisa de reflexão sísmica não invasiva é realizada criando uma vibração com explosivos ou veículos especialmente equipados. As ondas sísmicas (sonoras) resultantes, que ricocheteiam em diferentes rochas e estruturas do subsolo de maneiras únicas, são gravados na superfície e usados para produzir imagens de camadas de rocha, vazios, falhas e outras estruturas geológicas.
Uma afiliada da Berexco, uma empresa de exploração e produção com sede em Wichita, está atualmente perfurando o primeiro poço do condado de Kearny para aproximadamente 6, 600 pés de profundidade. Cerca de 800 pés disso serão retirados em intervalos geológicos importantes, incluindo as camadas de rocha contendo óleo. Os núcleos são segmentos cilíndricos, cerca de 2 a 4 polegadas de diâmetro, que são criados intactos. Embora a perfuração seja mais cara do que a perfuração rotativa, que corta a rocha em pequenos pedaços, os núcleos fornecem uma imagem mais completa do ambiente subterrâneo do que a rocha picada.
Os núcleos, registros de perfuração, e os dados sísmicos 3-D serão disponibilizados ao público assim que o projeto for concluído. Além de ser essencial para a Captura de Carbono, Projetos de utilização e armazenamento (CCUS), os resultados serão um recurso valioso para a exploração convencional de petróleo e gás, pesquisa geológica e outras atividades.
O modelo 3-D (topo) mostra o potencial de armazenamento de camadas de rocha do topo da formação Meramec - mais de 4, 000 pés de profundidade no condado de Kearny - até o topo do porão. O mapa acima é o topo da formação Morrow que recobre o Meramec. A seção transversal (inferior) mostra as formações subjacentes à linha A-A 'no modelo 3-D. Crédito:Universidade do Kansas
"Extensos conjuntos de dados sísmicos 3-D, como o adquirido no site do condado de Kearny, são caros e nem sempre estão disponíveis ao público, "Holubnyak disse." Este conjunto de dados fornecerá uma visão sobre a arquitetura de estruturas na subsuperfície em toda a região, onde existem muitas estruturas semelhantes. Esperamos que, ao analisar esses dados, possamos compreender melhor a interface do embasamento Arbuckle e Pré-cambriano da era Ordoviciana e outras formações geológicas no Kansas. "
O Grupo Arbuckle é uma formação rochosa porosa que contém água extremamente salina no oeste do Kansas, onde é separado do mais raso, aqüíferos de água doce por milhares de pés de rocha impermeável. A formação é o alvo principal do CO 2 armazenar, e os dados coletados durante a investigação IMSCS-HUB ajudarão a determinar se ele pode conter CO com segurança 2 para o longo prazo. O porão pré-cambriano, composto de rocha ígnea e metamórfica, está diretamente subjacente ao Arbuckle no Kansas.
"Os dados na interface Pré-cambriano / Arbuckle são esparsos, mas é essencial para a ciência fundamental e aplicações como CCUS, "Holubnyak disse.
Modelo gerado sísmico mostrando contornos no topo da formação Arbuckle nas proximidades do local do poço IMSCS-HUB do condado de Kearny. Crédito:Universidade do Kansas
Nos últimos 10 anos, a Seção de Pesquisa de Energia KGS liderou ou desempenhou um papel fundamental em cinco projetos CCUS de grande escala financiados pelo Departamento de Energia dos EUA. O ICKan (Captura e Armazenamento Integrados de Carbono para o Kansas) liderado pela KGS foi um dos três projetos de Fase I do programa CarbonSAFE do DOE. Nessa fase, A KGS foi encarregada de desenvolver um plano para enfrentar os desafios e oportunidades do CCUS em escala comercial no Kansas.
O interesse em capturar e armazenar as emissões de carbono foi regenerado em 2018, quando a Receita Federal atualizou um incentivo fiscal, conhecido como 45Q, para empresas que desejam capturar e armazenar CO 2 . Produção de petróleo e gás, etanol, geração de energia elétrica, pipeline, agricultura e outras indústrias são elegíveis.
