The Global CCS Institute is pleased to invite you to participate in the last of a three-part webinar series on CO2 storage. This webinar will be presented in Spanish, and is part of the Global CCS Institute's capacity development program with the Mexican Academic Council of Earth Science Schools on the education of carbon capture and storage (CCS). This webinar will focus on 'Fundamentals of monitoring CO2 injected underground'. The Institute is pleased that Vanessa Nuñez, Research Scientist Associate at the Gulf Coast Carbon Center of the University of Texas at Austin's Bureau of Economic Geology, will be presenting this webinar. Vanessa serves as Principal Investigator for several applied CCS projects. She holds a BS in Petroleum Engineering from Universidad Central de Venezuela, an MS in Petroleum Engineering from the University of Texas at Austin and an MA in Energy and Mineral Resources also from the University of Texas at Austin. Before joining the Bureau of Economic Geology, Vanessa was a Senior Reservoir Engineer at Chevron Energy Technology's Carbon Storage group, where she served as company representative for several Joint Industry Projects, such as the Weyburn-Midale IEA project. Back in her native Venezuela, she worked as an Instructor Professor at Universidad Central de Venezuela.

1. Fundamentals of monitoring CO2
injected underground
Webinar – 7 November 2013, 0100 AEDT

2. Vanessa Nuñez
Investigadora Científica Asociada, Gulf Coast Carbon Center
Vanessa Nuñez es una Investigadora Científica Asociada del
Gulf Coast Carbon Center, un centro de investigación
perteneciente al Bureau of Economic Geology de la
Universidad de Texas en Austin. Como tal, ella cumple
funciones de Investigadora Principal en varios proyectos
aplicados de almacenamiento geológico de carbón. Vanessa
posee un título de Ingeniero de Petróleo otorgado por la
Universidad Central de Venezuela y dos títulos de maestría,
uno en Ingeniería de Petróleo y otro en Energía y Recursos
Minerales, ambos otorgados por la Universidad de Texas en
Austin. Antes de unirse al Bureau of Economic Geology, ella
trabajo como Ingeniero de Yacimientos Senior en el grupo de
almacenamiento de carbón de la compañía de investigación
y desarrollo de Chevron “Chevron Energy Technology
Company”. En ese cargo, Vanessa fue representante de Chevron en varias alianzas
industriales, tales como el proyecto Weyburn-Midale IEA, en el que ella formó parte del
comité ejecutivo. En su país natal, Venezuela, Vanessa fue profesora de la Escuela de
Ingeniería de Petróleo de la Universidad Central de Venezuela.

3. QUESTIONS
 We will collect questions during
the presentation.
 Your MC will pose these
question to the panel of
presenters after the
presentation.
 Please submit your questions
directly into the GoToWebinar
control panel.
The webinar will start shortly.

4. Fundamentos del Monitoreo de CO2
inyectado en el Subsuelo
Vanessa Núñez López, M.S., M.A.
vanessa.nunez@beg.utexas.edu

5. Preguntas clave…
Por qué se requiere un programa de monitoreo?
Para confirmar el almacenamiento permanente de CO2 en formaciones
geológicas
Cómo se monitorea?
A través de un conjunto diverso de herramientas tanto existentes como
novedosas.
Son confiables las tecnologías?
Si! Pero algunas tecnologías solo pueden ser aplicadas en determinadas
condiciones
En dónde se monitorea?
En la atmósfera (muy complejo!), en la superficie, cerca de la superficie y en el
subsuelo
Cuándo se monitorea?
Antes de la operación, durante la operación, durante el cierre y después del
cierre

6. Quién requiere un plan de monitoreo?
En los Estados Unidos:

Las reglamentaciones federales de conteo de gases invernaderos (bajo el Safe
Drinking Water Act y el Clean Air Act)
 La Agencia de Protección Ambiental (EPA) y el Programa de Control de Inyección en
el Subsuelo (UIC).
En la Directiva Europea (2009/31/EC):
 Traducción de artículo 13: Estados miembros asegurarán que en operador lleve a
cabo el monitoreo de las instalaciones de inyección, el complejo de almacenamiento
(incluyendo cuando sea posible la pluma de CO2) y el medio ambiente vecino cuando
sea apropiado.
En Australia bajo el Offshore Petroleum and Greenhouse Gas Storage Act 2006 (Cth):
 El plan de localización mantendrá informadas las agencias reglamentarias a un nivel
de detalle apropiado… de los resultados de monitoreo continuo y programas de
verificación y predicciones de comportamiento a corto, mediano y largo plazo del gas
invernadero en la formación de almacenamiento identificada y en las formaciones
asociadas. (Memorándum Explicativo)

7. Zonas de Monitoreo

8. Métodos Geofísicos de Monitoreo
 Estudios sísmicos: repeticiones 3D (sismica 4D)
 Perfil sísmico vertical (VSP)
 Sísmica cross-pozo
 Registros de pozo
 Tomografía de resistividad eléctrica (ERT)
 Otros

9. Métodos geofísicos: repeticiones 3D (sísmica 4D)

10. Métodos geofísicos: perfil sísmico vertical (VSP)
From CO2CRC

11. Métodos geofísicos: sísmica cross-pozo
Daley et al.

12. Registros de pozo: herramienta de saturación (RST)
Day 4
Day 29
Day 29
Day 10
Day 142
Day 474
Model perm
10000
Model gas sat.
DEPTH
FEET
1
Lithology
0
V/V
V/V
0
1
RST gas sat.
1
1
5000
5010
5020
5030
5040
5050
V/V
Model gas sat.
Model gas sat.
V/V
0
1
RST gas sat.
0
1
V/V
V/V
Model gas sat.
0
1
RST gas sat.
0
1
V/V
V/V
Model gas sat.
0
1
RST gas sat.
0
1
V/V
V/V
0
0.4
RST gas sat.
0
1
V/V
mD
1
Model porosity
RST gas sat.
0
1
V/V
V/V
0
Log porosity
0
0.4
V/V
0

13. Tomografía de resistividad eléctrica (ERT)
Monitorea cambios en las propiedades eléctricas de los fluidos de formación
Carrigan, C.R., et al., 2009, “Application of ERT for Tracking CO2 plume Growth and movement at the SECARB
Cranfield Site”, DOE-NETL Conference Proceedings.

14. Monitoreo de agua potable y zona vadosa
Monitoreo de gas de suelo
Se requiere la caracterización de la zona de
agua potable antes de la inyección, seguido
por muestreos anuales.

15. Deformación de superficie: geodesia espacial
(GPS/InSAR)
 Principio: la elevada presión del yacimiento debida a la inyección del CO2 pudiera
conducir a un levantamiento medible; fugas a corto plazo pudieran resultar en
subsidencia.
 GPS (posiciones puntuales, alta resolucion temporal) y InSAR (alta resolución
espacial, baja resolución temporal) se pudieran combinar para el monitoreo a largo plazo
de sitios de almacenamiento.
 InSAR demostrado en proyectos de almacenamiento: InSalah, Algeria (atmósfera seca)
 InSAR no demostrado aún en zonas húmedas.

16. Microsísmica: monitoreo de sísmica pasiva
Fuente: RITE (Nagaoka site)

17. Ejemplo de campo: SECARB Fase III en Cranfield, Mississippi
3,000 m de profundidad (10,300 ft)
Capa de gas, anillo de petróleo,
acuífero asociado
Producción original en los 1950’s
Empuje de agua fuerte
Cerrado desde 1965
Retornado a presión inicial
Iniciada operación de CO2-EOR en
2008 con monitoreo de presión
Operado por Denbury Resources.
Special Section dedicated to Cranfield in the October issue of the International
Journal of Greenhouse Gas Control.
http://www.sciencedirect.com/science/journal/17505836/18?utm_source=2013_10_22_Cranfield_Special_Iss
ue_News_Flash&utm_campaign=GCCC-News-Flash_2013_10_28_CranfieldIssue&utm_medium=email

18. Cranfield: objectivos generales
Objetivos del programa de asociaciones regionales:
 Predecir la capacidad de almacenamiento +/- 30%
 Evaluar protocolos para demostrar que es probable que el
99% de CO2 es retenido
Objetivos de SECARB Cranfield ‘Early Test’:
 Obtener resultados tempranos para el programa de
asociaciones regionales
 Proveer información temprana a los cuerpos legislativos
Objetivos técnicos del SECARB Cranfield ‘Early Test’:
 Lograr una seguridad ambiental efectiva
 Predecir y monitorear la extensión de la migración de la
pluma de CO2 en el intervalo de inyección
 Predecir y monitorear la magnitud y el alcance de la
perturbación de presión

19. Tuscaloosa Fm
Cranfield: ubicación geológica
Tuscaloosa confining system
DAS
Tuscaloosa D-E reservoir
Oil-water contact
Based on log annotation and
recent side-walls

20. Cranfield: área detallada de estudio (DAS)
Injector
CFU 31F1
Obs
CFU 31 F2
F1
Arreglo de pozos
cercanos para examinar
el flujo de fluidos en
yacimientos complejos.
F2
Obs
CFU 31 F3
F3
Above-zone
monitoring
Above Zone Monitoring
10,500 feet BSL
Injection Zone
68m
112 m

21. Cranfield: construcción de pozos de observación en
el DAS
2 7/8” tubing
U-tube sampler
1/4 “SS
Construcción de sísmica cross-pozo
Monitoreo lejano por
microsísmica, P&T, monitoreo
químico, sísmica convencional.
Seismic
sources/receivers
BHP+ T
Casing-conveyed pressure sensor
200’
ERT – 20 electrodes
Fiberglass non-conductive casing
Tuscaloosa DE
100’
Distributed temperature
and heater loop

22. Cranfield: tomografía cross-pozo (linea base)
F3
F2
West
F1
East
112 m

23. Cranfield: perfil cross-pozo z-seis
F3
F1 (Injection)
F2
Linea base
Sep. 2009
Nov. 2010
0.0
140
Inter-well Distance
(ft)
367

24. Cranfield: repetición de RST en F2

25. Cranfield: repetición de RST en F3

26. Cranfield: tomografía de resistividad eléctrica (ERT)

27. Cranfield: muestreo de fluidos via U-tube
100%
90%
CH4
CONCENTRATION
80%
70%
60%
50%
40%
CO2
Originally
brine
methane
saturated
Breakthrough of
of CO2
Double
injection rate
Additional flow paths –
more methane extracted
30%
20%
10%
0%
11/29/09 0:00
12/4/09 0:00
12/9/09 0:00
12/14/09 0:00
12/19/09 0:00
12/24/09 0:00
12/29/09 0:00
1/3/10 0:00
SAMPLING TIME
Un tubo de diámetro pequeño colecciona muestras de fluidos con trazadores intactos, mediante
levantamiento de N2. La disolución de CO2 en el agua libera CH4 disuelto.

28. Cranfield: sondeo de temperatura distribuida (DTS)

29. Cranfield: conclusiones

Mas de 3.5 millones de toneladas de CO2 inyectado se han monitoreado
exitosamente.

El CO2 se ha retenido en la zona de inyección, incluso en un area de19431944 pozos.

La dirección del flujo y la elevación de presión se pronosticaron dentro del
rango de incertidumbre.

El CO2 fluyó por sendas preferenciales a lo largo de canales fluviales.
Varias herramientas de imágenes apoyan esta teoria de flujo preferencial.

El CO2 fluyó buzamiento abajo, indicando que las fuerzas flotantes no
dominaron el flujo a la escala de pozo utilizada en el experimento.

Nuestro programa de monitoreo estuvo basado en la evaluacion de riesgos
y fue diseñado para proveer confiabilidad en el almacenamiento geológico
de carbono.

Esperamos que el aprendizaje, tanto en las areas exitosas como en las
débiles, sea relevante en proyectos futuros.

30. Conclusiones generales
•
Diversas herramentas se encuentran disponibles para determinar si un proyecto
de inyección esta ejecutando correctamente. Casi todas estas herramientas han
sido probadas extensamente en operaciones similares y actualmente estan
siendo probadas en sitios de almacenamiento de CO2.
•
No existe una combinación única de herrameintas para proyectos comerciales.
Los programas de monitoreo en aplicaciones comerciales deben ser diseñados
específicamente para cada proyecto.
•
La presión de yacimiento en la zona de inyección es un indicativo conocido de la
respuesta del yacimiento y provee datos que ponen a prueba la veracidad de los
modelos.
•
Los datos de presión medidos a alta frecuencia son muy valiosos por cuanto
documentan los cambios de presión durante el periodo transiente inicial, los
cuales no son visibles en mediciones a baja frecuencia.
•
Las mediciones repetidas de saturación de CO2 muestran complejidades no
tradicionalmente incluidas en el cotejo de historias.
•
El monitoreo de la zona de agua potable debe basarse en los protocolos clásicos
existentes para sitios contaminados.

31. QUESTIONS / DISCUSSION
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32. Certificate of Participation/ Certificado de participación
Si usted gusta recibir un ‘Certificado de participación’ por haber
participado en esta serie de webinars, por favor dirija un email a
alice.gibson@globalccsinstitute.com con su nombre y la lista de los
webinars en los que participó (ejemplo: el primero, segundo y/o tercer
webinar).
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33. Please submit any feedback to: webinar@globalccsinstitute.com