1. Concepto almacenamiento en cac

Tecnologías de lucha
contra el cambio
climático: Almacenamiento
geológico de CO2

Almacenamiento Geológico
de CO2
Luis Felipe Mazadiego Martínez
Marcelo F. Ortega Romero

1. Concepto de
Monitorización en
tecnologías CAC
Luis Felipe Mazadiego Martínez
Marcelo F. Ortega Romero

Tecnologías de lucha contra el cambio
climático: Almacenamiento geológico de CO2
La Monitorización es una de las etapas más importantes de
cualquier proyecto de captura y almacenamiento de CO2 (CAC)
Sus OBJETIVOS son:
• Proporcionar información que ayude a conocer la geología, hidrogeología y geoquímica del
emplazamiento.
• Asegurar que las operaciones, tanto de construcción de la planta como de los sistemas de
transporte, inyección y almacenamiento del gas se lleven a cabo de manera segura.
• Mantener un registro detallado y exhaustivo del emplazamiento.
• Contribuir a la confianza y aceptación que la sociedad pueda tener de este tipo de proyectos.
• Identificar los puntos de debilidad del sistema, es decir, aquellas zonas que pudieran
favorecer la migración del CO2 desde el almacén geológico hasta estratos superficiales.
• Establecer la línea base antes de la inyección de CO2.
Ponencia 1: Concepto de Monitorización en tecnologías CAC Ponente: Luis F. Mazadiego

La Monitorización se realiza en todas las fases de un proyecto CAC:
Pre-inyección, Inyección y Post-Inyección y Clausura
Fotografías de campañas de monitorización de un proyecto CAC en Hontomín (Burgos,
España), realizados por UPM, AMPHOS21 y Universidad de Florencia (Italia)
Ponente: Luis F. MazadiegoPonencia 1: Concepto de Monitorización en tecnologías CAC

FASE DEL
PROYECTO
DURACIÓN
POTENCIAL
OBJETIVOS DE LA MONITORIZACIÓN
PRE-
INYECCIÓN
3-5 AÑOS
• Desarrollar un modelo geológico
• Ejecutar un programa de impacto ambiental
• Desarrollar modelos predictivos del comportamiento
del sistema.
• Establecer estrategias de remediación eficaces.
• Establecer líneas de base con las que pueda compararse
a lo largo de la vida del proyecto.
Energy Technology Laboratory,
(U.S. Department of Energy) (2009)

Energy Technology Laboratory,
(U.S. Department of Energy) (2009)
FASE DEL
PROYECTO
DURACIÓN
POTENCIAL
OBJETIVOS DE LA MONITORIZACIÓN
POST-
INYECCIÓN
5-> 50
AÑOS
• Verificar el volumen de CO2 almacenado.
• Identificar las posibles fugas de CO2 y cuantificarlas.
• Cumplir los requisitos de salud, seguridad y protección
medioambiental.
• Verificar la exactitud de los métodos predictivos.
• Lograr la confianza de los interlocutores locales
(“stakeholders”).
•Demostrar que el sistema se comporta tal y como se
había predicho.

CO2GEONET: EL PAPEL DE LA MONITORIZACION EN UN PROYECTO CAC
http://www.co2geonet.com/

CO2GEONET: EL PAPEL DE LA MONITORIZACION EN UN PROYECTO CAC
MODELIZACIÓN DE LA PLUMA
Rastreo del CO2 según cómo migra desde el punto
de inyección
INTEGRIDAD DE LA ROCA SELLO
Evaluación de que el CO2 está confinado.
Prevención de posibles fugas
INTEGRIDAD DE LOS POZOS
Monitorización durante y después de la inyección.
Prevención de fugas.
Control del sellado de los pozos.
MIGRACION EN LAS CAPAS SUPERIORES
Control de posibles migraciones de CO2 a través de
la roca sello
FUGAS A LA SUPERFICIE Control de la dispersión del CO2 en superficie.
CANTIDAD DE CO2 ALMACENADO Cuantificación de posibles fugas.
MICROSISMICIDAD
Control de microsismicidades debidas al incremento
de la presión durante la inyección del CO2

DIAPOSITIVA 11
CONCLUSIÓN 1:
La Monitorización se lleva a cabo en todas las fases de un
proyecto CAC y con un número elevado de objetivos.
• ¿Pero cuántos métodos o
técnicas hay para
monitorizar?.
• ¿Qué se puede o debe
monitorizar en un proyecto
CAC?.

DIAPOSITIVA 12
Técnicas y Métodos de
Monitorización en un proyecto CAC

TECNICA OBJETIVOS
LIMITES DE
DETECCIÓN
APLICABILIDAD LIMITACIONES
Sismica 2D,
3D, 4D
• Estructura, distribución y
espesor de las rocas
almacén y sello del
reservorio
• Distribución y migración del
CO2 en reservorio
Específicos de
cada
emplazamiento
(500-3000 m)
Onshore
Offshore
Puede no detectar
plumas finas o bajas
concentraciones de
CO2
Perfil sísmico
vertical
• Detectar la migración y
alcance de la pluma de CO2
desde un pozo
Específicos de
cada
emplazamiento
Onshore
Offshore
Idem.
Requiere pozos
Ensayos
Crosshole
sísmicos
• Detectar la migración y
alcance de la pluma de CO2
desde un pozo
Onshore
Offshore Idem.
MÉTODOS DE MONITORIZACIÓN DE CAPAS PROFUNDAS (1 DE 3)

TECNICA OBJETIVOS LIMITES DE DETECCIÓN APLICABILIDAD LIMITACIONES
Monitorización
microsísmica
• Detección de
microfracturas en
las rocas del
reservorio y
estratos vecinos
• Evaluación del
riesgo sísmico
inducido
• Específicos de
cada
emplazamiento
(500-3000 m)
• A mayor
número de
receptores (en
pozos), mayor
resolución
Onshore
Offshore
Requiere pozos
Monitorización de
presiones del
cabezal del pozo
durante la inyección
• Medida de la
presión de la
inyección en el
cabezal del pozo
Onshore
Offshore
MÉTODOS DE MONITORIZACIÓN DE CAPAS PROFUNDAS (2 DE 3)

Gravimetría
• Determinación de la
masa y distribución del
CO2 inyectado
(Desplazamiento del
fluido intersticial original
del reservorio por el CO2
inyectado)
• Detección de la
migración vertical del
CO2
• Específicos de
cada
emplazamiento
• Mejor resolución
cuanto mayor es la
porosidad y el
contraste de
densidad entre
fluido intersticial y
CO2 inyectado
Onshore
Offshore
En caso de
haber poco
contraste
fluido
intersticial-
CO2
inyectado
Pozos de
monitoreo
• Medidas de la
saturación del CO2,
presión de fluidos,
temperatura, registros
en pozo, control
geoquímico, etc.
Onshore
Offshore
Costo
elevado
MÉTODOS DE MONITORIZACIÓN DE CAPAS PROFUNDAS (3 de 3)

TECNICA OBJETIVOS LIMITES DE DETECCIÓN APLICABILIDAD
Métodos
electromagnéticos
Identificación de
cambios en la
resistividad al ser
reemplazado el fluido
intersticial por CO2
Baja resolución • Onshore
• Offshore
MÉTODOS DE MONITORIZACIÓN DE CAPAS POCO PROFUNDAS (1 de 2)

Ponente: Luis F. Mazadiego
Sonar exploración
lateral
Caracterización de
la morfología del
lecho marino y
corrientes de
burbujas en aguas
de mar
La cuantificación del
gas puede ser
complicada si las
concentraciones > 5%
Sonda acústica haces
múltiples
Idem. Idem.
Método Sparker
Cambios de
distribución de
gas en bajas
profundidades
• Concentraciones
de gas libre > 2%
• Resolución
vertical > 1 m
Idem.
MÉTODOS DE MONITORIZACIÓN DE CAPAS POCO PROFUNDAS (2 de 2)
Ponencia 1: Concepto de Monitorización en tecnologías CAC

Cámaras de
acúmulo
Detección de
gases (por
ejemplo, CO2) en
el intercambio
suelo-atmósfera
Ruido biológico
0,04 gm-2 d-1
Estimación de la
Línea Base de
CO2
En combinación
con medida de
gases traza
Área pequeña
Variaciones
estacionales por la
actividad
biológica
MÉTODOS DE MONITORIZACIÓN EN SUPERFICIE (1 DE 3)

Análisis de
gases en aguas
Muestreo del
contenido de
gases en aguas
Pocas ppm
• Estimación de
línea base
• Detección de
fugas de CO2
por cambios en
la composición
de las aguas
Influencia de las
variaciones en el
flujo del agua
AGUAS SUPERFICIALES Y SOMERAS
Establecer la red de puntos de muestreo.
Discernir si existen descargas de aguas
profundas en superficie.
Establecer los fondos geoquímicos de las aguas.
AGUAS SUBTERRÁNEAS Caracterización y monitorización.

TECNICA OBJETIVOS
LIMITES DE
DETECCIÓN
APLICABILIDAD
Análisis de
gases del suelo
Medir concentraciones de
gases (radón, helio,
hidrógeno, metano, etc.)
en los niveles
subsuperficiales.
Método muy adecuado como
complemento al de cámaras de
acumulación.

Análisis de gases
con infrarrojos
(Terrestre y
Aéreo).
LIDAR
Medición de los
niveles de CO2
Afectado por CO2
biológico.
Detección de
fugas de CO2.
Necesidad de
línea base.
Detección
cualitativa.
Selección de zonas
de riesgo.
MÉTODOS DE MONITORIZACIÓN ATMOSFÉRICOS (1 DE 2)

TECNICA OBJETIVOS
LIMITES DE
DETECCIÓN
APLICABILIDAD LIMITACIONES
Covarianza
de Eddy
Medida del flujo
de CO2 a partir
de la
concentración
de CO2 en el
aire y las
condiciones
ambientales
El área investigada
es relación directa
de la altura de la
torre donde se
instala el detector:
para 10 m de
altura, el área es
del orden de 104-
106 m2.
• Onshore.
• Necesita del
establecimiento
de línea base
para integrar los
cambios en la
concentración
atmosférica de
CO2.
• La topografía y condiciones
ambientales interfieren en las
medidas.
• Otras emisiones cercanas de
CO2 pueden enmascarar los
resultados.
MÉTODOS DE MONITORIZACIÓN ATMOSFÉRICOS (2 DE 2)

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