Aula Estocagem Subterranea

Aula Estocagem Subterranea

Conceito de geofluidos Estocagem subterrânea de gás natural

Seqüestro geológico de CO2

Conceito de geofluidos

Geofluidos

•Geofluidos é um termo geral para designar fluidos naturais que circulam pela crosta terrestre, incluindo:

–água (doce, salobra e salina) de baixa temperatura –água termais (soluções aquosas hidrotermais

– óleo

–gás natural

Estocagem subterrânea de gás natural

O uso de gás natural

•O gás natural pode ser uma fonte de energia de transição entre o petróleo e fontes mais limpas, pois ele apresenta menores taxas de emissões de poluentes.

•A matriz energética brasileira teve um incremento no uso do gás natural nos últimos anos.

Reservatórios de gás natural no Brasil

• Localização:

–bacias sedimentares costeiras (offshore) -78,6% todo o gás descoberto

–na Amazônia e Bahia -21,4% de todo o gás descoberto

Distribuição das bacias sedimentares brasileirasMapa das bacias sedimentares brasileiras com a distribuição de petróleo e gás natural

Como se formam os hidrocarbonetos (óleo e gás)? Eles se formam a partir de duas etapas:

etapa 1: deposição de matéria orgânica (principalmente alga) junto com sedimentos marinhos, em ambiente anóxico. A anoxia pode ser devida à alta taxa de sedimentação (por ex: em plataformas rasas) ou com teor reduzido de oxigênio (por ex: em fundo oceânico)

etapa 2: com o soterramento, iniciam-se os processos diagenéticos que transformam a matéria orgânica, com a perda dos voláteis e concentração do carbono até a completa transformação em hidrocarboneto

Como se formam os hidrocarbonetos (óleo e gás)?

Dependendo das condições de P e T durante a diagênese vai se formar uma maior quantidade de petróleo ou de gás.

Esquema simplificado da formação de hidrocarbonetos em função da profundidade.

Como se os hidrocarbonetos (óleo e gás)? Para a formação do óleo ou gás é necessário que exista:

1) uma rocha-geradorade óleo ou gás, sendo o tipo mais importante os sedimentos finos (argilosos), ricos em matéria orgânica.

Estes sedimentos, quando soterrados a uma profundidade mínima de

500m, são compactados na diagênese, diminuindo a porosidade. A alta temperatura induz a migraçãodo hidrocarboneto para cima, em direção a um ambiente com menor pressão e maior porosidade.

Como se os hidrocarbonetos (óleo e gás)? Para a formação do óleo ou gás é necessário que exista:

2) uma rocha reservatóriocom porosidade e permeabilidade suficientes para acumular o óleo ou gás que migrou em direção à superfície, sendo os arenitos e calcários os tipo mais importantes.

3) uma rocha capeadoracom baixa permeabilidade (uma barreira impermeável) que impeça a continuidade da migração do óleo ou gás para a superfície e faça com que ele se acumule na rocha reservatório.

Como se os hidrocarbonetos (óleo e gás)? Para a formação do óleo ou gás é necessário que exista:

4) uma armadilha ou trapaque é uma estrutura formada pelas rochas reservatório e capeadora que bloqueia o movimento ascendente do óleo ou gás.

Transporte de gás natural

•Brasil começou a importar gás natural da Bolívia em 1999.

•O gás é transportado pelo Gasoduto Bolívia-Brasil, também conhecido como Gasbol.

•O volume importado atingiu 26,21 milhões de m3/d em junho de 2007 (ANP 2007).

Transporte de gás natural

•O Gasoduto Bolívia-Brasil é uma via de transporte de gás natural com 3.150 km de extensão, sendo 2.593 km no Brasil, onde é administrado pela empresa TBG.

•Ele inicia-se na cidade boliviana de Santa Cruz de la Sierra e termina na cidade gaucha de Canoas, passando por cerca de 4000 propriedades em 135 municípios. No caminho ele atravessa os estados de Mato Grosso do Sul, São Paulo, Paraná e Santa Catarina.

•No trajeto, o GASBOL passa por uma área responsável por 71% do consumo energético brasileiro, 82% da produção industrial do país e 75% do PIB.

Transporte de gás natural

•Gasoduto Bolívia-Brasil (GASBOL) –Transportadora Brasileira Gasoduto Bolívia-Brasil S/A (TBG)

Transporte de gás natural

Demarcação sobre o Gasoduto Brasil-Bolívia na zona rural de Taquara/RS, Brasil

Transporte de gás natural

•Projeto do Gasoduto de Interligação Sudeste Nordeste - GASENE.

•O GASENE totaliza 1.371 km de dutos, sendo formado por três gasodutos:

– Gasoduto Cabiúnas-Vitória

–Gasoduto Cacimbas-Vitória

– Gasoduto Cacimbas-Catu

Transporte de gás natural

Transporte de gás natural

•O gasoduto Cabiúnas –Vitória tem 300 km de extensão e diâmetro de 28 polegadas.

•Com esse duto, a Malha Sudeste de gasodutos estará interligada até o estado do Espírito Santo, permitindo escoar gás a ser produzido nos campos de produção de óleo e gás do norte do Espírito Santo.

•Inicialmente, o gás fluirá no sentido Norte–Sul, reforçando o abastecimento de Vitória e da Região Sudeste.

•A movimentação esperada de gás no Gasene será de 10 milhões de m/dia em 2007 chegando a 20 milhões de m/dia em 2015.

•De acordo com a Petrobras, o projeto vai suprir o déficit na oferta de gás para a Região Nordeste, aumentar a distribuição do gás da Bolívia e criar novos mercados, além de permitir a exploração comercial das reservas atuais e futuras das Bacias de Campos, Santos e Espírito Santo.

Transporte de gás natural

•O gasoduto Cabiúnas –Vitória tem 300 km de extensão e diâmetro de 28 polegadas.

•Com esse duto, a Malha Sudeste de gasodutos estará interligada até o estado do Espírito Santo, permitindo escoar gás a ser produzido nos campos de produção de óleo e gás do norte do Espírito Santo.

•Inicialmente, o gás fluirá no sentido Norte–Sul, reforçando o abastecimento de Vitória e da Região Sudeste.

•A movimentação esperada de gás no Gasene será de 10 milhões de m3/dia em 2007 chegando a 20 milhões de m3/dia em 2015.

Transporte de gás natural

•O projeto deverá: –suprir o déficit na oferta de gás para a Região Nordeste

–aumentar a distribuição do gás da Bolívia

–criar novos mercados

–permitir a exploração comercial das reservas atuais e futuras das bacias de Campos, Santos e Espírito Santo.

Estocagem subterrânea de gás natural

•A estocagem subterrânea de gás natural consiste na injeção de grandes quantidades de gás a altas pressões, em estruturas geológicas naturais e ideais.

•Estas estruturas devem ser constituídas por rochas porosas e permeáveis (rochas reservatórios), capeadas por outras rochas de baixa permeabilidade (rochas selantes).

Estocagem subterrânea de gás naturalFunções da estocagem subterrânea de gás natural

–diminuir a distância da fonte ao consumidor,

•reduzir a infraestrutura de transporte em longas distências, com carga de gás próxima ao limite máximo, o que exige atenção constante e torna o sistema de dutovias oneroso e arriscado.

–aproveitar excedentes de gás explorado ,mas não usado

–regularizar o suprimento de gás natural, inclusive nos picos de demanda

–permitir um melhor planejamento e controle da distribuição

–ser forte ferramenta de negociação e balizamento de preços e margens de lucratividade

–permitir o aumento da produção e da capacidade de fornecimento, aumentando a oferta

Estocagem subterrânea de gás natural

•Alvos mais comuns:

–reservatórios de petróleo e gás exauridos –aqüíferos com estruturas de fechamento

–cavidades resultantes da lixiviação artificial de camadas salinas

–minas abandonadas

Estocagem subterrânea de gás natural

Estocagem subterrânea de gás naturalEstocagem subterrânea de gás natural

•Já realizadas:

•primeiro em 1915 no Canadá •segundo em 1916 em Nova York, EUA

•até 1995, pelo menos 550 já feitos com sucesso

O pré-sal

Pré-sal

•O pré-sal é uma camada de rocha sedimentar encontrada abaixo de uma extensa camada de sal.

•Ela ocorre a profundidades que superam os 7 mil metros e estende-se por 800 quilômetros, desde o Estado do Espírito Santo até Santa Catarina, e pertence a três bacias sedimentares (Espírito Santo, Campos e Santos).

•Vários campos e poços de petróleo já foram descobertos nessa camada pré-sal, entre eles o de Tupi, o principal. Há também os nomeados Guará, Bem-Te-Vi, Carioca, Júpiter e Iara, entre outros.

Distribuição das bacias sedimentares brasileirasEtapa 1

Etapa 1

Etapa 2 Etapa 3

Pré-sal

•Tupi tem uma reserva estimada pela Petrobras entre 5 bilhões e 8 bilhões de barris de petróleo, sendo considerado uma das maiores descobertas do mundo dos últimos sete anos.

•Para termos de comparação, as reservas provadas de petróleo e gás natural da Petrobras no Brasil ficaram em 13,920 bilhões (barris de óleo equivalente) em 2007.

–Tupi tem potencial para até dobrar o volume de óleo e gás que poderá ser extraído do subsolo brasileiro.

•Estimativas apontam que a camada, no total, pode abrigar algo próximo de 100 bilhões de boe (barris de óleo equivalente) em reservas, o que colocaria o Brasil entre os dez maiores produtores do mundo.

Gráfico com os recordes, ano após ano, obtidos pela Petrobras em perfuração exploratória no mar

Exemplo de plataforma fixa Seqüestro geológico de CO2

Seqüestro geológico de CO2

•É um mecanismo de transferência de carbono da atmosfera para rochas da crosta terrestre (armazenamento geológico).

•Foi criado com objetivo de mitigar as mudanças climáticas, pela redução das emissões e estabilização da concentração atmosférica dos gases de efeito estufa.

•Está baseado no princípio de “devolver o carbono ao subsolo”.

Seqüestro geológico de CO2

•A ocorrência de acumulações naturais de dióxido de carbono (campos de CO2 análogos aos campos de gás natural) atesta o grande potencial que formações geológicas possuem para armazenarem gases por milhares ou mesmo milhões de anos.

•O armazenamento de gases e líquidos em reservatórios geológicos é uma atividade exercida há décadas pela indústria do petróleo para melhorar a produtividade dos campos de óleo.

Seqüestro geológico de CO2

•O armazenamento geológico pode ser feito de forma segura, principalmente em três tipos de reservatório:

–campos de petróleo –aqüíferos salinos

–camadas de carvão

Seqüestro geológico de CO2

•Campos de Petróleo Maduros são conjuntos de rochas reservatório de uma mesma região que abrigaram óleo e/ou gás natural por milhões de anos, encontrando-se no momento no estágio final de explotação.

•Estima-se que aproximadamente 1.0 Gt (bilhões de toneladas) de CO2possam ser estocadas nos campos de petróleo do mundo inteiro.

Sequestro geológico de CO2

•Aqüíferos salinos consistem em reservatórios de água subterrânea com alta salinidade, por vezes similar ou maior que a água do mar, e que, portanto, não podem ser utilizados para consumo direto.

•A injeção de CO2 em aqüíferos salinos deve ocorrer em profundidades superiores a 800 m, para que o CO2esteja em estado supercrítico, isto é, um gás com densidade similar a de líquidos.

•Esses reservatórios possuem enorme capacidade de armazenamento, sendo estimada a capacidade mundial em 1.0 Gt.

Seqüestro geológico de CO2

•Camadas de carvão podem aprisionar CO2em seus espaços porosos, sendo o armazenamento preferencialmente realizado em camadas profundas, isto é, camadas cuja exploração convencional não é, e possivelmente não será, economicamente viável (normalmente em função da alta profundidade).

•Estima-se que 200 Gt de CO2possam ser armazenadas em camadas de carvão no mundo inteiro.

•Atualmente, há três grandes projetos em andamento:

–na Noruega, pela petrolífera Statoil, –no Canadá, pela EnCana

–na Argélia, pela British Petroleum

Seqüestro geológico de CO2

•A Statoil-Hydro, maior companhia de petróleo norueguesa, é pioneira no seqüestro geológico de CO2.

•O gás natural explorado na Noruega contém naturalmente cerca de 9% de CO, um índice muito elevado para os padrões de exigência dos consumidores, que demandavam por um gás natural com índices inferiores a 2,5%. Era necessário, portanto, retirar o excedente.

•Em 1991, as autoridades norueguesas introduziram um imposto para COemitido fora da costa (offshore)com o intuito de diminuir as emissões do gás.

•Motivados por esse imposto, a Statoil propôs remover o COdo gás natural e injetá-lo em um aqüífero salino profundo, onde o CO seria estocado por um longo tempo, provavelmente por milhões de anos.

Seqüestro geológico de CO2

•Desde 1996, a Statoil desenvolve três projetos de captura e estocagem, em larga escala, de COoriginado da produção do gás natural.

•No processo, o carbono que seria lançado pelas refinarias é capturado por dutos, e o gás é injetado no subsolo.

•O aqüífero é formado por arenitos porosos cheios de água salgada e não contém petróleo ou gás comercial. A alta porosidade e permeabilidade da rocha permite que o COse mova rapidamente para os lados e para cima pela camada, substituindo a água entre os grãos de areia.

•O COé impedido de passar para a superfície por uma camada de 800 m de espessura de rocha impermeável.

Seqüestro geológico de CO2Seqüestro geológico de CO2

Seqüestro geológico de CO2Seqüestro geológico de CO2

Seqüestro geológico de CO2Seqüestro geológico de CO2

•É estimado que fossem necessários cerca de 600 bilhões de toneladas de COpara encher todo o espaço poroso da camada de arenito. Isso é equivalente a toda produção de COfeita por humanos nos últimos 20 anos a taxas atuais.

•Até agora, cerca de 8 milhões de t de COjá haviam sido estocados. A implementação do projeto significou uma redução das emissões de COde mais de 1 milhão de t/ por ano, aproximadamente 3% da emissão de COda Noruega em 1990.

Seqüestro geológico de CO2

•A tecnologia de captura e armazenamento geológico de carbono começa a ser testada no primeiro semestre de 2009 no Brasil.

•A Petrobrás vai começar a operar os primeiros pilotos da tecnologia, em áreas já usadas para exploração de petróleo, na bacia de Campos e no campo de Miranga, na Bahia.

•Outros projetos-piloto já estão em desenvolvimento em minas de carvão e aquíferos salinos que estão sendo testados para armazenar carbono.

•A expectativa da Petrobrás é estocar 10 milhões de toneladas de CO2 até 2014.

•A princípio, empresas de todos os setores podem compensar suas emissões com a tecnologia.

Seqüestro geológico de CO2

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