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Geofluidos e Estocagem Subterrânea de Gás Natural: Conceitos e Aplicabilidade no Brasil, Notas de estudo de Física

Universidade de São Paulo (USP)Física

Informações sobre geofluidos, incluindo água, óleo e gás natural, e a estocagem subterrânea de gás natural no brasil. O texto aborda a formação de hidrocarbonetos, os reservatórios de gás natural e a importância da estocagem subterrânea para reduzir a distância entre a fonte e o consumidor, regularizar o suprimento e ser forte ferramenta de negociação. Além disso, são discutidos os projetos de armazenamento de co2 no mundo, como na noruega, canadá e argélia.

Tipologia: Notas de estudo

2013

Compartilhado em 24/07/2013

miguel-mendes-ruiz-2
miguel-mendes-ruiz-2 🇧🇷

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bg1
01/12/2008
1
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
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Baixe Geofluidos e Estocagem Subterrânea de Gás Natural: Conceitos e Aplicabilidade no Brasil e outras Notas de estudo em PDF para Física, somente na Docsity!

Conceito de geofluidos

Estocagem subterrânea de gás natural

Seqüestro geológico de CO 2

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 brasileiras Mapa 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-geradora de 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 migração do 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:

  1. uma rocha reservatório com 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.
  2. uma rocha capeadora com 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.

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^3 /dia em 2007 chegando a 20 milhões de m^3 /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 m^3 /dia em 2007 chegando a 20 milhões de m^3 /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 natural Funções 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 natural Estocagem 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

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 Fonte: Petrobras Exemplo de plataforma fixa Fonte: Petrobras Seqüestro geológico de CO 2

Seqüestro geológico de CO 2

  • 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 CO 2

  • A ocorrência de acumulações naturais de dióxido de carbono (campos de CO 2 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 CO 2

  • 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 CO 2

  • 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 1.000 Gt (bilhões de toneladas) de CO 2 possam ser estocadas nos campos de petróleo do mundo inteiro.

Sequestro geológico de CO 2

  • 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 CO 2 esteja 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 11.000 Gt.

Seqüestro geológico de CO 2

  • Camadas de carvão podem aprisionar CO 2 em 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 CO 2 possam ser armazenadas em camadas de carvão no mundo inteiro.

Seqüestro geológico de CO 2 Seqüestro geológico de CO 2

  • É estimado que fossem necessários cerca de 600 bilhões de toneladas de CO 2 para encher todo o espaço poroso da camada de arenito. Isso é equivalente a toda produção de CO 2 feita por humanos nos últimos 20 anos a taxas atuais.
  • Até agora, cerca de 8 milhões de t de CO 2 já haviam sido estocados. A implementação do projeto significou uma redução das emissões de CO 2 de mais de 1 milhão de t/ por ano, aproximadamente 3% da emissão de CO 2 da Noruega em 1990.

Seqüestro geológico de CO 2

  • 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 CO 2