Almacenamiento de CO2 en Formaciones G ló iGeológicas

Dr Héber Cinco Ley

1Septiembre 2007

Dr. Héber Cinco LeyInstituto Mexicano del Petróleo

Contenido

Antecedentes

O i d l i tOpciones de almacenamiento

Capacidad de almacenamiento

Esfuerzos internacionales

Proyectos industriales y de demostración

Ejemplos

Oportunidades de almacenamiento de CO2 en MéxicoOportunidades de almacenamiento de CO2 en México

Reflexiones finales

2

Antecedentes

3

Fuente:,SEMARNAT-BANCOMEXT 2006

Opciones de almacenamiento de CO2

CO2 desplaza metano en mantos de carbón

Almacenamiento en acuíferos salinos

CO d l it t d i i t

Almacenamiento en yacimientos agotados

CO2 desplaza aceite entrampado en yacimientos

4

Inyección de CO2 en mantos de carbón no explotable

Existen mantos de carbón no explotable ya sea por suprofundidad o por su ocurrencia en capas delgadasprofundidad o por su ocurrencia en capas delgadas

El CO2 tiene tendencia a ser absorbido por el carbón

Entre dos y tres moléculas de carbón se absorben en laliberación de una molécula de metano

El carbón tiende a hincharse en presencia de CO2 con laconsecuente disminución de la permeabilidad. Es posible

l té i d f t i t i il lemplear técnicas de fracturamiento similar a las que seemplean en yacimientos de aceite y gas para mejorar lapermeabilidad.

5

Inyección de CO2 en acuíferos salinos

Las formaciones profundas con acuíferos salinos generalmentetienen más baja porosidad y permeabilidad que las formacionesj p y p qque contienen aceite y gas.

No se cuenta con información precisa de las características No se cuenta con información precisa de las características

petrofísicas y dimensiones de los acuíferos como en el caso deyacimientos de aceite y gas.

Posible reacción con minerales de la roca pueden originarprecipitaciones con la consecuente disminución de la porosidadp p py permeabilidad. Investigaciones a este respecto se estánrealizando dentro del proyecto CO2SINK.

6

Almacenamiento de CO2 en campos agotados o maduros de aceite y gasy g

Inyección de CO2 en yacimientos es una tecnología madura

Alarga la vida de los yacimientos a la vez que se mitiga elcambio climático

Aumento de las reservas recuperables

Actualmente, con la inyección de CO2 se puede recuperary p pentre 10-15% adicionales de hidrocarburos

Los yacimientos maduros de la Cuenca Pérmica de EstadosyUnidos producen alrededor de 237,000 b/d; con la tecnologíaadecuada se espera aumentar la producción de estoscampos a 500,000 b/d para el año 2012.

7

Almacenamiento de CO2 en campos agotados o candidatos a recuperación mejorada: Estudios e investigaciones

Para realizar un proyecto de inyección de CO2 se requiere:Para realizar un proyecto de inyección de CO2 se requiere:

Integración de información del yacimiento

Análisis de propiedades de flujoAnálisis de propiedades de flujo

Pruebas de laboratorio (Pruebas de presión, PVT,etc)

Simulación de yacimientosSimulación de yacimientos

Experimentos geoquímicos y geomecánicos

Monitoreo del proceso de inyección y migración de CO2

Análisis de riesgo

8

Capacidad de almacenamiento de CO2

Tipo de secuestramiento Capacidad (Gtc*)Tipo de secuestramiento Capacidad (Gtc )

Oceánico 1,000 -10,000

Formaciones profundas 100 10 000Formaciones profundas 100-10,000

Yacimientos de aceite y gas 100-1,000

Mantos de carbón 10-100

G GGtc=Gigatoneladas de carbón equivalente

9

Principales esfuerzos internacionales

Estados UnidosDOE: en 1997 inició el Programa de Secuestramiento de Carbón

Comunidad EuropeaCastor: Inició en 2002; cuenta con la participación de 31 socios de 12 países comunitariosp

10

DOE: IDT, demostración y despliegue de tecnologías

El DOE a través de NETL, Investiga y desarrolla tecnología para la captura y almacenamiento de CO2 y los procesos asociados.

RetosRetos

Reducir los costos implicados en la captura de CO2Garantizar la seguridad y la eficiencia del almacenamiento duradero de CO2

Actividades

A lo largo de 10 años, DOE y asociados han desarrollado IDT en captura, almacenamiento monitoreo y mitigación de CO participando en proyectos dealmacenamiento, monitoreo y mitigación de CO2, participando en proyectos de demostración

A través de diferentes colaboraciones tanto en Estados Unidos como en Canadá, el DOE está realizando 25 pequeñas pruebas piloto para identificar y probarel DOE está realizando 25 pequeñas pruebas piloto para identificar y probar oportunidades promisorias de captura y almacenamiento

Publicó el Atlas de oportunidades de secuestramiento de Estados Unidos y C dá

11

Canadá

DOE lidera la iniciativa Carbon Sequestration Leadership Forum

Proyectos industriales y de demostración

El objetivo de estos proyectos es:

Eficientar los mecanismos de captura

Conocer la geología del subsuelo

Determinar la capacidad de almacenamiento de CO2

Entender los procesos relacionados con el almacenamiento de CO2

Aumentar la recuperación de hidrocarburos

Encontrar tecnologías eficientes que permitan la reducción de costosen la captura y almacenamiento de CO2

Mejorar los mecanismos de monitoreo de COMejorar los mecanismos de monitoreo de CO2

Sensibilizar a los ciudadanos con los temas de seguridad asociadosa la captura y almacenamiento de CO2

12Generación de normatividad apropiada

Principales proyectos de almacenamiento geológico de CO2

Nombre del Proyecto

Inicio Características del proyecto

Sleipner 1996 CO2 capturado de una instalación marina de procesamiento degas natural e inyectado a una formación salina (Mar del Norte).

Proyecto de recuperación mejorada. El CO2 es capturado enWeyburn 2000

2Dakota de una planta industrial y llevado a través de la fronteraUSA.Canadá (320km) hasta el campo Weyburn en Saskatchewan.El proyecto incluye modelado de yacimiento, prueba de equipo ymonitoreo mediante sísmica (Canadá).

K12B 2004 Proyecto de demostración para recuperación mejorada.

In Salah 2004 El CO2 es captured de una planta de procesamiento de gas naturaly reinyectado con propósitos de recuperación mejorada (Algeria)y reinyectado con propósitos de recuperación mejorada (Algeria).

Snohvit 2006 Contempla la purificación del gas antes de su inyección (Mar delNorte).

Proyecto para probar y evaluar la captura de CO2 en un sitio de

13

CO 2 SINK 2006Proyecto para probar y evaluar la captura de CO2 en un sitio dealmacenamiento de gas natural pero en una formación salina másprofunda (Ketzin, Alemania).

Ejemplo 1: Sleipner (Noruega)

CO2 es inyectado a través de unCO2 es inyectado a través de un solo pozo a la Fm Utsira

14

Sleipner: Monitoreo de la inyección de CO2 en Sleipner

15

Sleipner: Modelo del Yacimiento a tres años de inyección de CO2

16

Ejemplo 2: Proyecto CO2 SINK (Alemania)

Objetivos

Avanzar en el entendimiento de los procesosinvolucrados en el almacenamiento subterráneo de CO2

Crear la confianza necesaria para el futuroalmacenamiento geológico en Europaalmacenamiento geológico en Europa

Proveer la suficiente experiencia de campo pararealizar un marco regulatorio armónico para elrealizar un marco regulatorio armónico para elalmacenamiento de CO2

17

El sitio Ketzin: GeologíaUbicado en estructuras salinas del Norte de Alemania El anticlinal Ketzin se ha almacenado gas naturalLa formación seleccionada para almacenar gas es la Fm Stuttgart (700m prof.)La roca sello de la estructura la constituyen yeso y arcillasLa roca sello de la estructura la constituyen yeso y arcillasSe inyectan 30,000 ton de CO2 al año

18

Ketzin: Sistema de monitoreo

Stratigraphy

System Formation

Quaternary Pleistocene

Tertiary

Miocene

Oligocene (Rupel)

Eocene y

Jurassic

Toarcian

Pliensbachian

Lotharingian

Hettangian/SinemurianJurassic emurian

Exter

Arnstadt

Weser

Stuttgart

Por 21-27 %Per 500-1000 mD

Triassic

Stuttgart

Grabfeld

Erfurt

19

Norte Marina SuroesteRegiones

Oportunidades de secuestramiento de CO2 en México

Sur Marina NoresteRegiones

Exploración Desarrollo Máximo Declinación y mantenimiento

Recuperación secundariay mejorada

Cantarell

Ku-Maloob-ZaapCactus-Sitio Grande

Antonio J Bermúdez

El Golpe-Puerto Ceiba

Jujo TecominoacánBellota Chinchorro

BurgosVeracruz

Total de Total de proyectos: 64proyectos: 64

CrudoLigeroMarino

Ek - Balam

Cactus-Sitio Grande

Delta del Grijalva

Jujo-Tecominoacán

Macuspana / CárdenasIntegral Poza Rica

ArenqueAbandono

Batab

Abkatún

Tres HermanosPol

Taratunich

Chicontepec

BatabCaan Límite

técnicoLankahuasaAguas profundas

20

Fuente: PEPFuente: PEP

Evaluacióndel potencial

Incorporación de reservas

Proyectos Mexicanos del MDL con cartas de Aprobación

Tipo de Proyectos Num. ProyectosReducciones de CO2 equivalente

(Ktons/año)Manejo de residuos en granjas porcícolas 88 2,510Manejo de residuos en establos deganado vacuno

54 942

Metano de rellenos sanitarios 9 1,110Manejo de aguas residuales 1 10Energía eólica 8 2,216Hidroeléctricos 4 161Incineración HFC-23 1 2,155Mitigación de N2O en la industria química 1 103Cogeneración y eficiencia energética 9 702Emisiones fugitivas 2 665Transporte 1 24

21

Total 178 10,598

Proyectos de Emisiones Fugitivas

No. Nombre del ProyectoFecha de

expedición de la Etapa del Ciclo del

Reducción estimada

Carta de Aprobación

Proyecto de emisiones(Ktons de CO2

equivalente/año)

1 Proyecto de metano enlas minas de carbón,Minerales Monclava S.A.de C.V. (MIMOSA)

25 abril de 2007 Validación (PDD-V3

31/03/2007)

607

de C.V. (MIMOSA)

2 Proyecto de recuperacióny utilización de gas en elcampo petrolero Tres

4 de julio de 2007 Validación (PDD-V3

08/05/2007)

58

Hermanos

Total de proyectos deemisiones fugitivas

2 665

22

Proyecto de recuperación y utilización de gas en el campo petrolero Tres Hermanos

Ubicación: Municipios de Tantima y Tamalín, Cerro Azul, Veracruz

Participantes: Pemex Exploración y Producción StatoilParticipantes: Pemex Exploración y Producción, Statoil

Características del campoDescubierto en1959

Es el principal productor del Área Cerro Azul

Alcanzó su máxima producción en 1960 (24,000 barriles de aceite por día)

Actualmente produce 2,800 barriles de aceite y 10 millones de pies cúbicos de gas.

Beneficios del proyectop yMejor calidad del aire local

Uso eficiente del gas natural

23

Generación de empleos

Suministro adicional de gas

Tres Hermanos: Total de la reducción de emisiones

AñosEstimación anual de las reducciones de

emisiones en ton CO 2e2

2008 73.9982009 72,4742010 72,4742010 72,4742011 70,1542012 63,0912013 56 1252013 56,1252014 49,5082015 44,1722016 39 2002016 39,2002017 34,838

Total estimado de reducciones (toneladas CO 2e) 576,033Número total de años acreditados 10

24

Número total de años acreditados 10Promedio Anual 57,603

Proyecto de metano en las minas de carbón, Minerales Monclova S.A. de C.V. (MIMOSA)

Ubicación: Cuenca de Sabinas (Mina 5 y 6) y Cuenca de Saltillito (Mina7), Estado de Coahuila

Participantes: Minerales Monclova S.A. de C.V. y Sindicatum Carbon Capital International Ltd

Características de las minasCaracterísticas de las minasLas minas producen 2,676,879 toneladas al año

Se producen de 30-35 m3 de metano por cada tonelada de carbón producido

El 70% del metano es emitido a la atmósfera

Beneficios del proyecto

Mejor calidad del aire local

No hay consumo adicional del gas

Incrementa significativamente la salud y seguridad de los trabajadores

25

Incrementa significativamente la salud y seguridad de los trabajadores

Transferencia de tecnología

MIMOSA: Total de la reducción de emisiones

AñosEstimación anual de las

reducciones de emisiones en ton CO 2e

1 577,4952 611,4863 611,4864 611,4865 611,4866 611,4867 611,486Total estimado de reducciones (toneladas CO 2e) 4,246,4112

Número total de años acreditados 7

Promedio Anual 606,630

26

Reflexiones finales

Realizar el inventario de posibles formaciones oyacimientos de aceite o gas receptores de CO2 enMéxico.

E l ibilid d d l t ió d tExplorar posibilidades de explotación de metano enminas de carbón por desplazamiento de CO2

Capitalizar la experiencia de los proyectos deCapitalizar la experiencia de los proyectos dedemostración

Difundir la importancia del secuestramiento de CO2Difundir la importancia del secuestramiento de CO2como una opción viable para mitigar el cambio climático.

27

Muchas Gracias

28