Aplicación del Ensayo Térmico mediante sensores de temperatura de fibra óptica (DTS) para el almacenamiento geológico de CO 2

Transcripción

1 Aplicación del Ensayo Térmico mediante sensores de temperatura de fibra óptica (DTS) para el almacenamiento geológico de CO 2 (Planta de Desarrollo Tecnológico de Hontomín) Bruno Cubillo

2 Objetivos Determinar la presencia de CO 2 en la roca almacén: Conocer el porcentaje de saturación de CO 2 en el reservorio Conocer el movimiento de la burbuja de CO 2 Detectar la presencia de fugas en el entorno del pozo

3 Ubicación

4 Ensayos de caracterización Ensayo Hidráulico Ensayo Push Pull Ensayo Apretón Ensayo Mete Saca Ensayo Térmico

5 Distribución de los pozos CO 2 Injection Well Instrumentación para realizar ensayos térmicos en los tres pozos

6 Formulación Analogía con ensayo hidráulico Visual Transin Parámetros del flujo hidráulico Conductividad hidráulica (K) Nivel (h) Coeficiente de almacenamiento (S s ) Volumen de agua (Q) Parámetros del flujo de calor Conductividad Térmica (λ) Temperatura (Tª) Capacidad calorífica (ρ c) Potencia (P)

7 Instrumentación: Analogía con ensayo hidráulico Ensayo Térmico : Ensayo Hidráulico : DTS Distributed Temperature Sensor Pozo de observación Heater Calentador Pozo de bombeo Precisión 0.1 K Medidas cada 1m 1m 1m 1m 1m

8 H5 Pozo de inyección CO 2 Sección I En ambas secciones los ángulos entre calentadores y medidores son iguales 4 posibles medidas Sección II

9 Modelo 2D conducción de calor en medio homogéneo Condiciones iniciales y de contorno: C.C. Niveles prescritos C.I. Niveles iniciales P = 5 18 W Flujo prescrito ΔT = 0 P=5 18 W ΔT = 0 ΔT = 0 ΔT(t=0) = 0 ΔT = 0

10 Modelo Discretización espacial 20 m 20 m

11 P = 150 bar T=60ºC Modelo Parámetros

12 Objetivos Determinar la presencia de CO 2 en la roca almacén: Conocer el movimiento de la burbuja de CO 1. Hacer un ensayo térmico de referencia 2 (caracterización medio) Estimar el porcentaje de saturación de CO 2 en el reservorio Detectar la presencia de fugas en el entorno del pozo Inyección de CO 2 2. Hacer ensayos térmicos comparandolos con el de referencia 2.1. Jacob & Curvas de diagnóstico (derivative) 2.2. Curvas de recuperación (Jacob)

13 Ensayo de referencia Sección I Semi log ds d ln(t)

14 Ensayo de referencia Sección I Semi log A partir de 2 días se estabiliza Jacob > caracterizamos el reservorio λ Cond. Térmica Cc capacidad calorífica log log

15 Ensayo de referencia vs Presencia de CO 2 Sección I 0.5 m 1 m 2 m Saturaciones CO2: SCO2 = 0 (Ensayo referencia Solo salmuera) SCO2 = 0.3 SCO2 = 1

16 Ensayo de referencia vs Presencia de CO 2 Sección I S CO2 S CO2 =0.3, =1, r r CO2=0.5 m Teóricamente podrá determinarse presencia de CO 2 con saturaciones S CO2 >0.3, para tiempos de ensayo de t>2días

17 Ensayo de referencia vs Presencia de CO 2 Sección I S CO2 =1, r CO2 = m Teóricamente podrá determinarse a la distancia del pozo en la que hay presencia de CO 2, pero los tiempos de ensayo son muy largos r CO2 =0.5 m r CO2 =1 m rco2 =2 m

18 Ensayo de referencia Sección II Semi log ds d ln(t)

19 Ensayo de referencia Sección II Semi log A partir de 10 días se estabiliza Jacob > caracterizamos el reservorio λ Cond. Térmica Cc capacidad calorífica log log

20 Ensayo de referencia vs Presencia de CO 2 Sección II 0.5 m 1 m 2 m Saturaciones CO2: SCO2 = 0 (Ensayo referencia Solo salmuera) SCO2 = 0.3 SCO2 = 1

21 Ensayo de referencia vs Presencia de CO 2 Sección II S CO2 =0.3, =1, r CO2 r CO2 =0.5 = m m Con ensayos a partir de t>3días puede determinarse saturaciones S CO2 >0.3 Teóricamente podrá determinarse a la distancia del pozo en la que hay presencia de CO 2, pero los tiempos de ensayo son muy largos

22 Objetivos Determinar la presencia de CO 2 en la roca almacén: 1. Hacer un ensayo térmico de referencia (caracterización medio) Inyección de CO 2 2. Hacer ensayos térmicos comparandolos con el de referencia 2.1. Jacob & Curvas de diagnóstico (derivative) 2.2. Curvas de recuperación (Horner) & Curvas de diagnóstico Detectar la presencia de fugas de CO 2

23 Ensayo de referencia RECUPERACION Sección I Recuperación Fin del bombeo Teóricamente podrá determinarse la conductividad térmica del reservorio, pero los tiempos de ensayo son muy largos Semi log ds d ln(t)

24 Ensayo de referencia vs Presencia de CO 2 RECUPERACION Sección II 0.5 m 2 m Saturaciones CO2: S CO2 = 0 (Ensayo referencia Solo salmuera) S CO2 = 1

25 Ensayo de referencia vs Presencia de CO 2 RECUPERACION Sección I S CO2 =1, r CO2 =0.5 2 m En la curva de diagnóstico se No se aprecian diferencias aprecia diferencias considerables entre radios de 0.5m y 2 m PERO Hay problemas de precisión Zona no visible por precisión para obtener estas diferencias es la que nos interesaba ver

26 Ensayo de referencia vs Presencia de CO 2 RECUPERACION Sección II 2 m Saturaciones CO2: S CO2 = 0 (Ensayo referencia Solo salmuera) S CO2 = 0.3 S CO2 = 1

27 Ensayo de referencia vs Presencia de CO 2 RECUPERACION Sección I S CO2 =0.3 1, r CO2 =2 m Entre el ensayo de referencia y el de S CO2 =0.3 no se podrá apreciar por falta de precisión en el DTS Se aprecian diferencias

28 Objetivos Determinar la presencia de CO 2 en la roca almacén: 1. Hacer un ensayo térmico de referencia (caracterización medio) Inyección de CO 2 2. Hacer ensayos térmicos comparandolos con el de referencia 2.1. Jacob & Curvas de diagnóstico (derivative) 2.2. Curvas de recuperación (Horner) & Curvas de diagnóstico Detectar la presencia de fugas de CO 2

29 Percepción de fugas

30 Fugas Se varian las porosidades del anillo exterior y la saturación de CO2

31 Futuros trabajos Estudiar con TRANSDENS la afección de la convección dentro del casing Realización de modelos de flujo y transporte Modelos en los otros pozos (H6 y H7) existentes en Hontomín