Monitoramento de CO 2

O monitoramento tem um papel importante no gerenciamento de risco, pois ao se unir efetivamente com a avaliação de risco, o monitoramento pode reduzir as incertezas nas previsões, pode verificar o desempenho previsto do local e pode permitir a identificação prévia de problemas que necessitam ser mitigados. Os dados são utilizados para ajustar os modelos preditivos que sustentam a avaliação de risco e validá-los, além de permitir uma melhoria contínua do modelo geológico para o local, a avaliação de risco e o plano de monitoramento. Por isso, o programa de monitoramento deve ser elaborado desde a fase inicial do projeto, uma vez que a avaliação inicial dos riscos foi realizada e para que seja eficaz, deve-se levar em conta as potenciais vias de fugas, magnitude da fuga (taxas de fluxo), potenciais receptores e parâmetros críticos que afetam as fugas, tal como definido pela avaliação de risco (CSLF, 2009).

De acordo com NETL (2009), o monitoramento das atividades de projetos de CGS deve ser adaptado às condições específicas e os riscos no local de armazenamento de modo a acompanhar as fases: pré-operação, operação, encerramento e pós-encerramento conforme Quadro 9.

Técnicas

Fases do Projeto de Armazenamento Pré-operação Operação Encerramento

Perfil do poço X X -

Pressão da cabeça de poço X X X

Pressão da Formação X - - Levantamento sísmico X X X Levantamento gravimétrico X X X Levantamento eletromagnético X X X Monitoramento Atmosférico de CO2 X X - Monitoramento de fluxo de CO2 X X X

Pressão e qualidade da água sobre a

formação de armazenamento X X X

Taxa de injeção e produção X X -

Microssismicidade - X -

Quadro 9 - Programa de monitoramento para as fases do projeto de armazenamento. Fonte: Adaptado de NETL (2009).

Algumas técnicas de monitoramento requerem comparação com fases anteriores do projeto e o conhecimento das características geomorfológicas do local de armazenamento é essencial para se estabelecer uma linha base para posteriores análises comparativas. Técnicas como medição do fluxo de CO2, identificação da saturação de fluidos, monitoramento

geoquímicos do local requerem uma base de dados anterior para serem monitorados (IPCC, 2005).

Os principais pontos em que o monitoramento pode ser necessário são apresentados na Figura 28. Algumas das técnicas de monitoramento são detalhadas no Quadro 10. Segundo Pearce et al. (2006), o programa de monitoramento requer a aquisição e determinação das condições e parâmetros de operação antes do início da injeção do CO2. Estas condições serão

utilizadas como referência para comparações posteriores o que possibilitará acompanhar a evolução do desempenho do local de armazenamento, ressaltando-se que alguns parâmetros específicos podem necessitar uma segunda etapa de aquisição e determinação. Durante o monitoramento do local de armazenamento, nem todos os parâmetros necessitam ser comparados ao longo da vida útil do projeto, entretanto em muitos casos, durante o encerramento muitos das condições e parâmetros são verificados para assegurar um correto descomissionamento livre de impactos ambientais.

Figura 28 - Pontos que podem ser monitorados durante as fases do projeto de CGS. Fonte: Pearce et al.(2006).

Algumas das técnicas para monitorar os efeitos do meio ambiente local como: águas de subsuperfície, qualidade do ar e ecossistema são detalhadas no Quadro 10. Quanto às técnicas utilizadas para monitorar o CO2 na subsuperfície elas podem ser de forma direta ou

indireta, as quais serão utilizadas em um determinado local de armazenamento de acordo com suas características.

Em relação às técnicas diretas, elas são limitadas. O uso mais comum é de indicadores, não presentes no reservatório (gases e gases isótopos). Poços de monitoramento podem ser utilizados continuamente para avaliar o movimento de CO2, entretanto por ser uma técnica

invasiva agrega risco potencial com a criação de novos caminhos de migração de CO2. Como

estes poços não apresentem revestimento é possível acompanhar o seu comportamento ao longo da distribuição lateral do CO2 no reservatório. Em relação às técnicas indiretas, estas

incluem uma variedade de técnicas geofísicas e geoquímicas, sísmicas e não sísmicas. Basicamente, as técnicas sísmicas medem velocidade e a absorção de energia das ondas, geradas artificialmente ou naturalmente, através das rochas (IPCC, 2005).

Técnicas de medição Parâmetros de medição Exemplo de aplicação Traçadores introduzidos ou naturais  Tempo de viagem  Particionamento de CO2 em salmoura ou óleo  Identificação de fontes de CO2

 Rastreio do movimento de CO2 na formação de armazenamento

 Quantificação da armadilha solubilidade

 Rastreio de pontos de fuga Composição da água  CO2, HCO3-, CO32-

 Íons maiores

 Traçadores de elementos

 Salinidade

 Quantificação das armadilhas de solubilidade e minerais e da interação entre CO2-água- rocha

 Detecção de vazamento em aquíferos subterrâneos e superficiais

Pressão de subsuperfície  Pressão da formação

 Pressão do anel

 Pressão de aquífero subterrânea

 Controle de pressão da formação abaixo do gradiente de fratura

 Condição do poço e da tubulação de injeção

 Vazamento para fora da formação de armazenagem

Perfis do poço  Salinidade da água

 Velocidade sônica

 Saturação de CO2

 Rastreamento do movimento de CO2 na formação de armazenamento e acima dela

 Acompanhamento da migração de água nos aquíferos rasos

 Calibragem de velocidades sísmicas para levantamentos sísmicos 3D Imagem sísmica 3D ao longo do tempo  Velocidade da onda P e S  Horizonte de reflexão  Atenuação da amplitude sísmica  Rastreamento de movimentos de CO2 na formação de armazenagem e acima dela

Perfis sísmicos verticais e imagens sísmicas do poço  Velocidade da onda P e S  Horizonte de reflexão  Atenuação da amplitude sísmica

 Detectar a distribuição detalhada do CO2 na formação de armazenamento

 Detecção de fugas através de falhas e fraturas Monitoramento sísmico passivo  Localização, magnitude e características da fonte de eventos sísmicos.  Desenvolvimento de microfraturas na formação ou caminhos de migração de CO2 na rocha selo Técnicas elétricas e eletromagnéticas  Condutividade da formação  Indução eletromagnética  Rastreamento do movimento de CO2 na formação de armazenagem e acima dela

 Detecção de migrações de salmoura nos aquíferos superficiais

Medição gravimétrica ao longo do tempo

 Mudança de densidade causada por deslocamento do fluido

 Detectar movimento de CO2 na formação de armazenamento e acima dela

 Balanço de massa de CO2 na subsuperfície Deformação da

superfície da terra

 Inclinação, deslocamento vertical e horizontal usando interferometria e GPS

 Detectar os efeitos geomecânicos da

formação de armazenamento e da rocha selo.

 Localizar as vias de migração de CO2 Imagem visível e de

infravermelho de aviões e satélites

 Imagens hiperespectrais da superfície terrestre

 Detectar estresse vegetativo Monitoramento do fluxo

de CO2 na superfície da terra usando câmaras de fluxo ou

eddycovariância

 Fluxo de CO2 entre a superfície da terra e a atmosfera

 Detectar, localizar e quantificar vazamentos de CO2

Amostragem de gases do solo

 Composição de gás no solo

 Análise isotópica de CO2

 Detectar níveis elevados de CO2

 Identificar as fontes que levam ao elevado teor de CO2 no solo

 Avaliar impactos no ecossistema

Quadro 10 - Técnicas diretas e indiretas usadas para monitorar projetos de armazenamento. Fonte: IPCC (2005). Nota: Traduzido pela autora.