Estudio de caso
La Captura, Utilización y Almacenamiento de Carbono (CCUS) se ha convertido en una operación esencial para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo, siendo la mayor preocupación el riesgo medioambiental asociado al almacenamiento a largo plazo del CO2 capturado. Cualquier fisura o fuga en la contención anularía probablemente los beneficios medioambientales iniciales de la captura y el almacenamiento de las emisiones de CO2.
La instalación de captura y almacenamiento de carbono (CAC) Quest de Shell, situada cerca de Fort Saskatchewan (Alberta), comenzó a inyectar CO2 en agosto de 2015. El CO2 se inyecta en un acuífero salino profundo, Basal Cambrian Sandstone (BCS), a una profundidad de unos dos kilómetros bajo tierra.
Como parte de este proyecto, ESG instaló en 2014 un array de fondo de pozo compuesto por 8 geófonos triaxiales (15 HZ) en un pozo de observación, que se ha utilizado para monitorizar la actividad microsísmica asociada al almacenamiento de CO2 (Harvey, O'Brien, Minisini, Oates, Braim, 2021). Para maximizar la cobertura de la zona, la matriz se instala en el centro de la zona de interés, que es central a los 3 pozos inyectores.El área de Quest se considera una ubicación tectónica extremadamente tranquila, y por lo tanto la actividad microsísmica dentro del Complejo de Almacenamiento se evaluó como un bajo riesgo para la contención durante el proyecto.
Resultados y objetivos
A lo largo de los 7 años de seguimiento de la actividad microsísmica asociada a la inyección de CO2 en la instalación Quest, se ha detectado un número moderado (más de 500 eventos) de eventos microsísmicos, de los que se han realizado análisis en profundidad para comprender mejor la naturaleza y la distribución de la sismicidad.
La magnitud del momento de los eventos microsísmicos detectables osciló entre -1,9 y +1 Mw, con una media de -0,8 Mw. No se ha observado ninguna tendencia dominante en un radio de 10 km de cada pozo de inyección (Figuras 3).
Se han identificado muchos grupos de eventos, situados tanto cerca como lejos de los pozos inyectores. En los primeros años de seguimiento, no estaba claro si la actividad del campo lejano observada estaba relacionada con las operaciones de CO2. Sin embargo, mediante la evaluación de las tendencias a largo plazo de los datos microsísmicos en el campo, se puede encontrar una correlación entre la sismicidad generada y los cambios de tensión a gran escala. La distribución espacial de estos eventos nos ayuda a comprender la migración de fluidos y la transferencia de tensiones en torno al yacimiento, proporcionando información sobre el comportamiento del CO2 inyectado.
La figura 4 muestra la distribución de la sismicidad a lo largo del tiempo, que pone de relieve que no se observó actividad sísmica en el primer año. Además, la distribución de la magnitud demuestra la importancia de utilizar la configuración de sensores adecuada para el proyecto, como un conjunto de fondo de pozo más sensores de superficie. La magnitud media aumenta con el tiempo debido al incremento del número de eventos de mayor magnitud. Esto indica que se están produciendo mayores acumulaciones y liberaciones de tensión, lo que puede dar lugar a sismicidad a escala de daños.
Conclusiones de Quest y otras operaciones de inyección a largo plazo
- Se espera sismicidad (tanto en el yacimiento como en el basamento).
- Seismicity is contained within the basement, with no large magnitude events detected so far (Mw<1), showing no indication of compromising the storage seal.
- La migración del CO2 y el frente de presión asociado es mucho mayor de lo que se pensaba inicialmente.
- La vigilancia de la sismicidad a largo plazo es un factor clave para comprender la respuesta del yacimiento y para mitigar los riesgos a largo plazo asociados a las operaciones de CCUS.
- El uso de la solución HybridTM de ESG (estaciones de vigilancia de la sismicidad en superficie y un conjunto de geófonos de fondo de pozo) es muy recomendable para vigilar toda la gama de actividad sísmica asociada a la explotación. Proporcionará la detección y la precisión dentro de un área extensa.
- La integración de la Fibra y/o la Imagen Electromagnética de ESG es beneficiosa para visualizar la extensión de la Pluma de CO2 y medir la variación de la deformación a lo largo del tiempo, lo que puede ayudar a interpretar adecuadamente la sismicidad observada.
- Establecer la sismicidad de referencia antes de la inyección ayudará a distinguir entre sismicidad natural e inducida.
Referencias
Harvey, S., O'Brien, S., Minisini, S., Oates, S., Braim,M. 2021. "Instalación Quest CCS: Monitorización y observaciones del sistema microsísmico". 15ª Conferencia Internacional sobre Tecnologías de Control de Gases de Efecto Invernadero, GHGT-15.
