Generalized functionals for qualification of geological carbon storage injection sites - Silva, José Wilker de Lima (2024)
Muitas nações comprometeram-se a alcançar a neutralidade de carbono até 2050 através da implementação do armazenamento geológico de carbono (GCS) como uma tecnologia fundamental no quadro da captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS), liderando assim a iniciativa Net Zero. O objetivo do CCUS é capturar as emissões de dióxido de carbono (CO2), reciclando-as ou transportando-as através de dutos até formações geológicas subterrâneas para armazenamento permanente. Apesar do sucesso global nos projetos de GCS, impulsionados pelo setor de petróleo e gás, as iniciativas de GCS em grande escala ainda estão em seus estágios iniciais no Brasil. Estão em desenvolvimento bases de dados para potenciais locais de armazenamento, incluindo aquíferos salinos e reservatórios esgotados, tal como acontece com a estrutura regulamentar. Esta tese apresenta modelos matemáticos para a seleção sistemática e classificação de locais subterrâneos de armazenamento de CO2. A pesquisa explora uma família de funcionais matemáticos, cada um com funções de ponderação distintas, atingindo dois objetivos principais. Em primeiro lugar, esclarece as interações não lineares entre as propriedades das rochas e dos fluidos utilizando indicadores de qualidade. Em segundo lugar, avalia regiões geográficas, considerando armadilhas estruturais em rochas capeadoras. Esta metodologia é um recurso valioso para identificar locais adequados de injeção e armazenamento. Os modelos foram implementados utilizando o Matlab Reservoir Simulation Toolbox (MRST), e estudos de casos utilizando o modelo UNISIM-I-D para o Campo de Namorado na Bacia de Campos, Brasil, mostraram a influência da permeabilidade e porosidade assim como de curvas sigmóides, exponenciais ou híbridas nas diferentes interpretações de locais ideais de armazenamento, com excedentes que variam até 66% no melhor dos casos. Foram utilizados o modelo de equilíbrio vertical para diminuição do custo computacional e análise de sensibilidade Sobol para estudar a influência individual de cada parâmetro. Resultados das simulações corroboram com as análises teóricas. O objetivo final do estudo é estabelecer uma base de conhecimento fundamental para futuros projetos de GCS no Brasil, aproveitando infraestruturas de poços herdados.