The Global CCS Institute is pleased to have held the first Venezuela specific webinar on Wednesday 18 December from 9:30-10:30am (Venezuelan Standard Time). This webinar series will be presented in Spanish, and is part of the Global CCS Institute’s capacity development program in the Americas.
The webinar will focused on ‘The Global Status of Carbon Capture & Storage & CO2-EOR’ and briefly touched on the potential role of EOR-CCS in the Venezuelan technical context. The Institute is pleased that Vanessa Nuñez, Research Scientist Associate at the Gulf Coast Carbon Center of the University of Texas at Austin’s Bureau of Economic Geology, is presenting this webinar series.
Vanessa serves as Principal Investigator for several applied CCS projects. She holds a BS in Petroleum Engineering from Universidad Central de Venezuela, an MS in Petroleum Engineering from the University of Texas at Austin and an MA in Energy and Mineral Resources also from the University of Texas at Austin. Before joining the Bureau of Economic Geology, Vanessa was a Senior Reservoir Engineer at Chevron Energy Technology’s Carbon Storage group, where she served as company representative for several Joint Industry Projects, such as the Weyburn-Midale IEA project. Back in her native Venezuela, she worked as an Instructor Professor at Universidad Central de Venezuela.
presentacion de PowerPoint de la fuente de poder.pptx
The Global Status of Carbon Capture & Storage & CO2-EOR (Spanish)
1. Estatus Global del Almacenamiento
Geológico de Carbono (CCS)
Webinar – 18 December 2013, 9:00 EST
2. Vanessa Nuñez
Investigadora Científica Asociada, Gulf Coast Carbon Center
Vanessa Nuñez es una Investigadora Científica Asociada del
Gulf Coast Carbon Center, un centro de investigación
perteneciente al Bureau of Economic Geology de la
Universidad de Texas en Austin. Como tal, ella cumple
funciones de Investigadora Principal en varios proyectos
aplicados de almacenamiento geológico de carbón. Vanessa
posee un título de Ingeniero de Petróleo otorgado por la
Universidad Central de Venezuela y dos títulos de maestría,
uno en Ingeniería de Petróleo y otro en Energía y Recursos
Minerales, ambos otorgados por la Universidad de Texas en
Austin. Antes de unirse al Bureau of Economic Geology, ella
trabajo como Ingeniero de Yacimientos Senior en el grupo de
almacenamiento de carbón de la compañía de investigación
y desarrollo de Chevron “Chevron Energy Technology
Company”. En ese cargo, Vanessa fue representante de Chevron en varias alianzas
industriales, tales como el proyecto Weyburn-Midale IEA, en el que ella formó parte del
comité ejecutivo. En su país natal, Venezuela, Vanessa fue profesora de la Escuela de
Ingeniería de Petróleo de la Universidad Central de Venezuela.
3. QUESTIONS
We will collect questions during
the presentation.
Your MC will pose these
question to the presenter after
the presentation.
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The webinar will start shortly.
6. Logrando un futuro bajo en carbono: Un llamado a la
acción por CCS
El Estatus Global de CCS: 2013 – La publicación clave del
Instituto
Edición 2013: publicada el
10 de Octubre
Cobertura completa del
estado de proyectos y
tecnologías de CCS
Recomendaciones de
avance basadas en la
experiencia
Delineación del progreso de
proyectos desde 2010
6
7. CCS está bien entendido y es una realidad
Proyectos integrados a gran escala organizados por etapas y regiones
7
8. EOR continúa canalizando el desarrollo
Masa de CO2 potencialmente almacenada,
organizada por tipo de almacenamiento y por región
8
9. El avance es significativo pero el número de poyectos ha
disminuido
Proyectos integrados a gran escala organizados por etapas y por año
9
10. Se necesita un compromiso a largo plazo con
acciones para mitigar el cambio climático
Actualmente, CCS progresa a un ritmo por debajo del
requerido para lograr una contribución significativa hacia la
mitigación del cambio climático
La encuesta del Instituto muestra que el 70% de los proyectos
estan de acuerdo en que la incertidumbre es el mayor riesgo
para los mismos
El número de proyectos pudiera reducirse aún mas, poniendo
en riego las metas de mitigación del cambio climático
RECOMENDACION 1
Implementar una política de apoyo sostenido que incluya compromisos
a largo plazo con la mitigación del cambio climático y con mecanismos
de mercado robustos que aseguren que el CCS no esté en desventaja
10
11. Se necesita fortalecer los incentivos que apoyen
demostraciones inmediatas
Apoyo de fondos públicos para proyectos integrados
a gran escala en etapas de planificación o construcción
11
12. Se necesita apoyo en proyectos iniciales
ƒ ƒ Se necesita que los proyectos avancen hacia las
etapas de construcción
El valor de CCS debe ser continuamente afirmado
CCS no debe estar en desventaja en relación a
otras tecnologías de bajo contenido de carbono
RECOMENDATION 2
Promover el apoyo a corto plazo para la implementación de
proyectos de demostración. Esto requerirá medidas de apoyo
financiero que permitan el progreso acelerado de proyectos
iniciales, desde las etapas de desarrollo y construcción hasta la
etapa operacional
12
13. Algunos de los proyectos son de generación
eléctrica
Proyectos integrados a gran escala divididos por sector industrial
13
14. Las metas continúan siendo retadoras
Masa de CO2 potencialmente almacenada en proyectos a gran escala
14
15. Incertidumbres reglamentarias
Se ha logrado avanzar desde el punto de vista legal
y reglamentario
ƒ ƒ A pesar de ésto algunos problemas continúan,
tales como asuntos de post-cierre y flujo de CO2
entre fronteras.
RECOMENDACION 3
Implementar medidas para resolver las incertidumbres
legislativas, tales como responsabilidades a largo plazo. Esto
requerirá aprendizajes de los esfuerzos juridicos dentro de
Australia, Canada, Europa y los Estados Unidos, en donde se
han resuelto algunos de estos problemas.
15
16. Satisfacer las necesidades energéticas de naciones
en desarrollo
A raiz de la necesidad impetuosa de aumentar la
capacidad eléctrica mundial, las emisiones de CO2
pudieran aumentar dramáticamente sin CCS.
En general, las techonogías de CCS se encuentran en
etapas muy tempranas en las naciones en desarrollo.
Se necesita motivación generalizada hacia la
consideracion de CCS y la ayuda para su
implementation
Se está avanzando significativamente en algunos
paises tanto a través de programas de CCS como de
políticas que favorecen su implementación
16
17. Apoyar la investigación y la colaboración
Se puede aprender mucho de proyectos piloto grandes,
especialmente en industrias en la que no exite este tipo de
proyectos
Estos proyectos son cruciales para reducir los costos y fortalecer
la confianza en las inversiones
Se necesita resolver brechas en las industrias del hierro, acero y
cemento
La investigación en colaboración global es mas eficiente
RECOMENDACION 4
Continue strong funding support for CCS research and
development activities and encourage collaborative approaches
to knowledge sharing across the CCS community
17
18. Los proyectos piloto y de demostración juegan un
papel importante
Opciones de CCS:
1.- Almacenamiento en
formaciones salinas profundas
2.-. Utilización de CO2 en capas
de carbón para la recuperación
mejorada de gas metano (CO2 ECBM)
3.- Utilización de CO2 en
yacimientos de petróleo para la
recuperación mejorada de crudo
(CO2 -EOR)
4.- Almacenamiento en
yacimientos de petróleo o gas
18
19. Planificación de la selección del sitio de
almacenamiento
El proceso de selección de sitios de almacenamiento es
importante, sin embargo se debe seguir trabajando en la
maduración de la tecnología a través de proyectos de
demostración
La selección de localizaciones puede tomar de 5 a 10
años o más
Actualmente los incentivos para que la industria
comience programas de exploración costosos son
limitados
RECOMENDACION 5
Crear caminos positivos para la demostración de CCS a través
del avance de planes de selección de sitios de almacenamiento
19
20. Motivar la infraestructura compartida
Diseñar la infraestructura de CCS con la visión de
satisfacer la gran escala de las metas de mitigacion
del calentamiento climático
Las lineas troncales que conectan los proyectos de
captura con los sitios de almacenamiento pudieran
permitir:
barreras de entrada mas bajas
óptimo desarrollo de la infraestructura
RECOMENDACION 6
Motivar el diseño eficiente de la infraestructura de transporte a
través de sistemas de tuberías compartidas entre varios
proyectos de captura de dióxido de carbono
20
21. Se requiere acción!
El avance logrado (con 12 proyectos operativos) es
motivador, sin embargo hay que luchar contra la
declinación del numero de proyectos
El apoyo necesario para ayudar a implementar
proyectos de demostración es importante por cuanto se
debe construir la confianza en la tecnología.
Necesitamos asegurar que CCS pueda jugar su papel
completo tanto en la mitigación del cambio climático
como en la seguridad energética
Por encima de todas las acciones, el compromiso es la
clave para la implementación de CCS.
El tiempo de actuar es AHORA
21
23. CO2-EOR: conceptos básicos
¿Qué es?
CO2-EOR es una tecnología que busca la recuperación del petróleo
residual en yacimientos agotados a través de la inyección de dióxido
de carbono (CO2).
¿En dónde se aplica?
En yacimientos agotados de petróleo liviano que ya
han pasado por recuperación primaria (flujo natural) y,
en la mayoría de los casos, por recuperación
secundaria (principalmente waterflooding).
¿Cómo funciona?
El CO2 es un solvente:
se mezcla con el petróleo
• El petróleo se expande
(se hincha)
• Su viscosidad disminuye
• Su tensión interfacial desaparece*
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24. Presión mínima de miscibilidad (MMP)
A temperatura y composicion constante, MMP es la presión más baja a la
cual se logra la miscibilidad. A MMP, la tensión interfacial se hace cero y la
membrana de interface desaparece haciendo de los fluidos una sola fase.
Miscibilidad: dos fluidos son miscibles cuando se disuelven en todas las
proporciones produciendo una solución homogenea. La miscibilidad va
mas allá de la solubilidad!
• De primer contacto
Tipos de miscibilidad
• De contacto múltiple
Tipos de desplazamiento
• Miscible: por encima de
MMP
• Immiscible: por debajo
de MMP
Dependiendo de la temperatura y de la composicion del crudo, los valores de MMP se
logran en crudos de 30 a 40 API
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25. El reto del petróleo extra pesado
CO2-EOR no se puede aplicar directamente en campos de petróleo pesado o
extra pesado, al menos no en su forma convencional. Sin embargo, existen
opciones de EOR en las cuales el desarrollo de estos campos se puede
considerar como parte de un sistema amplio multi-componente de CCS.
Algunas opciones incluyen:
Procesos térmicos convencionales y no convencionales con altas emisiones
de carbono, en donde el CO2 es capturado, transportado, e inyectado en
yacimientos de hidrocarburos o acuíferos salinos vecinos.
•
Inyección de vapor
•
Combustión in-situ
CO2 capturado
y transportado
Campos de petróleo miscible
Campos de petróleo casi-miscible
Campos de gas
Acuíferos salinos profundos
25
26. QUESTIONS / DISCUSSION
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El últimoreporte del Panel Intergubernamental de CambioClimáticoes un llamadourgente a la accion y hacereferencia a esteproblemacomo el reto mas grande de nuestrostiempos.Afortunadamente el debate en cuanto al origen del calentamiento global estallegando a su fin y los gobiernosestanreconociendoque se debentomaraccionesglobalesinmediatas para reducirlasemisiones de dioxido de carbono. Los hechos y estudioscientificosaseveranque el cambioclimaticoestasiendocausadoporactividadeshumanas, y la realidadesque la utilizacion de energiafosil no solamenteva a continuar, sinoquepudieraaumentar para podersatisfacerlasnecesidadesenergeticas de un mundo en desarrollo. Si continuamosactuandocomo hasta ahora, pudieramosllegar a un calentamiento de 6 gradoscelcius, lo cualseriaambiental y socialmentecatastrofico. La meta para mitigar el cambioclimaticoes la de reducir el calentamiento a 2 gradoscelcius. Estorequiereunareduccion de un 50% en lasemisiones de CO2 para el año 2050 con respecto a lasemisiones del 2009. Para lograresta meta se requiere un portafolio de accionescomo el queven en la imagen. Mas eficiencia en la generacionelectrica, otrasfuentes de energia, como la energia nuclear y la energiarenovable, mayor eficienciapor parte del consumidor y almacenamientogeologico de carbon, jugando un papel del 14% de esteportafolioenergetico. Sin almacenamientogeologico de carbon, lasmetasclimaticaspudieran no lograrse y se debentomaraccionesinmediatas para acelerarestatecnologia.
El estatus global de CCS es la publicacion clave del Instituto. La edición del 2013, quepublicada el pasado 10 de Octubre, ofreceunacoberturacompleta del estatus de proyectos y tecnologias y haceunaserie de recomendaciones de lascualesvoy a hablar mas adelante.
Lapresentegraficamuestra el numero de proyectosintegrados de gran escalaorganizadosporetapas de desarrollo y porregiones. La ultima encuestarealizadapor el instituto en 2013 muestra 12 proyectosoperativos a nivelmundial, lo cuales un aumentosignificativo con respecto a los 8 proyectosidentificados en el 2012. Estosproyectosestandeteniendo la entrada de 25 millones de toneladas de CO2 a nuestraatmosferaanualmente. Esdecirque CCS esunarealidad.
El progreso hasta los momentos es significativo, pero es preocupante, como pueden ver en la presente lamina, como el numero de proyectos en las etapas de evaluacion y definicion declina con los años, aunque es satisfactorio ver como todos los proyectos que llegan a la etapa de construccion o ejecucion progresan hacia la etapa operativa. Tambien es preocupante ver como el numero total de proyectos ha bajado de 75 existentes el año pasado a 65 este año. A menos que la disposicion politica y economica cambie, es dificil que veamos un incremento en el numero de proyectos en un futuro cercano.
En la ausencia de CCS,lasemisiones de CO2pudieranaumentardramáticamente araiz de la necesidadimpetuosa de aumentar la capacidadeléctricamundial, particularmente en paises en desarrollo. En los que la tecnologia de CCS aun se encuentra en etapasiniciales. Se requiereunacampaña de motivacionpara la adopciongeneralizada de la tecnologia, asicomotambien de muchaayudaparasuimplementacion. Ya se ha avanzadobastante en algunospaises a traves de programas de CCS y tambien de politicasquefavorecensuimplementacion.
Un programarobusto de investigacion y colaboracion entre distintosgrupos deinvestigacion atodos los niveleses crucial. Mucho se ha aprendido y todavia se puedeaprender de proyectospilotos, los cuales son indispensables parareducir los costos y fortalecer la confianza en lasinversiones. La colaboracion global es mas eficiente, asi lo handemostradovariosproyectos de colaboracioninternacional, como el proyectoWeyburn-Midale, en donde el CO2 antropogenilo lo produce unaplanta en los estadosunidos y se transportaportuberia a traves de la fronteraparaserinyectado en un campo petrolero en Canada.
Mas de 40 proyectospiloto a nivel global hanprobado y comprobado la tecnologia, quevalga la acotacionyahabiasidoprobadapor la industriapetrolera a lo largo de mas de 40 años de experiencia en recuperacionmejorada de crudoporinyeccion de CO2. Estosproyectospilotohanproducidomuchisimainformacion en las areas de caracterizacion del sistema de almacenamiento, modelado de la inyeccion de CO2, analisis de riesgo y monitoreo del CO2 en todaslasetapas. Todoestoaplicado en lasdistintasopciones de almacenamiento, como lo son acuiferossalinosprofundos, yacimientos de hidrocarburos y capas de carbon, tanto paraalmacenamientocomopararecuperacionmejorada, o para los dos a modo de co-optimizacion de objetivos.
Como habiamencionadoanteriormente, la experiencia ha demostradoquelasetapasiniciales de estosproyectosllevanbastantetiempo. De maneraque hay quecomenzar la planificacion con bastanteantelacion. De hecho, lo queparecierauna simple seleccion de localizacionespudieratomar de 5 a 10 años, particularmente en proyectos de almacenamiento en acuiferossalinos en donde no hay informacion pre existente, yaque la industria no se ha enfocado en estaszonas no-economicas. Serrecomiendacrearcaminospositivospara la demostracion de la tecnologiamediante de planesdeseleccion de localizaciones.
La ultima recomendaciones la infraestructuracompartida. Se debediseñarestainfraestructura de manera de quevariosproyectospuedancompartirunatuberiatroncal, porejemplo, de transporte de CO2, a la cual se conectarianlineas o tuberiasecundariasprovenientes de los distintospuntos de captura o hacia los distintossitios de almacenamiento. Este es en caso del sistema de tuberias de Alberta en Canada, la cuencaPermica al oeste de Texas y el sistemaqueabarca los estados de Mississippi, Louisina y el este de Texas en los EstadosUnidos.
Como hanvisto hasta ahora, si ha habido un avancemotivador, demostradopor los 12 proyectosoperativos. Pero se necesitansumarproyectosnuevos al sistema global de CCS. Para esto se requiere mucho apoyo a todos los niveles, gubernamental, privado y comunitario. Necesitamosasegurarque el CCS puedajugarsupapelcompleto tanto en la mitigación del cambioclimáticocomo en la seguridadenergética. Para eso se requiere del compromiso de todaslaspartes y el tiempo de hacerloesahora. Para luego no solo estarde, es MUY tarde.
El InstitutoGlobar de CCS estacomprometido con estecambio, asicomomuchasotrasorganizaciones tales como el Gulf Coast Carbon Center, a la cualpertenezco. La mision del Institutoes la de acelerar el desarrollo, la demostracion y la implementacion del CCS a nivel global. Y esto lo hace a traves de 3 funciones. Transferencia de conocimiento, recomendacion y representacioninfluyentebasada en hechos, y la creacion de condicionesfavorablespara la imp[lementacion de CCS.
Yaque larecuperacionmejorada de crudo o EOR forma parte importante del portafolioexistente, pasemos a revisarbrevemente los conceptosbasicos. El EOR esunatecnologiaque se enfoca en producirlassaturacionesresiduales de petroleo en yacimientosagotados o abandonados. Tradicionalmente, se aplica en yacimientos de petroleolivianoqueyahanpasadoporrecuperacionprimaria, esdecirqueyahanpasadopor la etapa en la que el yacimientofluyenaturalmente sin ayuda, porsuenergiapropia, y en la mayoria de los casos, en yacimientosquetambienhanpasadoporrecuperacionsecundaria, quecorresponde a la etapa en la que se inyectaaguaparaaumentar la presion y paradesplazar o empujar al petroleohacia los pozos de produccion. La tecnologiafuncionaporque el CO2 se mezcla con el petroleo en la misma forma en la que el kerosen se mezla con la grasa de un motor. Esdecir, es un solvente. Y de la misma forma en que el kerosenlimpiaria la herramienta de un mecanico, el CO2 limpia la roca de eseresiduopetroleroque no se ha podidosacarninaturalmenteni con agua. Ese CO2, queahoraestarico en petroleo, fluye a los pozos de produccion. Luego en la superficie el CO2 se separa de petroleo y se vuelve a inyectar. Variosprocesosocurrencuando se mezcla el petroleo con el CO2. El petroleo se expandeporqueahoracontiene CO2, y tambienporesosuviscosidaddisminuye, lo quehaceque se muevamejor. Cuando dos fluidos son inmiscibles, comoes el caso del agua y el aceite en el vaso, existeuna interface, quees la membrana en donde se encuentran o tocan los dos fluidos. Cuando los fluidos son miscibles, al mezclarseesa interface desaparece, y esoes lo que le da al CO2 esacalidad de solvente.
Otroconceptoimportantees la presion minima de miscibilidad,quees la presion mas baja a la cual se logra la miscibilidad a temperatura y presionconstante. En esepunto de presion minima, la tension interfacial se hace cero y los fluidos se convienten en una sola fase. Dos fluidos son misciblescuando se disuelven en todaslasproporcionesproduciendounasoluciónhomogenea. La miscibilidadva mas allá de la solubilidad! Existen dos tipos de miscibilidad. Miscibilidad de primer contacto, en donde los fluidos se hacenmisciblesapenas se tocan y miscibilidad de contacto multiple, querequierevarioscontactoscomosunombre lo indica. Existentambien dos formas en lasque en CO2 puededesplazar al petroleo. De forma miscible, queocurreporencima de la presion minima de miscibilidad, y de forma immiscible. Dependiendo de la temperatura y de la composicion del crudo, los valores de MMP se logran en crudos de 30 a 40 API
Como todossabemos, especialmente en Venezuela, producirpetroleo extra-pesadoes un reto. La tecnologia de EOR con CO2 no se puedeaplicar, por lo menos no en su forma convencional, en campos de petroleopesado, mucho menos extra-pesado. Sin embargo, existen opciones en las que EOR se pudiera considerar como parte de un sistema amplio multi-componente de CCS. Estas opciones pudieran considerar procesos termicos convencionales y no convencionale, que producen grandes emisiondes de dioxido de carbono, en donde el CO2 es capturado, transportado, e inyectado en yacimientos de hidrocarburos o acuíferos salinos vecinos. Esto conformaria un sistema multicomponente de CCS que pudiera satisfacer varias de las recomendaciones antes mencionadas, como la gran escala necesaria y la infraestructura compartida. El paso inicial seria realizar un estudio de combinacion de fuentes de CO2 y sitios de almacenamiento, a lo que en ingles se le llama source-sink matching study, en donde la fuente de CO2 serian las operaciones termicas de produccion del petroleo pesado, es decir que el campo petrolero no seria el sitio de almacenamiento sino el campo petrolero. Este tipo de proyectos se ha propuesto en regiones con acumulaciones de petroleo pesado, tales como Alberta en Canada y el Valle de San Joaquin en California.