+34 93 401 18 60Aquesta adreça de correu-e està protegida dels robots de spam.Necessites Javascript habilitat per veure-la.UPC: C/ Jordi Girona 31, (08034 - Barcelona) - IDAEA: C/ Jordi Girona 18-26, (08034 - Barcelona)

+34 93 401 18 60Aquesta adreça de correu-e està protegida dels robots de spam.Necessites Javascript habilitat per veure-la.
UPC: C/ Jordi Girona 31, (08034 - Barcelona) - IDAEA: C/ Jordi Girona 18-26, (08034 - Barcelona)

Líneas de Investigación

CO2

1-5-2_SEI.JPGRecerca relacionada amb l'emmagatzematge de CO2 en aqüífers salins profunds

 

Hem investigat la interacció entre les roques del reservori i del segell d’Hontomín i l’aigua subterrània de la formació. Actualment, a Hontomín (Espanya) s’està desenvolupant una planta tecnològica per a l'emmagatzematge de CO2 en un aqüífer salí profund on la roca principal del reservori és una calcària. El CO2 s'injecta a una profunditat d'aproximadament 1500 m on arribarà a condicions de CO2 supercrítiques (P > 74 bar i T > 31 °C) i reaccionarà amb l’aigua de la formació, rica en sulfat, equilibrada amb guix, i amb força iònica de 0.6 M. La dissolució de CO2 en l’agua salina resident pot generar la dissolució de carbonats (calcita i dolomita) i la precipitació de minerals secundaris (guix i/o anhidrita). Aquestes reaccions implicarien canvis en la porositat i la permeabilitat de les roques, així com en l'estructura dels porus.

S’han realitzat una sèrie d’experiments de tipus columna amb roca triturada i de percolació amb testimonis fracturats on una solució rica en CO2 s’ha injectat a través de les mostres sota condicions d'alta pressió (P = 10 a 150 bar) i temperatura variable (25-60 °C). Els experiments es van realitzar en diferents velocitats de flux (des de 0.2 a 60 mL/h) per avaluar els canvis en les propietats inicials de la mostra (per exemple, porositat, permeabilitat i de dimensions i morfología de la fractura) i investigar el paper dels minerals secundaris variant el contingut de sulfat de la solució injectada (sense i amb sulfat). També s'ha investigat l'efecte del H2SO4 en les roques reservori i segell suposant que un 0.4 % de SO2 en el gas injectat s'hagi convertit en H2SO4.

Papers relacionats:

Garcia-Rios et al. (2014) Interaction between CO2-rich sulfate solutions and carbonate reservoir rocks from atmospheric to supercritical CO2 conditions: experiments and modeling. Chemical Geology 383, 107–122.

Garcia-Rios et al. (2015) Influence of the flow rate on dissolution and precipitation features during percolation of CO2-rich sulfate solutions through fractured limestone samples. Chemical Geology 414, 95–108.

Dávila et al. (2016) Interaction between a fractured marl caprock and CO2-rich sulfate solution under supercritical CO2 conditions. International Journal Greenhouse Gas Control 48, 105–119.

Dávila G., Luquot L., Cama J., and Soler J.M. (2016) 2D reactive transport modeling of the interaction between a marl and a CO2-rich sulfate solution under supercritical CO2 conditions. International Journal of Greenhouse Gas Control 54, 145-149.

Dávila G., Cama J., Luquot L., Soler J.M., and Ayora C. (2017) Experimental and modeling study of the interaction between a crushed marl caprock and CO2-rich solutions under different pressures and temperatures. Chemical Geology 448, 26-42.

Thaysen E.M., Soler J.M., Boone M., Cnudde V., and Cama J. (2017) Effect of dissolved H2SO4 on the interaction between CO2-rich brine solutions and limestone, sandstone and marl. Chemical Geology 450, 31-43.

 

Donada l'escala de temps associat a l’emmagatzematge geològic de CO2, seria aconsellable l'ús de ciments alternatius que no estiguin subjectes als efectes nocius de la carbonatació. Per exemple, l’òxid de magnesi reactiu (MgO) es pot barrejar amb el ciment Portland resultant ser una millora en la sostenibilitat, la força i en moltes altres propietats dels formigons (Harrison, 2001; WIP Organisation (Ed), Reactive Magnesiun Oxide Cements, Austràlia). Els avantatges del MgO comparats amb el ciment Portland inclouen la precipitació de fases secundàries amb major resistència, menor sensibilitat a les impureses, i que pot obtenir-se com un subproducte d'altres processos industrials (Unluer and Al-Tabbaa, 2013; Cem. Concr. Res. 54, 87-97). Hem estudiat la magnèsia càustica (MgO) com una alternativa al ciment Portland, no només per ser utilitzat en l'espai entre el revestiment del pou i la roca, sinó també per segellar les fractures de roca (beurada). En aquesta etapa, la reactivitat de MgO s’estudia sense tenir en compte les mescles de ciment MgO-Portland en un rang de pCO2 i T rellevant per als casos d'injecció de CO2.

L'objectiu de la nostra investigació ha estat estudiar el procés de carbonatació del MgO en solucions aquoses equilibrades amb calcita en condicions  de CO2 subcrític (pCO2 de 10 i 50 bars i T de 25, 70 i 90 ° C) i supercrític (pCO2 de 74 bar i T de 70 i 90 °C). Els experiments batch agitats s’han dut a terme en una autoclau. Els resultats experimentals s’han reproduït numèricament utilitzant el codi de transport reactiu CrunchFlow (Steefel et al, 2015; Comput. Geosci. 19, 445-478). S’ha simulat un cas de posible aplicació utilitzant els resultats de laboratori: el MgO d’un pou d’injecció interacciona amb aigua rica en CO2.

Papers relacionats:

Dávila et al. (2016): Efficiency of magnesium hydroxide as engineering seal in the geological sequestration of CO2. International Journal Greenhouse Gas Control 48, 171-185.

  • adif
  • agencia-catalana-aigua
  • agencia-residus-catalunya
  • aiguas-ter-llobregat
  • ajuntament-badalona
  • ajuntament-barcelona
  • barcelona-regional
  • bridge-technologies
  • cetaqua
  • ciudad-de-la-energia
  • clabsa
  • constructora-san-jose
  • copisa
  • cuadll
  • enresa-solucions-ambientals
  • fcc
  • gemi-arids-catalunya
  • generalitat-catalunya
  • gisa
  • gobierno-espana
  • iberinsa
  • igcg
  • incasol
  • ineco
  • instituto-geologico-minero-espana
  • port-barcelona
  • sacyr
  • sener
  • seventh-framework
  • skb
  • sqm
  • ute-sagrera-ave