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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/31973
Tipo: Tese
Título: Generalized functionals for qualification of geological carbon storage injection sites
Autor(es): Silva, José Wilker de Lima
Primeiro Orientador: Oliveira, Gustavo Charles Peixoto de
Primeiro Coorientador: Gomes, Igor Fernandes
Resumo: 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.
Abstract: Many nations have pledged to achieve carbon neutrality by 2050 through the implementation of geological carbon storage (GCS) as a pivotal technology within the carbon capture, utilization, and storage (CCUS) framework, thus spearheading the Net Zero initiative. The CCUS goal is to capture carbon dioxide (CO2) emissions, recycling them or transporting them through pipelines to underground geological formations for permanent storage. Despite global success in GCS projects, driven by the oil and gas sector, large-scale GCS initiatives are still in their early stages in Brazil. Databases for potential storage sites, including saline aquifers and depleted reservoirs, are in development, as with the regulatory structure. This thesis introduces mathematical models for the systematic selection and ranking of underground CO2 storage sites. The research explores a family of mathematical functionals, each with distinct weighting functions, achieving two main objectives. Firstly, it clarifies non-linear interactions between rock and fluid properties using quality indicators. Secondly, it evaluates geographical regions, considering structural traps in caprocks. This methodology is a valuable resource for identifying suitable injection and storage locations. The models were implemented using the Matlab Reservoir Simulation Toolbox (MRST), and a case study using the UNISIM-I-D model for the Namorado Field in the Campos Basin, Brazil, indicates the influence of permeability and porosity as well as sigmoid, exponential or hybrid curves on different interpretations of ideal storage locations, with surpluses that range up to 66% in the best case. The vertical equilibrium model was used to reduce computational cost and Sobol sensitivity analysis to study the individual influence of each parameter. Simulation results corroborate the theoretical analyses. The ultimate objective of the study is to establish a fundamental knowledge base for future GCS projects in Brazil, leveraging legacy well infrastructures.
Palavras-chave: Descarbonização
Armazenamento geológico de carbono
Seleção de locais geológicos
Métodos computacionais
Decarbonization
Geological carbon storage
Geological site selection
Computational methods
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Mecânica
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/31973
Data do documento: 10-Jul-2024
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

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