Aplicação de tomografia computadorizada de raios-x para estudo do sistema de cleats de carvão da jazida de Leão-Butiá, na Mina do Leão II, RS

Abstract

The global warming, due to the accumulation of greenhouse gases (GHG) emissions in the atmosphere, has been producing an increase in global mean temperature and by the large engineering projects, intended to reduce and stabilize the concentration of GHG in the atmosphere, especially CO2. Among the seven key technologies for reducing GHG emissions is the carbon capture and storage (CCS), which consists in capture, transport and storage CO2 in geological media, for example, saline aquifers, oil and gas fields and non-mineable coal seams. The latter to be the object of the present study was detailed and the procedures adopted for the analysis in coal seams consist of scanning two samples of Brazilian coal by means of X-ray computed tomography images to obtain two-dimensional system containing the cleats and better understand the gas flow in the layers. This tool is being tested for the first time in coals of Brazil and it’s fundamental to understanding the development of projects of Coalbed Methane (CBM) and Enhanced Coalbed Methane (ECBM) in the county, that is still an unknow potencial, wich could increase the demand for natural gas in the regional energy supply. From this work it was concluded that the cleats of coal samples studied are easily identified and it is possible to extract relevant data about orientation, spacing, length and volume of cleats per area. The cleats of the coals studied, however, are very small compared with data from foreign literature, are also filled with calcium carbonate, which hinders the CO2 and CH4 flow in the coal seam and reduces the permeability unfeasible to implement projects of geological storage of CO2 in the coal seam from this study.

O aquecimento global, decorrente do acúmulo de gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera, vem produzindo um aumento na temperatura média global e por meio de grandes projetos de engenharia pretende-se reduzir e estabilizar a concentração dos GEE na atmosfera, principalmente o CO2. Dentre as sete principais tecnologias para redução das emissões de GEE está a Captura e Armazenamento de Carbono (CCS), que consiste na captura, transporte e armazenamento de CO2 em meios geológicos como, por exemplo, os aquíferos salinos, campos de óleo e gás e camadas de carvão não mineráveis. Este último por ser objeto de estudo deste trabalho foi detalhado e os procedimentos adotados para sua análise em camadas de carvão consistem em escanear duas amostras do Brasil por meio da tomografia computadorizada de raios-X, para obter imagens bidimensionais do sistema de cleats e melhor entender o fluxo de gases nas camadas. Esta ferramenta está sendo testada pela primeira vez em carvões do Brasil e seu entendimento é fundamental para o desenvolvimento de projetos de Coalbed Methane (CBM) e Enhanced Coalbed Methane (ECBM) no país que ainda é um potencial desconhecido, podendo aumentar a demanda de gás natural na matriz energética regional. A partir deste trabalho concluiu-se que os cleats das amostras de carvão estudadas são facilmente identificados e que é possível extrair dados relevantes sobre a orientação, espaçamento, comprimento e volume de cleats por área. Os cleats dos carvões estudados além de serem muito pequenos, se comparados com dados da literatura estrangeira, também estão preenchidos por carbonatos de cálcio, que dificulta o fluxo do CO2 e CH4 camada de carvão e reduz a permeabilidade do meio inviabilizando a implantação de projetos de armazenamento geológico de CO2 na camada de carvão em estudo.