Estudio experimental y modelo geoquímico como herramienta para la evaluación de un almacén geológico de CO2 en la Cuenca del Ebro, España

Abstract

En este trabajo se presentan los resultados del estudio experimental y de un modelo geoquímico de un potencial reservorio de CO2 procedente de la Cuenca del Ebro (España). Las muestras de la formación almacén (areniscas de la facies Buntsandstein) se estudiaron antes y después de ser expuestas a CO2 y salmuera durante 30 días a 80 MPa y 40ºC. Las muestras de areniscas se caracterizaron mediante MOp, MEB, ADI, DRX y FRX y la salmuera se estudió mediante ICP-MS. El modelo geoquímico se realizó a través del código PHREEQC v.2.18. Los resultados experimentales post CO2 indican disolución y desprendimiento de granos, así como un incremento de porosidad del 2,8%. Los análisis de la salmuera post CO2 revelan un incremento en la concentración del Ca2+ y del SiO2. La modelización realizada presenta una disminución del pH del medio a valores de 3,0 debido a la acidificación de la salmuera por el CO2 disuelto, corroborando las condiciones para procesos de disolución de carbonatos y cemento silíceo. En general, el estudio indica que las condiciones iniciales de interacción CO₂-roca-salmuera inducen principalmente una fase de disolución con reajustes mineralógicos y texturales en el área externa de las muestras estudiadas. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------

This paper presents the results of the experimental study and geochemical modeling of samples from a potential CO2 reservoir from the Ebro Basin (Spain). The reservoir samples (sandstones from Buntsandstein facies) were studied before and after being exposed to CO2 and brine during 30 days at 80 MPa and 40ºC. Sandstone samples were characterized by OpM, SEM, ADI, XRD and XRF and the brine was studied by ICP-MS. The geochemical model was constructed using the PHREEQC v.2.18 code. Post-CO2 experimental results indicate dissolution and grain detachment, as well as a 2,8% increase in porosity. Post CO2 brine analyses reveal an increase in the concentration of Ca2+ and SiO2. The modeling shows a decrease in the pH of the medium to values ​​of 3,0 due to the acidification of the brine by dissolved CO2, corroborating the conditions for dissolution processes of carbonates and silica cement. In general, the study indicates that the initial conditions of interaction CO2 - rock - brine interaction mainly induce dissolution with mineralogical and textural readjustments in the external area of ​​the samples.