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rapporti - Deliverable

Individuazione ed applicazione di metodologie di monitoraggio di possibili fughe di CO2 dai serbatoi di stoccaggio

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Individuazione ed applicazione di metodologie di monitoraggio di possibili fughe di CO2 dai serbatoi di stoccaggio

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 12:06 pm

Il presente Rapporto Tecnico è stato sviluppato nell’ambito della “Caratterizzazione dei siti per lo stoccaggio della CO 2 “ (Rif. Allegato accordo di programma WP 5.2) afferente al progetto di Ricerca di Sistema “Produzione e Fonti Energetiche” di cui al Decreto MAP 23 Marzo 2006 e costituisce il Deliverable 6.2: “Individuazione ed applicazione di metodologie di monitoraggio di possibili fughe di CO 2 dai serbatoi di stoccaggio”. Le attività hanno riguardato un approfondimento teorico e sperimentale dei risultati emersi durante le attività svolte nell’anno 2006 che hanno trattato le tecnologie di monitoraggio più idonee per il controllo e la sicurezza del processo industriale di stoccaggio geologico della CO 2 . Gli approfondimenti hanno riguardato: a) prospezioni geofisiche, b) problematiche legate alla sismicità indotta; c) misure di controllo in pozzo durante il processo di iniezione. Le attività di ricerca relative alle prospezioni geofisiche – punto a) sono state svolte con la collaborazione dell’Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale, OGS, di Trieste. Gli aspetti geofisici sono stati studiati anche dal punto di vista teorico con particolare approfondimento per la prospezione gravimetrica e il metodo sismico che, di fatto, sono in grado di misurare direttamente la presenza della CO 2 in profondità. Per la prospezione gravimetrica, che misura le variazioni del campo gravitazionale terrestre, sono stati sviluppati dei modelli teorici che hanno dimostrato come sia possibile individuare il contrasto gravimetrico generato dallo stoccaggio solo dopo l’immissione di diverse tonnellate di CO 2 nel reservoir. I modelli gravimetrici sviluppati hanno evidenziato che la soglia minima dell’anomalia deve essere nell’ordine di almeno 10 µGal e un’ipotetica sfera rocciosa anomala con raggio di 250 metri e contenente CO 2 , è identificabile fino a profondità di oltre 1000 metri ed una con raggio di 1000 metri è visibile fino a 7 km di distanza laterale dal massimo effetto. Anche la prospezione sismica è idonea per individuare le differenze di impedenza acustica generate dall’immissione profonda di CO 2 ed inoltre sembra in grado di fornire una notevole accuratezza nell’identificare la bolla di CO 2 almeno per quanto riguarda i casi censiti ed analizzati. In un processo industriale di stoccaggio geologico della CO 2 , la sua iniezione nel sottosuolo può alterare il campo degli sforzi e generare il fenomeno della micro-sismicità indotta. Le analisi si sono orientate verso i campi geotermici con particolare riferimento a quelli esplorati negli anni ‘70-’80 dall’ENEL in Toscana e nell’alto Lazio. La ricerca ha evidenziato dati sperimentali unici e insperati all’inizio riguardanti diverse operazioni d’iniezione eseguite nei campi geotermici di Cesano (nord di Roma), Latera e Torre Alfina (Viterbo). In questi ultimi due campi geotermici, è stata evidenziata una chiara correlazione spazio-temporale di causa-effetto fra l’iniezione e la microsismicità e le scosse avvengono negli immediati dintorni del pozzo di iniezione a profondità comparabili con le fratture note. Nel caso di Torre Alfina un terremoto ha avuto una magnitudo modesta ma tale da essere stato avvertito dalla popolazione. I terremoti sembrano in correlazione con i volumi iniettati più che con la pressione a bocca pozzo che sembra meno importante. Le caratteristiche geologiche e meccaniche del sottosuolo hanno una notevole importanza e, infatti, nel campo geotermico di Cesano durante prolungate operazioni di iniezione non sono state osservate microscosse. Un’interessante metodologia per il monitoraggio dell’integrità dei pozzi d’iniezione è stata studiata ed è nota come TDR- Time Domain Reflectometry. Questa tecnologia, piuttosto innovativa nel campo delle scienze della terra, è consolidata nel settore delle telecomunicazioni per la ricerca dei guasti nelle linee di trasmissione via cavo. Un cavo coassiale, analogo a quello per il collegamento dell’antenna TV, può essere calato in pozzo tra la roccia e il rivestimento metallico prima della cementazione e, con un’opportuna centralina elettronica di tipo portatile, un segnale elettrico viene generato ed immesso nel cavo con la possibilità di individuarne le piegature, le distorsioni o i tagli. Le analisi svolte hanno messo in luce che alcune sperimentazioni sono state fatte in diversi sondaggi per il controllo di versanti (sondaggi inclinometrici) attrezzandoli mediante cavo coassiale con impedenza di 50 Ohm e 75 Ohm. Un risultato particolarmente importante e promettente, è stato osservato su una frana in Piemonte dove la rottura del tubo inclinometrico in foro, causata da movimenti di versante, è stata individuata ed ha avuto anche un chiaro riscontro da indagini svolte con una sonda televisiva calata in foro.

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