Tecniche di monitoraggio chimico ed isotopico di manifestazioni di fuga da serbatoi di stoccaggio di CO2 in ambiente terrestre IGG-CNR 1



Documenti analoghi
ATTIVITÀ 2.02 : Opere necessarie e produzione nuovi dati

PRINCIPI E CRITERI DI SICUREZZA

Pianificazione del monitoraggio di un sito in terraferma: l esperienza italiana a Cortemaggiore e Besenzone

Acidi e basi. HCl H + + Cl - (acido cloridrico) NaOH Na + + OH - (idrossido di sodio; soda caustica)

STABILIMENTO DI TARANTO. Piano di monitoraggio Produzione Rifiuti, Discarica e Rete Piezometrica

Progetto Lattoprelevatori. Corso per addetti al campionamento e al trasporto del latte ovino-caprino

Fig.1 Mappa freatimetrica a scala regionale dell acquifero non confinato dell alta pianura friulana.

ATTIVITÀ 4.05 : Controllo ed analisi chimiche di laboratorio

Riduttore di pressione Calcolo della pressione disponibile

Usando il pendolo reversibile di Kater

Determinazione della composizione elementare dello ione molecolare. Metodo dell abbondanza isotopica. Misure di massa esatta

COMBIMASS. Specifica tecnica COMBIMASS GA-s Click! Versione

!! Linee!guida!per!la!realizzazione!di!impianti!geotermici!

Tubi di Drenaggio. con flangiatura elicoidale continua sull intera lunghezza.

II TRIMESTRE di 6. N. totale stazioni Laguna di Baseleghe 4 Laguna di Caorle 5 Area centrale Laguna di Venezia 15.

Come sappiamo che funziona: I serbatoi naturali di CO2

Metodo III.1. Determinazione dell umidità. 1. Determinazione dell umidità nei fertilizzanti che non contengono sostanze volatili diverse dall acqua

Localizzazione geografica e morfologia del corpo idrico

Com è fatto l atomo ATOMO. UNA VOLTA si pensava che l atomo fosse indivisibile. OGGI si pensa che l atomo è costituito da tre particelle

Monitoraggio dei Flussi di CO 2 al Vesuvio Il monitoraggio del processo di degassamento nell area vesuviana è stato effettuato attraverso:

DETERMINAZIONE DEL PUNTO DI FINE TITOLAZIONE MEDIANTE METODI CHIMICO-FISICI

BILANCI DI ENERGIA. Capitolo 2 pag 70

Impianto di depurazione

Direzione Agricoltura LINEE GUIDA PER IL MONITORAGGIO DEL SUOLO SU SUPERFICI AGRICOLE DESTINATE AD IMPIANTI FOTOVOLTAICI A TERRA.

BROCHURE QUADRO ABE_1200 CON ANALIZZATORE FISSO ABE_1000. Istruzioni operative

COMUNE DI MOLFETTA NUOVO PORTO COMMERCIALE - MONITORAGGIO TRASPORTO SOLIDO CON IMPIEGO DI SONDA MULTIPARAMETRICA E CORRENTOMETRO

Siti contaminati: rischi ambientali, tecniche e costi di risanamento

Eh O2% 100 Cond Sal Temp ph O2ppm

Gestione dei segnali analogici nei sistemi di automazione industriale con PLC.

Per poter affrontare il problema abbiamo bisogno di parlare di probabilità (almeno in maniera intuitiva). Analizziamo alcune situazioni concrete.

Testato e approvato dalle seguenti riconosciute autorità: RADONMAPPER. Uno strumento professionale con una missione: la tua.

Università degli Studi di Milano Corso di Laurea in Chimica Industriale. Laboratorio di Processi e Impianti Industriali Chimici I

COMBIMASS. Specifica tecnica COMBIMASS GA-s Versione

Regolamento dei Robot "Cacciatori di Palline"

Cornegliano Gas Storage

Impianto pneumatico. 25 mag. 07IMPIANTO PNEUMATICO-libro 1

IMPIEGO DI GAS NATURALE LIQUEFATTO (GNL) NEL SETTORE DEI TRASPORTI

Biogas Leachate Recovery. Progetto Life+ 2009

SEMINARIO ATI IL SISTEMA FIACCOLA: esigenza operativa, sicurezza ed impatto ambientale. MEMORIA

e-dva - eni-depth Velocity Analysis

Committente: Comune di Ferrara Servizio Ambiente Ubicazione: Quadrante Est - via Caretti e aree limitrofe. Relazione tecnica

Sampling Systems. Yokogawa Advanced Analyzers Pagina 1

QUESTIONARIO PER L AUTORIZZAZIONE ALLO SCARICO IN RETE FOGNARIA DI ACQUE REFLUE INDUSTRIALI

Protecting your life in laboratory. Containment test of Fume Cupboards Test dell indice di contenimento Cappe Chimiche

REGIONE DEL VENETO. Impianto di messa in riserva e recupero di rifiuti speciali non pericolosi presso il Comune di San Pietro di Morubio

COMUNE DI MOLFETTA NUOVO PORTO COMMERCIALE - MONITORAGGIO TRASPORTO SOLIDO CON IMPIEGO DI SONDA MULTIPARAMETRICA E CORRENTOMETRO

LOCALIZZAZIONE E CLASSIFICAZIONE DELLE FUGHE GAS:

Spettrometria di massa

ISPEZIONI PROGRAMMATE RETI GAS

mitigazione effetti climatici e assorbimento del carbonio

SERVIZIO OSSERVATORIO ACQUE MARINE E LAGUNARI OSSERVATORIO ALTO ADRIATICO POLO REGIONALE VENETO

Esercitazione #5 di Statistica. Test ed Intervalli di Confidenza (per una popolazione)

IL DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI IDROSANITARI Miscelatori e riduttori di pressione

ADDITIVO SPECIFICO PER LA PROTEZIONE E LA PULIZIA DEL SISTEMA DI ALIMENTAZIONE GPL

BONIFICA DEI SITI CONTAMINATI NELLE PROCEDURE FALLIMENTARI

LINEE GUIDA PER LA COSTRUZIONE DI POZZI PER L ESTRAZIONE DI ACQUA SOTTERRANEA

DETERMINAZIONE DELL INTERVALLO DI VIRAGGIO DI ALCUNI INDICATORI ACIDO-BASE: Intervallo di viraggio ph

ALLEGATO V. Parte I. 1. Disposizioni generali

AUTUNNO 2011 Corpo idrico N. totale stazioni

ColorSplitter. La separazione automatica dei colori di Colibri.. Perché ColorSplitter? Come opera ColorSplitter?

Potenziale di membrana: Differenza di potenziale elettrico a cavallo della membrana cellulare dovuta ad una diversa distribuzione ionica ai due lati

PCF ELETTRONICA s.r.l. LINEA CONTROLLO EMISSIONI

La determinazione quantitativa in microbiologia

La riforma del servizio di distribuzione del

materia atomi miscugli omogenei e eterogenei sostanze elementari composti

Dissociazione elettrolitica

1. Introduzione. 2. Simulazioni elettromagnetiche per la misura del SAR

La proge&azione dei pozzi per acqua e la tutela delle falde - Il proge&o di Norma UNI

IGIENE INDUSTRIALE E AMIANTO OGGI: PROBLEMI E CRITICITA NELLE ANALISI DEI MATERIALI E NELLE MISURE DI ESPOSIZIONE (2) F. CAVARIANI

2010 Anno mondiale della Biodiversità. a colloquio con. Costantino Bonomi. Per saperne di più:

Allegato 1 CAPITOLATO TECNICO

IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE

La risorsa in Toscana e le possibili utilizzazioni

Servizio Ingegneria Clinica Energy Management Tel. 0874/ (Interno 2550) Fax 0874/ (Interno 2551)

SCHEDA TECNICA SULLE SONDE GEOTERMICHE (M.Menichetti Università di Urbino)

CONTATORI DEL GAS E DISPOSITIVI DI CONVERSIONE DEL VOLUME

Università degli Studi di Catania Dipartimento di Metodologie Fisiche e Chimiche per l Ingegneria

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI CASSINO E DEL LAZIO MERIDIONALE. Energia Geotermica

IMPIANTI DI TERRA Appunti a cura dell Ing. Emanuela Pazzola Tutore del corso di Elettrotecnica per meccanici, chimici e biomedici A.A.

Prof. Ing. Andrea Giuseppe CAPODAGLIO. Prof. Ing. Arianna CALLEGARI

IL RADON NEI FABBRICATI

Il monitoraggio delle acque sotterranee in siti contaminati

Laboratorio di monitoraggio Cavone

1)Quale tra i seguenti elementi è un gas nobile? a. Si b. Mo c. Ge d. He. 2) L'acqua è:

Laboratorio sulle dinamiche Socio-Economiche

Strumenti per la diagnosi in edilizia. Anche i muri parlano!

MISURE DI POTERE CALORIFICO E COMPOSIZIONE

INTERVENTO DI CLAUDIA RICCARDI PLASMAPROMETEO - Dipartimento di Fisica Università degli Studi di Milano - Bicocca

DETERMINAZIONE DEL GRADO DI ACIDITÀ DI UN ACETO COMMERCIALE

Precisazioni tecniche Strumento Parametro PCE-P05 PCE- P15 Pressione max. 10 psi 30 psi 60 psi 150 psi. posit. /negat. o sovrapressione / vuoto

Selezione Materiale per Copertura Giornaliera per i Benefici di una Barriera Migliore

13. Campi vettoriali

Ing. Ruggero Corazza ALLES S.p.A.

DISCARICA DI SCURELLE - DATI

La Consulenze Ambientali ECORISK del Dott. Chim. Francesco Fratepietro offre una ampia gamma di servizi e soluzioni in ambito chimico e ambientale.

1. Introduzione 2. Istruzioni per la sicurezza. 2 Verifica imballo Descrizione Specifiche Dati Tecnici 3 Dimensioni...

Prodotti innovativi per un ambiente sicuro e pulito

P.Volpe. Dip. Chim. Generale e Organica Applicata. Università di Torino

Esercizi di analisi della combustione

DETERMINAZIONE DEL GRADO DI ACIDITÀ DI UN ACETO COMMERCIALE

Transcript:

Tecniche di monitoraggio chimico ed isotopico di manifestazioni di fuga da serbatoi di stoccaggio di CO2 in ambiente terrestre IGG-CNR 1

Meccanismi di fuga e di trasporto della CO2 iniettata IGG-CNR 2

Meccanismi di fuga e di trasporto della CO2 iniettata IGG-CNR 3

Progetti prima del 2005 IGG-CNR 4

Progetti dopo il 2005 IGG-CNR 5

Monitoraggio geochimico intra giacimento Lo scopo è di determinare il grado di avanzamento dei processi in corso (trasporto, variazioni del chimismo indotte dalla iniezione di CO2) IGG-CNR 6

Quanto deve durare il monitoraggio? IGG-CNR 7

Quanto deve durare il monitoraggio? IGG-CNR 8

Tecniche di monitoraggio utilizzate Monitoraggio geochimico intra-giacimento Campionamento dei fluidi prima dello stoccaggio e dopo lo stoccaggio. Analisi chimiche ed isotopiche delle acque e dei gas campi onati Test tracciamento di Il campionamento è effettuato o con il pozzo in spurgo o prelevando direttamente il fluido in formazione. LBNL ha brevettato una tecnica nota come U-tube. Acque (Na, K, Ca, Mg. Cl, SO 4, alcalinità, ph,)+metalli. Gas (CH 4, CO2, idrocarburi da C 2H6 a C6H14, N2). In alcun i casi sono stati analizzati i gas nobili (He, Ar). Sono stati determinati, sempre, il δ 13 C della CO2 gas, del DIC. In alcuni casi è stato determinato il rapporto isotopico dello Sr. I gas nobili sono stati utilizzati per tracciare fenomeni di mescolamento. Sono stati utilizzati il più delle volte traccianti naturali, specie quando la composizione isotopica della CO2 nel serbatoio prima della iniezione è molto diversa da quella del gas iniettato. Traccianti naturali risultano quindi anche i gas nobili. In alcuni casi sono stati utilizzati come traccianti sostanze aggiunte alla CO2 iniettata e assenti nel serbatoio. In particolare sono stati impiegati i perfluorocarburi. IGG-CNR 9

Cosa è importante misurare in modo automatico (stazione di minima) Concentrazione della CO2 disciolta nelle acque. ph conducibilità Temperatura Disporre di un sistema di campionamento dei fluidi IGG-CNR 10

Perché non bastano misure di ph Δp p CO2 CO2 = 2.3* ΔpH Variazioni di 0.1 unità di ph rappresentano variazioni del 23% della pressione parziale di CO2. Perché tali variazioni siano significative occorre quindi avere misure di ph estremamente riproducibili, minori di 0.03 unità di ph. Questo spiega la cura particolare che si deve avere nella scelta degli elettrodi, dei componenti elettronici e l attenzione da porre nella validazione delle misure. Solo così si può ottenere la riproducibilità richiesta. IGG-CNR 11

Schema generale della stazione di monitoraggio Misura CO2 NDIR GC o quadrupolo Estrattore GAS δ 13 C con tecnica laser ph Cond ORP Ripartitore Manifold diluizioni Campionatore automatico Cromatografo ionico Schema A IGG-CNR 12

Schema generale della stazione di monitoraggio GC o quadrupolo Misura CO2 NDIR δ 13 C con tecnica laser Gas di trasporto IN Gas di trasporto OUT Equilibratore (membrana) Schema B Sonda multiparametrica T, conducibilità, ph, ORP IGG-CNR 13

La misura della CO2 Concentrazione della CO2 nello spazio di testa. Concentrazione della CO2 separata dall acqua utilizzando una membrana (silicone) IGG-CNR 14

Uno schema semplificato di estrattore dinamico di CO2 Gas In....... Gas Out Strumentazione. H2O Out H2O IN IGG-CNR 15

IGG-CNR 16

Modulo analisi gas disciolti IGG-CNR 17

Gas measurement chain Heatsink Peltier element Condense Six ways motorised valve Solenoid cut-off valve Water inlet Equilibrium cell I.R. instruments CH4 CO2 Standard IGG-CNR 18

Stromboli pozzo Limoneto, 13 ottobre 2004 IGG-CNR 19

46 44 42 40 38 36 34 32 Data from the second installation site T ( C) & CO2 (Vol. %) - RAW DATA 45 40 35 30 25 20 15 10 T ( C) CO2 (Vol. %) IGG-CNR 20 T ( C) 20040523143500 20040525171000 20040527171000 20040529171000 20040531171000 20040602171000 20040604180000 20040606180000 20040608180000 20040610200500 20040612215500 20040614221500 20040617011000 20040619011000 20040621011000 20040623051000 CO2 (Vol. %)

Data from the second installation site IGG-CNR 21

IGG-CNR 22

Un esempio di stazione di monitoraggio (Zimmer et al., 2011) Ketzin IGG-CNR 23

Sonda estrazione gas con membrana siliconica IGG-CNR 24

Un esempio di stazione di monitoraggio(freifeld et al, 2006) Frio IGG-CNR 25

Monitoraggio geochimico extra giacimento Monitoraggio geochimico extra-giacimento Monitoraggio di Centrato sul riconoscimento di fughe di CO2 dal serbatoio. I acque subsuperficiale parametri determinati sono t, ph, conducibilità, Na, K, Ca, Mg. Cl. In alcuni casi sono stati determinati i gas disciolti e/o i gas raccolti nello spazio di testa di pozzi appositamente costruiti per tale scopo. Monitoraggio gas dei suoli Monitoraggio nel gas del su olo e nelle acque dei traccianti iniettati nel serbatoio Monitoraggio dei flussi di CO2 Stress della vegetazione Tecniche Open- Path Utilizzati probe o pozzetti appositamente costruiti per tale scopo. Le sostanze analizzate in tutti i progetti in cui tale monitoraggio è previsto sono CO2 e CH4. In alcuni casi sono stati determinati anche Rn, Th, He. Le strategie di monitoraggio variano da progetto a progetto. Nel caso di FRIO i gas nel suolo sono misurati principalmente intorno ai pozzi e in corrispondenza di fratture. Per riconoscere l'origine della CO2 sono state effettuare analisi di composizione isotopica del carbonio. Realizzato solamente quando il tracciante è una miscela di perfluorocarburi. E utilizzata uno speciale tubo adsorbente. Il tracciante è analizzato nel gas di testa pozzo dei pozzi per il monitoraggio delle acque freatiche e nei gas dei suoli, specie intorno al pozzo di iniezione. Sono principalmente utilizzate le tecniche della camera di accumulo e di eddy covariance. Studiato con immagini multispettrali sia da terra, che da aereo che da satellite. Le esperienze di utilizzo di tali tecniche in campo GHG sono limitate. IGG-CNR 26

Monitoraggio dei gas nei suoli Concentrazione e composizione isotopica Flusso all interfaccia aria-suolo IGG-CNR 27

Composizione isotopica della CO2 IGG-CNR 28

modello proposto da Oldenburg e Unger (2003). Gli autori hanno supposto che il serbatoio geologico contenga una massa di 4x109 kg di CO2 ed hanno supposto che le perdite possano essere di 4x10 4, 4x10 5 e 4x10 6 kg/anno, pari, rispettivamente, allo 0.001% per anno, 0.01% per anno e 0.1% per anno del gas contenuto nel serbatoio Per la simulazione è stato supposto che la CO2 esca dal serbatoio attraverso una superficie che corrisponde ad un area di 3x10 4 m 2, fatto che simula perdite che possono avvenire attraverso una faglia Gli autori hanno supposto che la zona insatura sia spessa 30 metri, e che le permeabilità varino tra 10-12 e 10-9 m -2 Flussi naturali tra 4.4 x 10-7 kg m -2 s -1 e 1.3 x 10-6 kg m -2 s -1 IGG-CNR 29

Risultati della simulazione 4.4 x 10-7 kg m -2 s -1 4*10 6 Per perdite dal serbatoio dello 0.01% per anno e 0.001 % per anno, i flussi sono inferiori a quello naturale. IGG-CNR 30

Strumento per misure continue di flusso di CO2 IGG-CNR 31

Strumento per misure continue di flusso di CO2 Strumenti LI-COR IGG-CNR 32

Variazioni nel tempo dei flussi di CO2 75 Scatterplot (Spreadsheet16 10v*144c) 75 70 70 Flusso misurato (ppm/s) 65 60 55 50 65 60 55 50 Flusso previsto (ppm/s) 45 45 40 37483 37484 37485 37486 37487 DATA 37488 37489 37490 40 37491 F_PPM_S(L) Previsti(R) IGG-CNR 33

Strumenti per il monitoraggio dei flussi di CO2 con camera di accumulo WEST LI-COR IGG-CNR 34

Quanti punti? IGG-CNR 35

90.0000 Quanti punti? 80.0000 70.0000 60.0000 Flux(Kg/giorno) 50.0000 40.0000 30.0000 20.0000 10.0000 0.0000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 N.Punti IGG-CNR 36

Quanti punti? 20 m Ln F F 3.5 33.1 2.5 12.2 1.5 0.5 4.48 1.65 0 1.00-0.5 0.61-1 0.37-2 0.14-3 0.05 distanza (cm) IGG-CNR 37

Quanti punti? Assumendo che il metodo di campionamento abbia il 100% di capacità di individuare anomalie di gas, la probabilità P di campionare almeno una anomalia di gas di area X all interno di una area complessiva di campionamento A con N misure distribuite casualmente è data dalla espressione P = 1 1 x A N IGG-CNR 38

Quanti punti? Se P=95% X/A 0.1 0.01 N 30 300 Se l area anomala (di accumulo superficiale) è di 10 4 m 2 e l area di campionamento è 10 6 m 2 allora X/A è 0.01 (maglie di circa 60x60 metri) IGG-CNR 39

Variabilità dei profili di concentrazione IGG-CNR 40

Stazione di monitoraggio gas nei suoli Posizionarla in prossimità di debolezze strutturali. Pozzi abbandonati, faglie, ecc. Deve avere più punti di prelievo del gas ed i pozzetti devono essere tutti alla stessa profondità. Deve essere dotata di una stazione meteo, di sensori della temperatura ed umidità del suolo In caso di tracciamento della CO2 con fluorocarburi deve disporre di un sistema di campionamento di VOC su fiale adsorbenti opportune IGG-CNR 41

Schema di una stazione di monitoraggio dei gas (CO2) nei suoli Pozzo IGG-CNR 42

Schema di una stazione di monitoraggio dei gas (CO2) nei suoli Array di valvole solenoidi Nafion IR NDIR Analizzatore Isotopi CO2 Pompa Standard Sistema campionamento IGG-CNR 43