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Previous issue date: 2012-08-28 / Coal is one of the most abundant energy resources. The Rio Grande do Sul State has about 90% of all coal in Brazil. This energy source is used in small proportion compared to hydropower plants, for example. But coal is also a strategic resource, it is a complementary source to those used on a larger scale. It is a resource that doesn?t depend on seasonality, and therefore constitutes an important energy security backup. The quest for a greater knowledge and understanding of Brazilian coals situation and its exploitation or in situ use possibilities can contribute to provide an energy resource that today is not considered accessible, especially for the southern region of Brazil. This thesis is focused on the Charqueadas Reservoir, its petrographic characterization, comparison of its theoretical and measured storage capacity for CO2, through sorption tests at the Department of Energy (DOE) laboratories (USA), compared with structural changes in the rock through imaging acquired through computed tomography (CT). These tests will also determine the viability of coalbed production (CBM) and carbon sequestration (CCS). The studied coal has, when taken into account CBM, ECBM and CCS activities, porosities considered normal (in the range of 1 to 5%). As for the permeability for the same activities, it?s considered very low (within the range of hundreds of nanoDarcys). The results of the pre-scans imaging indicate the existence of a high density material in the fractures (cleats), which explains the results of low permeabilities measured on the samples. Imaging using microtomography also showed this feature, indicating high density material filling the microfractures, which consequently reduces the permeability and gas adsorption. The adsorption isotherms indicated a significant amount of CO2 adsorption into the Charqueadas coal micro-structure is possible, but the larger scale results of the core permeability, microtomography, and pre-injection scans (which indicated the existence of a high density material filling fractures) revealed fluid motion within the coal would be difficult. This result was confirmed by the core-scale sorption tests in the coal samples, which indicated that sorption of CO2 in the Charqueadas Deposit would not be easily carried out. / O carv?o ? um dos recursos energ?ticos mais abundantes da humanidade. O Rio Grande do Sul cont?m cerca de 32 bilh?es de toneladas de recursos, que representam 90% de todo carv?o de nosso Pa?s. Esta fonte de energia ? utilizada em pequena propor??o quando comparada ? energia gerada em hidrel?tricas, por exemplo. Por?m o carv?o ? um recurso estrat?gico do qual n?o se pode abrir m?o, por ser uma fonte complementar ?s utilizadas em maior escala. ? o recurso que completa a demanda energ?tica em ?pocas de sazonalidade dos outros recursos, e por n?o depender do clima para ser utilizado, constitui-se de um importante fator na seguran?a energ?tica do Pa?s. A busca por um maior conhecimento e entendimento de como os carv?es brasileiros se encontram e suas possibilidades de explora??o ou utiliza??o in situ e ambientalmente sustent?veis pode contribuir para uma provis?o de um recurso energ?tico que hoje n?o ? considerado acess?vel, principalmente para a Regi?o sul do Pa?s. Esta foi focada na Jazida de Charqueadas, sua caracteriza??o petrogr?fica, compara??o entre as capacidades te?rica e medida em laborat?rio de armazenagem de CO2, atrav?s de testes de sor??o, e compara??o de mudan?as estruturais na rocha atrav?s de imageamento em tom?grafo computadorizado. Atrav?s destas an?lises foi avaliada viabilidade do carv?o para produ??o de g?s natural e armazenamento de carbono (CCS). O carv?o estudado possui, quando levadas em conta atividades de CBM, ECBM e CCS, porosidades consideradas normais (da ordem de 1 a 5%). J? em rela??o ? permeabilidade, quanto ?s mesmas atividades mencionadas, esta ? considerada muito baixa (centenas de nanoDarcys), principalmente em rela??o ? permeabilidade considerada ideal ou m?nima para estas atividades (da ordem de miliDarcys). Os resultados do imageamento pr?vio ao experimento de sor??o de CO2 apontam para a exist?ncia de um material de alta densidade nas fraturas (cleats) do carv?o, o que explica os resultados de baixas permeabilidades medidos nas amostras. O imageamento atrav?s de microtomografia tamb?m evidenciou este comportamento, apontando material de alta densidade preenchendo as microfraturas do carv?o estudado, o que por consequ?ncia diminui a permeabilidade e adsor??o de gases. As isotermas de adsor??o indicaram uma significativa quantidade de CO2 como poss?vel de ser adsorvida nas amostras estudadas, por?m os resultados das an?lises de permeabilidade, imageamento pr?vio e microtomografia (que apontaram a exist?ncia de um material de alta densidade preenchendo as fraturas) e principalmente os testes de sor??o realizados nas amostras indicam ser dif?cil o fluxo de flu?dos, e por consequ?ncia a sor??o de CO2 nos carv?es da Jazida de Charqueadas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/3237 |
| Date | 28 August 2012 |
| Creators | Santarosa, Cristian Sartori |
| Contributors | Ketzer, Jo?o Marcelo Medina |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia e Tecnologia de Materiais, PUCRS, BR, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -7432719344215120122, 500, 600, -655770572761439785 |
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