Nell'ambito di uno sforzo nazionale per ridurre il rilascio di anidride carbonica nell'aria, il Kansas Geological Survey ha unito le forze con partner pubblici e privati ​​per aiutare a determinare se l'anidride carbonica (CO ₂ ) provenienti da fonti industriali possono essere iniettate nel sottosuolo in modo sicuro ed economico per lo stoccaggio a lungo termine e per produrre petrolio difficile da raggiungere.

Lo spazio poroso nelle unità rocciose sotterranee è stato utilizzato per più di un secolo per smaltire i fluidi di scarto prodotti attraverso processi industriali, produzione di petrolio, trattamento delle acque municipali e altre operazioni. Ora CO ₂ lo smaltimento è considerato un modo commercialmente valido per combattere il cambiamento climatico.

Lo sforzo congiunto, noto come Integrated Midcontinent Stacked Carbon Storage Hub (IMSCS-HUB), è la seconda fase del programma multifase CarbonSAFE del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Il suo obiettivo è studiare la geologia del sottosuolo nei siti nel sud-ovest del Kansas e nel sud-ovest del Nebraska per verificare la fattibilità dell'iniezione di CO ₂ negli strati rocciosi sotterranei.

"I nostri obiettivi principali durante questa fase sono fornire tutto il lavoro di base necessario come la caratterizzazione geologica e ingegneristica del sito di stoccaggio, progettazione della struttura di cattura, progettazione e iniezione dell'infrastruttura permettendo, " disse Eugene Holubnyak, ingegnere petrolifero e capo ricercatore del progetto presso l'indagine geologica.

Le attività del progetto IMSCS-HUB includono la perforazione di due pozzi nella contea di Kearny, Kansas, e uno nella contea di Red Willow, Nebraska, condurre un'indagine sismica e analizzare i dati acquisiti. Tra i suoi contributi, KGS fornirà modellazione e caratterizzazione geologica, Ingegneria petrolifera, Interpretazione e divulgazione sismica 3D.

Battello, la società di ricerca scientifica e tecnologica che guida il progetto IMSCS-HUB, ha già completato i lavori sismici nel sito della contea di Kearny. Si effettua un rilievo sismico a riflessione non invasivo creando una vibrazione con esplosivi o mezzi appositamente attrezzati. Le onde sismiche (suono) risultanti, che rimbalzano su diverse rocce e strutture del sottosuolo in modi unici, sono registrati in superficie e utilizzati per produrre immagini di strati rocciosi, vuoti, faglie e altre strutture geologiche.

Un affiliato di Berexco, una società di esplorazione e produzione con sede a Wichita, sta attualmente perforando il primo pozzo della contea di Kearny a circa 6, 600 piedi di profondità. Circa 800 piedi di questo saranno scavati a intervalli geologici chiave, compresi gli strati rocciosi oleosi. I nuclei sono segmenti cilindrici, da 2 a 4 pollici di diametro, che vengono allevati intatti. Sebbene il carotaggio sia più costoso della perforazione a rotazione, che sminuzza la roccia in piccoli pezzi, i nuclei forniscono un quadro più completo dell'ambiente sotto la superficie rispetto alla roccia frantumata.

I nuclei, record di perforazione, e i dati sismici 3D saranno resi disponibili al pubblico una volta completato il progetto. Oltre ad essere essenziale per la cattura del carbonio, Progetti di utilizzo e archiviazione (CCUS), i risultati saranno una risorsa preziosa per l'esplorazione convenzionale di petrolio e gas, ricerca geologica e altre attività.

"Ampie serie di dati sismici 3D, come quello acquisito nel sito della contea di Kearny, sono costosi e spesso non disponibili al pubblico, " Holubnyak ha detto. "Questo set di dati fornirà informazioni sull'architettura delle strutture nel sottosuolo in tutta la regione, dove ci sono molte strutture simili. Speriamo che, analizzando questi dati, capiremo meglio l'interfaccia tra Arbuckle e Precambriano dell'età dell'Ordoviciano e altre formazioni geologiche in Kansas».

L'Arbuckle Group è una formazione rocciosa porosa che contiene acqua estremamente salina nel Kansas occidentale, dove è separato da più superficiale, falde acquifere d'acqua dolce da migliaia di piedi di roccia impermeabile. La formazione è l'obiettivo chiave per la CO ₂ Conservazione, e i dati raccolti durante l'indagine IMSCS-HUB aiuteranno a determinare se può contenere in modo sicuro CO ₂ per il lungo termine. Il basamento precambriano, composto da roccia ignea e metamorfica, è direttamente alla base dell'Arbuckle in Kansas.

"I dati sull'interfaccia Precambrian/Arbuckle sono scarsi, ma è essenziale sia per la scienza fondamentale che per applicazioni come CCUS, " Ha detto Holubnyak.

Negli ultimi 10 anni, la KGS Energy Research Section ha guidato o svolto un ruolo chiave in cinque progetti CCUS su larga scala finanziati dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. ICKan (Integrated Carbon Capture and Storage for Kansas) guidato da KGS è stato uno dei tre progetti di Fase I del programma CarbonSAFE del DOE. In quella fase, KGS è stato incaricato di sviluppare un piano per affrontare le sfide e le opportunità per CCUS su scala commerciale in Kansas.

L'interesse per la cattura e lo stoccaggio delle emissioni di carbonio è stato rigenerato nel 2018 quando l'Internal Revenue Service ha aggiornato un incentivo fiscale, noto come 45Q, per le aziende disposte a catturare e immagazzinare CO ₂ . Produzione di petrolio e gas, etanolo, produzione di energia elettrica, tubatura, l'agricoltura e altre industrie sono ammissibili.