Análisis geomecánico de riesgos en el almacenamiento subterráneo de CO2, caso : pozo Bullerengue Sur 1, Cuenca Sinú-San Jacinto, Colombia

Abstract

Este trabajo analiza los riesgos geomecánicos probables debido al almacenamiento subterráneo de CO2 en un sector de estudio, para lo cual se utilizó información proporcionada por el Servicio Geológico Colombiano. Se aplica una metodología fundamentada en experiencias internacionales, referencias bibliográficas, asesorías y la experiencia de la autora en geología de yacimientos de hidrocarburos. Inicialmente se utilizó información de un amplio sector de la cuenca, después se aplicó un proceso de screnning que seleccionó el sector geológico caracterizado por el pozo exploratorio para hidrocarburos Bullerengue Sur 1, esto debido a características diferenciadoras en relación con otros sectores, en aspectos como: confiabilidad de la información, formaciones prospecto para almacenamiento y sello, condiciones de profundidad y geomecánica. En el sector seleccionado se desarrolló un modelo geológico y geomecánico 1D, con el fin de evaluar las propiedades de las formaciones y estructuras geológicas; se identificaron capas de arcillolitas y lodolitas de las Formaciones Porquero Superior, Porquero inferior y Ciénaga de Oro favorables como sellos para el almacenamiento de CO2.Para evaluar los riesgos debido a las fracturas naturales presentes, se implementaron modelos geomecánicos determinísticos y probabilísticos según el modelo Fault Slip Potential. Los resultados indicaron que las fracturas modeladas en la capa de arcillolitas de la Formación Porquero Superior tienen menor potencial de reactivación en comparación con las fracturas en otras capas sello. Finalmente se realizó un modelado estático de inyección de CO2 para simular el comportamiento de esta capa sello bajo presiones, el cual obtiene como resultado los esfuerzos de Von Misses sobre la roca, concluyendo con los requerimientos de resistencia necesarios para su estabilidad.

This study analyzes the probable geomechanical risks due to underground CO2 storage in a specific study area, using information provided by the Colombian Geological Service. A methodology based on international experiences, bibliographic references, consultations, and the author's experience in hydrocarbon reservoir geology was applied. Initially, information from a wide area of the basin was used, followed by a screening process that selected the geological sector characterized by the Bullerengue Sur 1 exploratory well for hydrocarbons. This selection was due to differentiating characteristics compared to other sectors, in aspects such as: information reliability, prospective formations for storage and sealing, depth conditions, and geomechanics. In the selected sector, a 1D geological and geomechanical model was developed to evaluate the properties of the formations and geological structures. Layers of claystones and mudstones from the Upper Porquero, Lower Porquero, and Ciénaga de Oro Formations were identified as favorable seals for CO2 storage. To assess the risks due to the presence of natural fractures, deterministic and probabilistic geomechanical models were implemented according to the Fault Slip Potential model. The results indicated that the fractures modeled in the claystone layer of the Upper Porquero Formation have a lower reactivation potential compared to fractures in other seal layers. Finally, static modeling of CO2 injection was performed to simulate the behavior of this seal layer under pressure, resulting in Von Mises stresses on the rock, concluding with the necessary strength requirements for stability.