Dans le cadre d'un effort national visant à réduire les rejets de dioxyde de carbone dans l'air, le Kansas Geological Survey s'est associé à des partenaires privés et publics pour aider à déterminer si le dioxyde de carbone (CO 2 ) provenant de sources industrielles peuvent être injectées sous terre de manière sûre et économique pour un stockage à long terme et pour produire du pétrole difficile à atteindre.

L'espace interstitiel dans les unités rocheuses souterraines est utilisé depuis plus d'un siècle pour éliminer les fluides résiduaires produits par les procédés industriels, production de pétrole, traitement des eaux municipales et autres opérations. Maintenant CO 2 l'élimination est considérée comme un moyen commercialement viable de lutter contre le changement climatique.

L'effort commun, connu sous le nom de Integrated Midcontinent Stacked Carbon Storage Hub (IMSCS-HUB), est la deuxième phase du programme multiphase CarbonSAFE du département de l'Énergie des États-Unis. Son objectif est d'étudier la géologie du sous-sol sur des sites du sud-ouest du Kansas et du sud-ouest du Nebraska afin de vérifier la viabilité de l'injection de CO 2 dans les couches rocheuses souterraines.

"Nos principaux objectifs au cours de cette phase sont de fournir tous les travaux de base nécessaires tels que la caractérisation géologique et technique du site de stockage, conception d'installations de capture, conception des infrastructures et permis d'injection, " dit Eugène Holubnyak, ingénieur pétrolier et chercheur principal du projet à la commission géologique.

Les tâches du projet IMSCS-HUB comprennent le forage de deux puits dans le comté de Kearny, Kansas, et un dans le comté de Red Willow, Nebraska, mener une étude sismique et analyser les données acquises. Parmi ses apports, KGS fournira la modélisation et la caractérisation géologique, ingénierie pétrolière, Interprétation sismique 3D et sensibilisation.

Battelle, la société de recherche scientifique et technologique leader du projet IMSCS-HUB, a déjà terminé les travaux sismiques sur le site du comté de Kearny. Une étude de sismique réflexion non invasive est réalisée en créant une vibration avec des explosifs ou des véhicules spécialement équipés. Les ondes sismiques (sonores) qui en résultent, qui rebondissent sur différentes roches et structures souterraines de manière unique, sont enregistrées en surface et utilisées pour produire des images de couches rocheuses, vides, failles et autres structures géologiques.

Une filiale de Berexco, une société d'exploration et de production basée à Wichita, fore actuellement le premier puits du comté de Kearny à environ 6, 600 pieds de profondeur. Environ 800 pieds de celui-ci seront carottés à des intervalles géologiques clés, y compris les couches de roches pétrolifères. Les noyaux sont des segments cylindriques, environ 2 à 4 pouces de diamètre, qui sont élevés intacts. Bien que le carottage soit plus coûteux que le forage rotatif, qui coupe la roche en petits morceaux, les carottes fournissent une image plus complète de l'environnement souterrain que la roche hachée.

Les noyaux, dossiers de forage, et les données sismiques 3D seront mises à la disposition du public une fois le projet terminé. En plus d'être essentiel pour la capture du carbone, Projets d'utilisation et de stockage (CCUS), les résultats seront une ressource précieuse pour l'exploration pétrolière et gazière conventionnelle, recherches géologiques et autres activités.

"Des ensembles de données sismiques 3D étendus, comme celui acquis sur le site du comté de Kearny, sont chers et peu accessibles au public, " Holubnyak a déclaré. " Cet ensemble de données fournira un aperçu de l'architecture des structures dans le sous-sol dans toute la région, où il existe de nombreuses structures similaires. Nous espérons qu'en analysant ces données, nous comprendrons mieux l'interface du socle Arbuckle et précambrien de l'âge ordovicien et d'autres formations géologiques du Kansas. »

Le groupe Arbuckle est une formation rocheuse poreuse qui contient de l'eau extrêmement salée dans l'ouest du Kansas, où il est séparé de moins profond, aquifères d'eau douce par des milliers de pieds de roche imperméable. La formation est la cible clé pour le CO 2 espace de rangement, et les données recueillies au cours de l'enquête IMSCS-HUB aideront à déterminer s'il peut contenir du CO en toute sécurité 2 pour le long terme. Le sous-sol précambrien, composé de roches ignées et métamorphiques, sous-tend directement l'Arbuckle au Kansas.

"Les données sur l'interface Précambrien/Arbuckle sont rares, mais il est essentiel à la fois pour la science fondamentale et les applications telles que le CCUS, ", a déclaré Holubnyak.

Au cours des 10 dernières années, la KGS Energy Research Section a dirigé ou joué un rôle clé dans cinq projets CCUS à grande échelle financés par le département américain de l'Énergie. ICKan (captage et stockage intégrés du carbone pour le Kansas) dirigé par KGS était l'un des trois projets de phase I du programme CarbonSAFE du DOE. Dans cette phase, KGS a été chargé d'élaborer un plan pour relever les défis et les opportunités du CCUS à l'échelle commerciale au Kansas.

L'intérêt pour la capture et le stockage des émissions de carbone a été régénéré en 2018 lorsque l'Internal Revenue Service a mis à jour une incitation fiscale, connu sous le nom de 45Q, pour les entreprises souhaitant capter et stocker le CO 2 . Production de pétrole et de gaz, éthanol, production d'électricité, pipeline, l'agriculture et d'autres industries sont éligibles.