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Advanced Oil Recovery (EOR) techniques have enormous potential in the oil and gas industry. Among the possibilities to increase the useful life of the reservoirs is EOR acting in conjunction with the use of carbon dioxide (CO2) captured from anthropogenic and natural sources. Given the high costs associated with new oil explorations, there is a growing interest in the search for the recovery of the remaining oil, via advanced or tertiary recovery techniques, such as EOR, exploring the availability of oil contained in the reservoirs. The growing concern with the use of non-renewable and promising resources of greenhouse gases (GHG), such as CO2, especially for energy generation, has triggered the search for technologies to mitigate GHG emissions. Among these technologies, the Carbon Capture and Storage (CCS) stands out, which captures CO2 from anthropogenic sources, and it is later used as an input in industry or stored in geological formations. CSS, in conjunction with EOR, directs the use of CO2 to increase oil production concurrently with its storage. This work, through a literature review, brought data that demonstrate how the use of CO2 has been widely used for EOR in onshore oil exploration, and facing challenges for the expansion of its use in offshore fields. It was identified that natural sources of CO2 are predominant, that is, there is no significant contribution to reducing GHG emissions. Las técnicas de recuperación mejorada de petróleo (EOR) tienen un gran potencial en la industria del petróleo y el gas. Entre las posibilidades de incrementar la vida útil de los embalses está el EOR actuando en conjunto con el uso de dióxido de carbono (CO2) capturado de fuentes antropogénicas y naturales. Dados los altos costos asociados a las nuevas exploraciones petroleras, existe un interés creciente en la búsqueda de la recuperación del petróleo remanente, a través de técnicas de recuperación mejorada o terciarias, como EOR, explorando la disponibilidad de petróleo contenido en los reservorios. La creciente preocupación por el uso de recursos no renovables y prometedores de gases de efecto invernadero (GEI), como el CO2, especialmente para la generación de energía, ha desencadenado la búsqueda de tecnologías para mitigar las emisiones de GEI. Entre estas tecnologías, se destaca la Captura y Almacenamiento de Carbono (CCS), que captura CO2 de fuentes antropogénicas y luego es utilizado como insumo en la industria o almacenado en formaciones geológicas. CSS, junto con EOR, dirige el uso de CO2 para aumentar la producción de petróleo al mismo tiempo que su almacenamiento. Este trabajo, a través de una revisión de la literatura, arrojó datos que demuestran cómo el uso de CO2 ha sido ampliamente utilizado para EOR en la exploración de petróleo en tierra y enfrentando desafíos para la expansión de su uso en campos costa afuera. Se identificó que las fuentes naturales de CO2 son predominantes, es decir, no hay un aporte significativo a la reducción de emisiones de GEI. As técnicas de Recuperação Avançada de Óleo (EOR) têm um grande potencial na indústria do petróleo e gás. Entre as possibilidades para aumentar a vida útil dos reservatórios está a EOR atuando em conjunto com o uso do dióxido de carbono (CO2) capturado de fontes antropogênicas e naturais. Diante dos elevados custos associados às novas explorações de óleo há um interesse crescente na busca pela recuperação do óleo remanescente, via técnicas avançadas ou terciárias de recuperação, como a EOR, explorando a disponibilidade de óleo contido nos reservatórios. A crescente preocupação com o uso de recursos não renováveis e promissores de gases de efeito estufa (GEE), como o CO2, sobretudo para geração de energia, desencadeou a busca por tecnologias para mitigar as emissões de GEE. Entre essas tecnologias destaca-se a Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) que captura o CO2 de fontes antrópicas que é posteriormente utilizado como insumo na indústria ou armazenado em formações geológicas. A CSS, em conjunto com a EOR, direciona o uso do CO2 para aumentar a produção de petróleo concomitante ao seu armazenamento. Este trabalho, por meio de uma revisão da literatura, trouxe dados que demonstram como o uso do CO2 vem sendo utilizado amplamente para a EOR em explorações onshore de óleo, e enfrentando desafios para expansão de seu uso em campos offshore. Foi identificado que fontes naturais de CO2 são predominantes, ou seja, não há uma contribuição significativa para redução das emissões de GEE.

Submitted by Juan Navarro (j.navarro@unesp.br) on 2021-04-09T13:21:18Z No. of bitstreams: 1 Mestrado_Navarro_2021.pdf: 5012230 bytes, checksum: c10c8e115d751b38a09bd428f3d2a61b (MD5) Rejected by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br), reason: Prezado Juan, O documento enviado para a coleção Campus Unesp Rio Claro foi recusado pelo(s) seguinte(s) motivo(s): - Capa: no arquivo constam duas (2) capas. O correto é colocar o nome e o título na primeira capa, aquela fornecida pela Seção de Pós-Graduação. O arquivo digital deve ser idêntico à versão impressa. Maiores informações: http://ib.rc.unesp.br/Home/Biblioteca37/repositorio_fluxograma_unesp_rioclaro.jpg Em caso de dúvidas entre em contato pelos e-mails: repositoriounesp@reitoria.unesp.br e/ou stati.rc@unesp.br Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações destacadas. Agradecemos a compreensão. Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br on 2021-04-12T13:37:59Z (GMT) Submitted by Juan Navarro (j.navarro@unesp.br) on 2021-04-13T13:24:40Z No. of bitstreams: 1 Mestrado_Navarro_2021.pdf: 4997498 bytes, checksum: 34b73f6a2591b077dc7e48d8f27a9d9f (MD5) Approved for entry into archive by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br) on 2021-04-14T18:05:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 navarro_j_me_rcla.pdf: 4963896 bytes, checksum: a4232af65979e6a9352ff35b0658ea1f (MD5) Made available in DSpace on 2021-04-14T18:05:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 navarro_j_me_rcla.pdf: 4963896 bytes, checksum: a4232af65979e6a9352ff35b0658ea1f (MD5) Previous issue date: 2021-03-18 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Nos últimos anos, os esforços para limitar o aumento da temperatura média global se intensificaram, principalmente pela redução das emissões de gases de efeito estufa, em especial o CO2. Diversas tecnologias para mitigação das emissões de CO2 vêm crescendo em importância, com especial destaque para a captura e armazenamento de carbono (Carbon Capture and Storage – CCS). Plantas-piloto de injeção de CO2 em derrames basálticos da Islândia e dos Estados Unidos demonstram que estas unidades geológicas são eficientes para promover a carbonatação in situ do CO2 injetado, aumentando a segurança do armazenamento. No Brasil, a Formação Serra Geral (FSG – Cretáceo da Bacia do Paraná) constitui um dos maiores derrames vulcânicos continentais do mundo, sendo composta predominantemente por litotipos basálticos, e está situada próxima a importantes zonas emissoras de CO2. Entretanto, estudos quanto ao aproveitamento desses basaltos para CCS são escassos. O presente trabalho, estudando derrames da FSG no município de Colômbia (SP), buscou avaliar se esta unidade possui uma estruturação que favoreça seu uso como reservatório para CCS e identificar os intervalos mais promissores para o armazenamento de carbono. Para caracterização petrofísica do arcabouço, empregou-se a análise de perfis geofísicos de poço (resistividade elétrica, sônico compensado e raios gama total), bem como equações empíricas relacionando velocidade de ondas sônicas, porosidade e permeabilidade em basaltos. Para caracterização geoquímica, utilizou-se análise química por fluorescência de raios-X portátil em amostras de calha dos poços perfilados. Também foi elaborado modelo conceitual para o reservatório e confeccionou-se modelo numérico sintético de fluxo para simulação de teste de bombeamento de vazão máxima. A interpretação dos perfis geofísicos e as estimativas de permo-porosidade revelaram a existência de quatro fácies distintas que se sucedem verticalmente: (I) basalto maciço, caracterizado por altos de resistividade elétrica e velocidades sônicas, e por baixa permo-porosidade; (II) basalto vesicular, caracterizado por baixos de resistividade elétrica e velocidades sônicas, e pelas maiores permo-porosidades; e (III) basalto alterado e (IV) horizonte argiloso, com características intermediárias entre as duas primeiras. As análises químicas demonstraram concentrações molares de Ca, Mg e Fe total relativamente homogêneas ao longo do perfil vertical, sem concentrações preferenciais em qualquer das fácies do derrame. O modelo conceitual apresentado aponta os intervalos de basalto vesicular como principais horizontes reservatórios e os horizontes de basalto maciço como selantes ao CO2, assumindo a possibilidade de lenta migração vertical por fraturas existentes nos níveis selantes. Este comportamento foi reforçado pelo modelo numérico de fluxo e pela análise da curva diagnóstica do teste de bombeamento simulado, os quais indicaram que o arcabouço se comporta como aquífero confinado drenante. Os resultados obtidos neste estudo apontam cenário favorável ao emprego de tecnologias de CCS na FSG. Indicam que os níveis vesiculares de topo dos derrames da unidade poderiam atuar como reservatórios de CO2 e possuem composição química que favorece as reações de carbonatação mineral, enquanto intervalos de basalto maciço promoveriam o trapeamento físico do CO2, aumentando a segurança do armazenamento e as taxas de retenção. In recent years, efforts to limit the mean global temperature rising have been intensified, mainly through the greenhouse gases emission reduction, particularly the CO2. The importance of technologies to mitigate the CO2 emissions has increased, especially the carbon capture and storage (CCS) technologies. Pilot projects of CO2 injection in flood basalts from Iceland and United States prove these geological formations are efficient to promote in situ carbonation of the injected CO2, improving the storage security. In Brazil, the Serra Geral Formation (SGF – Cretaceous of the Paraná Basin) represents one of the largest continental igneous provinces worldwide and is predominantly composed of basaltic rocks and is located nearby important CO2 emission sources. However, there are few studies involving the use of SGF basalts for CCS. The present study, developed in Colômbia county, São Paulo State, aimed to assess the potential of SGF as CCS reservoir as well as to select the most promising intervals to carbon storage. The petrophysical characterization of the formation was carried using well log analysis (electrical resistivity, sonic velocity and total gamma-ray), as well as empirical equations correlating sonic velocities, porosity and permeability for basalts. The chemical analysis for geochemical characterization was performed on well cuttings by means of portable X-ray fluorescence spectrometer. A conceptual model of the reservoir was developed, and a synthetic groundwater flow model was built to simulate a constant-rate pumping test, to help diagnose pumping test results. The well log analysis and the porosity-permeability estimations identified four different facies in the flood basalt sequences: (I) massive basalt, denoted by higher values of resistivity and sonic velocities, and by lower porosity-permeability; (II) vesicular basalt, characterized by lower values of electrical resis-tivity and sonic velocities, and by higher porosity-permeability; (III) weathered basalt and (IV) clay intervals, which have intermediate characteristics between the first ones. The chemical analysis showed relatively homogeneous molar concentrations of Ca, Mg and total Fe along the vertical profile, without preferential distributions on the recognized facies. The conceptual model identifies the vesicular basalt intervals as the most promising reservoirs for the CO2 storage. The massive basalt acts as a caprock, although the possibility of slow vertical migration due to fractures in the internal flows is assumed. This behavior was endorsed by the results obtained from the numerical groundwater flow model and from the diagnostic plot analysis of the simulated pumping test, indicating that the formation behaves as a leaky confined aquifer. The results presented in this study point out a positive scenario for the use of CCS technologies in SGF. The top vesicular basalts intervals could be used as reservoirs for the CO2 storage and the chemical composition of these intervals could promote mineral carbonation reactions, while the interior massive basalts would act as caprocks, promoting the physical trapping of CO2 and enhancing the storage security and the retention taxes. CNPq: 130937/2019-3 CAPES: 001

Submitted by Caio Felipe de Paula Santos null (38626554826) on 2016-04-20T17:19:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_final.pdf: 650643 bytes, checksum: 4c9c3b09b961790fcddd0d2c996feba9 (MD5) Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-26T17:53:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_cfp_me_guara.pdf: 650643 bytes, checksum: 4c9c3b09b961790fcddd0d2c996feba9 (MD5) Made available in DSpace on 2016-04-26T17:53:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_cfp_me_guara.pdf: 650643 bytes, checksum: 4c9c3b09b961790fcddd0d2c996feba9 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A geração de energia elétrica em usinas termoelétricas de ciclo combinado tem se mostrado muito importante para o Brasil apesar de operar com custo maior do que a geração através de hidroelétricas. Neste trabalho, foram realizadas análises termoeconômica e ecológica, baseadas nos princípios da Termodinâmica (energia e exergia), aplicados em usina termoelétrica de ciclo combinado de 500 MW. Para este trabalho foram consideradas duas configurações para a planta: a primeira configuração é a padrão (sem considerar equipamento de redução de emissão de CO2), e a segunda que considera a implementação do processo de captura, armazenamento e compressão de CO2 (CAC). O principal objetivo do trabalho é estudar e comparara as diferenças nas eficiências termodinâmicas e ecológicas da planta (operando nas duas condições) e as alterações nos custos de produção de energia elétrica gerada, em vista da instalação do processo de CAC. The Electric Power Generation in combined cycle power plants has been very important for Brazil despite having a higher cost than the generation through hydropower plants. In this work, there were performed thermeconomical and ecological analyzes, based on thermodynamic principles (energy and exergy) in a 500 MW combined cycle power plant. For this work there were considered two settings for this plant: first a standard configuration (without to consider equipments for CO2 emission reduction), and the second considering the implementation of a process of capture, storage and compression of carbon dioxide (CSC). The main objective of this analysis is to study and compare the differences in thermodynamic and ecological efficiencies (operating in both conditions) and the alterations in the electrical energy cost, in view of the installation of the CSC process.

Submitted by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2016-04-08T19:15:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_9214_Pedro Junior Zucatelli - verso final.pdf: 4865384 bytes, checksum: 570b50189e5399bc757b7e56ec6fff81 (MD5) Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-05-13T13:42:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_9214_Pedro Junior Zucatelli - verso final.pdf: 4865384 bytes, checksum: 570b50189e5399bc757b7e56ec6fff81 (MD5) Made available in DSpace on 2016-05-13T13:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_9214_Pedro Junior Zucatelli - verso final.pdf: 4865384 bytes, checksum: 570b50189e5399bc757b7e56ec6fff81 (MD5) Conforme reconhecido pelo Protocolo de Kyoto, planejar um futuro energético ecologicamente correto é o grande desafio do Século XXI. Os padrões atuais de recursos energéticos e de uso de energia se mostram prejudiciais para o bem-estar da humanidade ao longo prazo. A integridade dos sistemas naturais essenciais já está em risco devido às mudanças climáticas causadas pelas intensas emissões dos Gases de Efeito Estufa na atmosfera. Neste contexto, o Sequestro Geológico de Carbono (ou Carbon Capture and Storage – CCS) é uma atividade promissora que visa contribuir para a redução da emissão dos gases causadores do efeito estufa e a mitigação das alterações climáticas, por meio da captura, transporte e armazenamento de CO2 em formações geológicas adequadas (aquíferos salinos, reservatórios de hidrocarbonetos e reservatórios de carvão). Portanto, inserida neste cenário, esta Dissertação teve como objetivo analisar o potencial técnico do sequestro geológico de CO2 na Bacia do Espírito Santo onshore e offshore abordando os ambientes geológicos propícios para a aplicação de projetos de CCS, as fases que compõem estes projetos, seus investimentos e custos operacionais. Além disso, foi realizada a modelagem matemática da potencialidade de armazenamento assim como a estimativa de rentabilidade financeira com a execução do projeto de armazenamento por meio da venda do óleo extra produzido pela técnica de recuperação avançada de petróleo e pela comercialização dos Créditos de Carbono. Para isso, este projeto teve como estratégia metodológica: a xviii pesquisa exploratória e a revisão da literatura relacionada com o tema, a coleta de dados secundários, via análise de documentos, e a coleta de dados primários, via entrevistas com experts e participações em congressos nacionais e internacionais voltados para o tema. Sendo assim, conclui-se que os projetos de CCS são possíveis de implantação no estado do Espírito Santo, isto porque além da estrutura geológica dos reservatórios de petróleo e gás da bacia capixaba contribuir para bons resultados (pois, na maioria dos casos, são reservatórios areníticos com presença de rocha selante), o potencial dos aquíferos salinos capixabas e o potencial dos campos de hidrocarbonetos estudados nesta dissertação (Campo de Golfinho, Inhambú, Fazenda Alegre, Cação, Canapu, Cangoá, Peroá e Camarupim) merecem destaque nacional; entretanto, a falta de maturidade dos setores privado e público, com relação ao gerenciamento dos projetos desta natureza e ao seu uso em larga escala, impede o avanço de tais tecnologias no estado do Espírito Santo e, por consequência, no Brasil. According to the Kyoto Protocol, planning an ecologically sustainable future is the greatest challenge of the 21st Century. Current patterns of energy resources and energy use are shown detrimental to the welfare of mankind in the long run. The integrity of essential natural systems is already at risk because of the climate change caused by the intense emission of greenhouse gases into the atmosphere. In this context, the Carbon Capture and Storage (CCS) technology is a promising activity that aims to reduce the emission of gases responsible by the greenhouse effect and climate change mitigation through CO2 capture, transport and storage in suitable geological formations (saline aquifers, coal reservoirs, oil and gas reservoirs). Therefore, inserted in this context, this dissertation has how objective analysis of the technical potential for carbon capture and geological sequestration of Espírito Santo onshore and offshore basin addressing amenable geologic environments to the application of CCS projects, phases that make up these projects, their investments and operational costs and the development of mathematical modeling for the calculations regarding the storage capability and calculation of estimated financial profitability along with its execution through the sale of extra oil produced by the advanced recovery technique of oil and the sale of carbon credits. For that, this project had how methodological strategy: the exploratory research and review of the literature on the subject, the collection of secondary data, via document analysis, and xx collecting primary data via interviews with experts and participation in national and international congress geared for the theme. Therefore, it is concluded that CCS projects are possible deployment in the state of Espírito Santo, this is because in addition to the geological structure of oil and gas reservoirs in the Espírito Santo basin contribute to good results (as, in most cases, are sandstone reservoirs with presence of seal rock), the potential of saline aquifers and the potential of hydrocarbon fields studied in this dissertation (Golfinho, Inhambú, Fazenda Alegre, Cação, Canapu, Cangoá, Peroá and Camarupim) deserve national recognition; however, the lack of maturity of the private and public sectors, with respect to the management of projects of this nature and their widespread use, prevents the advancement of such technologies in the state of Espírito Santo and therefore in Brazil.

Neste artigo, analisamos uma estratégia para reduzir as emissões de carbono que combina simultaneamente a criação de políticas de incentivo econômico e o desenvolvimento de uma infraestrutura de rede para captura e sequestro de carbono (CCS). Propomos um modelo de otimização linear inteira mista que considera aspectos técnicos e teóricos e permite analisar simultaneamente os efeitos de estabelecer preços para as emissões de carbono (carbon tax) em conjunto com uma estratégia de implementação de uma rede de supply chain para capturar, transportar e sequestrar CO2 em reservatórios geológicos. Apresentamos resultados para o caso da indústria de cimento do Brasil usando CO2 tax estabelecidas atualmente em outros países. In this study, we analyze a strategy to reduce carbon emissions that combines the creation of an economic incentive policy and the deployment of a network infrastructure for carbon capture and storage (CCS). We propose a mixed-integer linear optimization model that integrates technical and economic aspects and allows simultaneous analysis of the effects of establishing a price for carbon emissions (i.e., a carbon tax) and a strategy for developing a supply chain network that can capture, transport and sequester CO2 in geological reservoirs. We present the results for a case study of the Brazilian cement industry using a CO2 tax currently established in other countries.

Rising anthropogenic CO2 emissions are considered a major contributor to the greenhouse effect. There are several options for reducing atmospheric CO2 levels, and among these alternatives, Carbon Capture and Storage (CCS) has been identified as an effective and promising approach. This work investigated the feasibility of using serpentinite as a vehicle for carbon storage presenting a source-sink match. The main results of the work confirmed that serpentinite is appropriate for the carbonation process due to the high concentration of Mg in its composition.