Projet de stockage de CO2 dans la formation saline du Cambrien basal

Projet de stockage de CO2 dans la formation saline du Cambrien basal

ÉTAT : En cours

I. Aperçu

Le captage et stockage du carbone dans les formations géologiques a été reconnu comme une stratégie importante à court ou à moyen terme pour réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) de source anthropique. Le CO₂ peut être stocké dans les réservoirs d'hydrocarbures et les formations salines profondes des bassins sédimentaires. Même si les réservoirs d'hydrocarbures ont démontré une capacité de stockage et des propriétés de confinement, les aquifères salins ont l'avantage d'être beaucoup plus répandus; ils offrent une ressource de stockage beaucoup plus grande et présentent moins de risque de fuite de CO₂.

Aux États-Unis, un certain nombre d'études à l'échelle régionale ont été menées sur la caractérisation et l'évaluation du stockage du CO₂ dans les formations salines, notamment la formation de Mount Simon dans le Midwest et d'autres le long de la côte du golfe du Mexique. De telles études sont importantes parce qu'elles aident à évaluer la capacité de stockage du CO₂ dans les formations salines profondes dans des conditions dynamiques (injection) contrairement aux évaluations basées sur des estimations statiques (volumétrique).

Au Canada, les études régionales accusent du retard sur celles des États-Unis; néanmoins, une récente évaluation de la répartition de grandes sources de CO₂ (émettant plus de 100 000 t / an) concernant les bassins sédimentaires au Canada a ciblé les bassins de l'Alberta et la partie nord du bassin de Williston (ensemble, ils sont appelés le bassin sédimentaire de l'Ouest canadien) comme étant les bassins ayant le plus grand potentiel de stockage géologique de CO₂ au Canada.

Collectivement appelées la formation saline du Cambrien basal (formation basale), les strates d'âge cambrien à silurien sont des formations de stockage du CO₂ très prometteuses pour de nombreuses raisons : elles sont recouvertes par une succession de schistes épais qui agissent comme une roche couverture efficace; elles sont d'envergure régionale et leur manque de combustibles fossiles empêche la pénétration de puits dans la roche couverture, ce qui compliquerait le stockage du CO₂ ainsi que les négociations de baux. La formation basale a été ciblée comme la formation de stockage de choix pour un certain nombre de projets de stockage de CO₂ à grande échelle, notamment le projet Quest de Shell et le projet Boundary Dam de la SaskPower.

II. Description du projet

Le projet de la formation basale est un grand projet binational qui comprend de nombreux organismes de recherche des deux côtés de la frontière. Le but du projet est d'évaluer cinq aspects du stockage du CO₂ :

1. La capacité de stockage statique et dynamique de la formation basale.
2. L'interférence entre les divers sites de stockage étant donné leur répartition géographique inégale.
3. L'effet de l'injection soutenue d'importantes quantités de CO₂ sur les eaux de formation (saumures) et leur déplacement causé par le CO₂, y compris un écoulement accru en raison de l'augmentation de la pression et des changements possibles dans la composition chimique.
4. L'impact potentiel de saumures déplacées sur les aquifères peu profonds dans les zones d'affleurement du centre-sud au sud-est du Manitoba, du Dakota du Sud et du Montana.
5. Le risque de fuite de CO₂ ou de saumure à travers les puits qui pénètrent cette formation (même si le nombre de puits est peu élevé) à la suite d'une accumulation de pression et de la flottabilité du CO₂ et les effets possibles d'une fuite de CO₂ ou de saumure sur les ressources en eau souterraine peu profonde dans les zones de fuite.

Comme il a été documenté récemment dans le projet de directives sur le stockage du CO₂ de l'Association canadienne de normalisation, le sort et la sécurité du CO₂ injecté (et des impuretés qui y sont liées) doivent être évalués avant l'injection. Les évaluations en laboratoire de l'effet du CO₂ et des impuretés sur la capacité de stockage et la capacité d'injection des roches de formation ainsi que sur l'intégrité des matériaux liés aux roches couverture et aux puits sont nécessaires à ce travail.

Ce projet réduira les émissions de gaz à effet de serre en diminuant les lacunes de connaissances liées au stockage géologique du CO₂ dans la formation basale. Les lacunes de connaissances, telles que la capacité de stockage dynamique, la sécurité du stockage à long terme et les risques de fuite à travers les puits et les roches couverture, les effets de la migration des saumures dans les aquifères d'eau potable ainsi que l'effet des impuretés doivent être traités avant que le CO₂ soit simultanément injecté par plusieurs émetteurs à grande échelle dans la formation.

Le projet est mené conjointement par Alberta Innovates – Technology Futures et le centre de recherche sur l'énergie et l'environnement du University of North Dakota. La participation des organismes canadiens et américains est cruciale pour le succès du projet étant donné que le bassin sédimentaire de l'Ouest canadien couvre de grandes zones de la région des Prairies du Canada et de la région des plaines du Nord des États-Unis. Les chercheurs apportent leur expertise et leurs données régionales qui sont particulières à leur situation géographique. La combinaison de l'expertise et des données est essentielle au succès du projet.

À l'appui de ce travail, CanmetÉNERGIE Ottawa élabore actuellement un laboratoire d'essais sur roches pour évaluer les effets du stockage géologique de CO₂ et des impuretés sur les matériaux liés à la roche de stockage, à la roche couverture et aux puits. Les essais sur les échantillons de roches de la formation du Cambrien basal valident les effets physiques et chimiques du CO₂ et des impuretés (NO_x, SO_x, etc.) sur la formation et comparent et modifient les modèles produits. L'équipement de balayage sur carotte vise à effectuer des essais en laboratoire pour déterminer les changements dans la capacité d'injection : une exigence clé en matière d'injection et de stockage de CO₂ .

Les essais sur les échantillons de la formation basale sont en cours et les résultats sont attendus en septembre 2013.

III. Durée du projet

Le projet de la formation basale a commencé en octobre 2010 et doit se terminer en septembre 2013.

IV. Partenaires / participants

Gouvernement

• Alberta Innovates - Technology Futures¹
• Alberta Innovates - Energy and Environment Solutions
• CanmetÉNERGIE
• Ministère de l'Énergie et des Ressources de la Saskatchewan
• Levés géologiques du Manitoba
• Ministère de l'Innovation, de l'Énergie et des Mines du Manitoba
• Manitoba Water Stewardship

Autres partenaires

• University of North Dakota¹
• Princeton University
• Lawrence Berkeley National Laboratory (États-Unis)
• TOTAL Inc.

¹Indique les ministères et organismes responsables