Modelo para la fuga de CO2 que incluye múltiples capas geológicas y múltiples pozos con fugas

El almacenamiento geológico de dióxido de carbono (CO2) es probablemente un componente integral de cualquier plan realista para reducir las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero. Junto con el despliegue a gran escala del almacenamiento de carbono como tecnología, existe una urgente necesidad de herramientas que proporcionen evaluaciones rápidas y confiables del rendimiento del almacenamiento en acuíferos. Anteriormente, se han identificado pozos abandonados de más de un siglo de exploración y producción de petróleo y gas como caminos de fuga potencialmente críticos. La importancia práctica de los pozos abandonados se enfatiza por la correlación de emisores intensivos de CO2 (típicamente asociados con áreas industrializadas) con regiones productoras de petróleo y gas en América del Norte. En este documento, describimos un marco novedoso para predecir la fuga de un gran número de pozos abandonados, formando caminos de fuga que conectan múltiples formaciones permeables subsuperficiales. El marco está diseñado para aprovechar soluciones analíticas a varios componentes del problema y, en última instancia, conduce a una aproximación sin malla a las tasas de fuga de CO2 y salmuera, así como a las distribuciones de fluidos. Aplicamos nuestro modelo en una comparación con un solucionador numérico establecido para las ecuaciones gubernamentales subyacentes. Posteriormente, demostramos las capacidades del modelo con datos típicos de campo tomados de las cercanías de Edmonton, Alberta. Este conjunto de datos consiste en más de 500 pozos y 7 formaciones permeables. Los resultados muestran la flexibilidad y utilidad de los métodos de solución, y resaltan el papel que pueden jugar las soluciones analíticas y semianalíticas en este problema importante.