Avaliação dos recursos geotérmicos de bacias sedimentares remotas com dados escassos: lições aprendidas na Ilha Anticosti, Canadá
APLICAÇÕES GEOTÉRMICAS DE MÉDIA A GRANDE COMPLEXIDADE
Violaine Gascuel, Karine Bédard, Félix-Antoine Comeau, Jasmin Raymond, Michel Malo (2020). Geothermal resource assessment of remote sedimentary basins with sparse data: lessons learned from Anticosti Island, Canada. Springer Nature – Geothermal Energy, Volume 8, article number 3, (2020) – (link)
Título
Geothermal resource assessment of remote sedimentary basins with sparse data: lessons learned from Anticosti Island, Canada
(Avaliação dos recursos geotérmicos de bacias sedimentares remotas com dados escassos: lições aprendidas na Ilha Anticosti, Canadá)
Resumo
Anticosti Island is located in the Anticosti sedimentary basin, an Ordovician/Silurian carbonate platform. This platform is mainly composed of limestone and shale with some dolomite and sandstone and reaches up to 5 km depth in the southwest. It overlies a Precambrian basement of the Grenville Province made of magmatic and metamorphic rocks. Like most remote and off-grid regions in Canada, it relies heavily on fossil fuels for energy supplies. An assessment of deep geothermal resources was achieved in this area with the objective of diversifying energy resources to help develop renewable energy for villages deserved by micro-grid systems. Despite sparse and low-quality bottom-hole data (15 wells of 1111 m to 2762 m depth), a 3D temperature model was developed for this sedimentary basin and its underlying Precambrian basement up to 40 km (mantle depth). Quantifying confidence intervals for thermal parameters, namely bottom-hole temperature, thermal conductivity, heat generation rate and mantle heat flux, was paramount to obtain a reliable range of temperature predictions. A high variability of modeled temperature, up to 41% at the base of the sedimentary basin and 70% at mantle depth, remains when trying to constrain input parameters. The lack of equilibrium temperature measurements at depth affects the temperature predictions, both in the sedimentary basin and the Precambrian basement. It is an important issue to solve in further studies. Furthermore, knowledge of the thermal properties of the Precambrian basement of the Grenville Province and its geometry is poor. In addition, there is a wide confidence interval on thermal conductivity of specific lithologies in the Anticosti sedimentary basin. It has a significant impact on temperature predictions at depth and should be improved for studies focusing on electricity production. Despite a wide confidence interval on temperature predictions, geothermal electricity generation from reservoirs at 120 °C or more appears difficult in the current technical and economic context. Electricity generation at a low temperature with an inlet of 70 °C could be achieved at a reservoir depth of 2–4 km, but with a net efficiency of 10–11% (considering a flow rate of 40 l s−1 and a cooling temperature of 5 °C). Direct use of geothermal heat from the deepest part of the sedimentary basin seems to be the most realistic option, provided that sufficiently permeable horizons can be found.
TRADUÇÃO LIVRE
A Ilha Anticosti está localizada na bacia sedimentar Anticosti, uma plataforma carbonática do Ordoviciano/Siluriano. Essa plataforma é composta principalmente por calcário e xisto, com alguma dolomita e arenito, e atinge até 5 km de profundidade no sudoeste. Ela recobre um embasamento pré-cambriano da Província de Grenville, composto por rochas magmáticas e metamórficas. Como a maioria das regiões remotas e fora da rede no Canadá, ela depende fortemente de combustíveis fósseis para o fornecimento de energia. Foi realizada uma avaliação dos recursos geotérmicos profundos nesta área com o objetivo de diversificar os recursos energéticos para ajudar a desenvolver energia renovável para aldeias que merecem sistemas de microrredes. Apesar dos dados escassos e de baixa qualidade do fundo do poço (15 poços de 1111 m a 2762 m de profundidade), foi desenvolvido um modelo de temperatura 3D para esta bacia sedimentar e seu embasamento pré-cambriano subjacente até 40 km (profundidade do manto). A quantificação dos intervalos de confiança para os parâmetros térmicos, nomeadamente a temperatura do fundo do poço, a condutividade térmica, a taxa de geração de calor e o fluxo de calor do manto, foi fundamental para obter uma gama fiável de previsões de temperatura. Uma elevada variabilidade da temperatura modelada, até 41% na base da bacia sedimentar e 70% na profundidade do manto, permanece quando se tenta restringir os parâmetros de entrada. A falta de medições de temperatura de equilíbrio em profundidade afeta as previsões de temperatura, tanto na bacia sedimentar quanto no embasamento pré-cambriano. É uma questão importante a ser resolvida em estudos futuros. Além disso, o conhecimento das propriedades térmicas do embasamento pré-cambriano da província de Grenville e sua geometria é insuficiente. Além disso, há um amplo intervalo de confiança na condutividade térmica de litologias específicas na bacia sedimentar de Anticosti. Isso tem um impacto significativo nas previsões de temperatura em profundidade e deve ser melhorado para estudos com foco na produção de eletricidade. Apesar do amplo intervalo de confiança nas previsões de temperatura, a geração de eletricidade geotérmica a partir de reservatórios a 120 °C ou mais parece difícil no contexto técnico e econômico atual. A geração de eletricidade a baixa temperatura com uma entrada de 70 °C poderia ser alcançada a uma profundidade de reservatório de 2 a 4 km, mas com uma eficiência líquida de 10 a 11% (considerando uma vazão de 40 l s−1 e uma temperatura de resfriamento de 5 °C). O uso direto do calor geotérmico da parte mais profunda da bacia sedimentar parece ser a opção mais realista, desde que se encontrem horizontes suficientemente permeáveis.
Artigo publicado no site Springer Nature – Geothermal Energy Journal.
