Avaliação das camadas de carvão da Jazida Chico-Lomã, RS como fonte de energia pela extração do coalbed methane (gás natural).

Abstract

Desde o final do século 20 e início do século 21, o gás natural gerado e armazenado nas camadas de carvão (coalbed methane - CBM), têm tido uma ênfase maior como potencial fonte alternativa de energia mundial. No Brasil, depósitos importantes de carvão ocorrem na parte sul do país nos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. A sucessão sedimentar portadora de carvão ocorre na Formação Rio Bonito, de idade permiana, na Bacia do Paraná. O presente estudo faz parte de um projeto de pesquisa aplicada, que visa avaliar o potencial de CBM destes depósitos e na determinação das características do carvão e o volume de gás dessorvido. Volume este determinado a partir da sondagem CBM 002-CL-RS perfurada em 2015, utilizando uma sondagem do tipo wireline core retrieval, na qual é feita uma retirada rápida da amostra da profundidade, para evitar o escape de gás. Foram recuperadas 9 camadas de carvão de uma profundidade entre 501,7 e 551,50 metros. No total de 28 cilindros, com 36 cm cada, contendo amostras de carvão da Formação Rio Bonito, esses 5 leitos de carvão com espessura aproximada de 20cm ou menos, e 4 camadas denominadas: A, B, CL4 e CL6. Depois da coleta foram realizadas medidas periódicas de dessorção de gás seguidas pelas análises petrográficas e físico-químicas no carvão. Os resultados petrográficos indicaram valores entre 0,52 e 4,65% Rrandom da refletância da vitrinita, classificando o rank das camadas como betuminoso alto volátil C para a camada A atingindo o nível de meta antracito na camada CL6. Petrograficamente o carvão mostra predominância dos macerais do grupo de vitrinita e inertinita. A análise imediata mostra conteúdos de cinza variando de 42,55 até 81,14%, enquanto os valores de poder calorífico variam de 2011,35 até 4398,81Kcal/Kg. A mineralogia, baseada na difratometria de raios X, indica a predominância de quartzo e caolinita, seguido de pirita, ilita calcita, plagioclásio, feldspato alcalino; com ocorrência de leucita e titanomagnetita. As medidas de dessorção, de cada cilindro variam entre 0,04 até 1,67 cm3/g, já quando recalculados por camada observa-se uma variação entre 0,16 e 0,42 cm3/g, indicando que a camada CL6 apresenta um maior número de gás dessorvido.

Since the late 20th century natural gas generated and stored in coal seams (coalbed methane - CBM), has been considered as a potential alternative source of world energy. In Brazil, major coal deposits, which may have the potential for CBM, occur in the southern part of the country in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina. Geologically, the coal-bearing succession occurs in the Permian Rio Bonito Formation of the Paraná Basin. The present study is part of an applied research project on the CBM potential of these coal deposits and focusses on the determination of coal caracteristics and desorbed gas volumes of borehole CBM002_CL-RS, drilled in 2015 by wireline core retrievel in the Chico-Loma Coalfield, with the recuperation of 9 coal seams from a depth between 501,7 e 551,50 metros. Twenty-eight canister samples were collected with 36 cm length each, containing coal samples from the Rio Bonito Formation. These samples derived from five coal seams (≤ 20 cm thickness), and 4 seams identified as: A, B, CL 4 and CL6. Following the collection, periodical desorbed gas measurements were carried out, followed by petrographic and physico-chemical analyses of the coal samples. The petrographic results obtained indicate mean values from 0.52 to 4.65% Rrandom vitrinite reflectance, classifying the seams according to rank as high volatile bituminous C coal (seam A) to meta-anthracite (seam CL6). Petrographically the coals show a predominance of vitrinite and inertinite macerals Proximate analysis showed a ash yield ranging from 42.55 to 81.14 wt%, whereas the calorific values ranged from 2011.35 to 4398.81 Kcal / Kg. The mineralogy, based on X-ray diffraction, indicate the predominance of quartz and kaolinite, followed by calcite, illite, plagioclase, alkali feldspar and pyrite. The gas desorption measurements show a variation from 0.04 to 1.67 cm³ / g for the canister samples. When gas values are recalculated by seam the desorpt gas shows a variation from 0.16 and 0.42 cm³ / g, indicating that the CL6 seam has the highest volume of desorbed gas.