Laboratório de Análises de Carvão e Rochas Geradoras de Petróleo

INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS UFRGSINSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS, UFRGS

Coordenador : Wolfgang Kalkreuth

E-mail:wolfgang.kalkreuth@ufrgs.brhttp://www.ufrgs.br/labcarvao

Resumo de Projetos em Andamento e Aprovados

Camada Candiota Inferior e Superior

Avaliação dos Impactos Ambientais no Processo de Combustão de Carvão nas Usinas TermelétricasCombustão de Carvão nas Usinas Termelétricas

Brasileiras através de Estudos Químicos e Petrográficos

Edital MCT /CNPq /CT-Energ 028 /2006Apoio Financeiro: R$ 181.100,00

Periodo de 05.12.2007 – 30.09.2010

Profa Maria do Carmo Instit de QuímicaProf Maria do Carmo, Instit. de QuímicaProfa Sandra Maia, Instit. de Química

Análises de carvão, cinza leve, cinza pesada, solos, água e plantas, , p , , g p

AlunosMarcelo Caetano A. Marcelo - AT

Coleta de Solo Figueira, Paraná

a ce o Caeta o a ce oTania Valeria Delgado - ICMatthew Brown - Mestrado

Caracterização tecnológica de carvão (ROM), carvão beneficiado e misturas de carvão através de métodos petrográficos e químicosmisturas de carvão através de métodos petrográficos e químicos

Santa Catarina – Camada Bonito

Apoio Financeiro: CNPq/FINEP –Rede Carvão – R$ 85.000,00.

Duração: 01.10.2008 – 30.11.2010Duração: 01.10.2008 30.11.2010

AlunosCamila Hahn dos Santos - ICMaiquel Kochhann Lunkes – IC – Trabalho de ConclusãoRenata Dillenburg - ITI

Depositional Setting Petrology and Chemistry of Permian Coals from theDepositional Setting, Petrology and Chemistry of Permian Coals from the Paraná Basin: 2. South Santa Catarina Coalfield, Brazil

W. Kalkreutha*, M. Holzb, A. Mexiasa, M. Balbinota, J. Levandowskia,J. Willettc, R. Finkelmanc, H. Burgerd

aInstituto de Geociências, UFRGS, bInst de Geociências UFBA Salvador BahiaInst. de Geociências, UFBA, Salvador, BahiacU.S. Geological SurveydFreie Universität Berlin

Apresentação de painel: Reunião do ICCP/TSOP – Gramado, 2009

Artigo submetido para publicação no International Journal of Coal Geology, 36 p., 18 fig., 9 tab.

Mapa das localidades de amostragem das camadas Barro Branco, Bonito e Irapuá.

Seção Sul-norte da camada Barro Branco

ResultadosResultados

- Petrografia (reflectância da vitrinita, análise de macerais)- Química (análise imediata, análise elementar, poder calorífico, enxofre,Química (análise imediata, análise elementar, poder calorífico, enxofre, mineralogia, elementos maiores, elementos traços- Avaluação estatístico dos dados petrográficos e químicos

Perfis petrográficos da Camada Bonito

Perfis petrográficos da Camada Irapuá

Experimentos de Hidropirólise em Rochas Geradoras de Petróleo

Rede Temática de Geoquímica

Termo de Cooperação CENPES/UFRGSNo 00500047763089

Apoio Financeiro: R$ 538.414,93Período de 03/12/2008 a 02/12/2010

Marleny Blanco Gonzalez – Geóloga

Simone Barrionuevo Química

Reator Parr e forno usados nos

Simone Barrionuevo – Química

Caroline de Souza Flores – Assistente Administrativa

Rodrigo Peixoto Malikovski – Auxiliar de Laboratório Reator Parr e forno usados nos experimentos de hidropirólise

Rodrigo Peixoto Malikovski Auxiliar de Laboratório

MaturaçãoMilhões de anos

50º0º

Milhões de anos

100ºC50

Óleo+Gás

Hidropirólise

1.5 - 98HORAS

Óleo+Gás

Caracterização Tecnológica das Camadas Inferiores da Jazida de Candiota visando aInferiores da Jazida de Candiota visando a

Geração de Energia Elétrica

(CNPq; R$ 236.740,26; 21/08/2007 – 17/06/2010)

LAPROM - Laboratório de Processamento Mineral – Carlos SampaioLASID - Laboratório de Siderurgia – Antônio VilelaCompanhia Riograndense de Mineração (CRM) – César Duarte, Fernando Dable de MelloC t d E lê i E t d d C ã R h G d dCentro de Excelência em Estudos de Carvão e Rochas Geradoras de Petróleo – Wolfgang Kalkreuth

Usina Presidente Médici, Candiota-RSAlunosAdriano Domingos dos Reis – ITIJoseane Souza de Oliveira - Mestrado

Mina de Candiota Perfil SGQ-26 mostrando a sequência completade carvão

Resultados Preliminares daResultados Preliminares da Estratigrafia de Sequências,

Química e Petrologia Orgânica aplicada às camadas superioresaplicada às camadas superiores e inferiores da jazida de Candiotaj

seane Souza de Oliveira

ObjetivoObjetivo

Caracterização da sucessão portadora das camadas de carvão através da aplicação dos conceitos da estratigrafia de sequênciassequências.Caracterização das camadas de carvão

é óatravés de metodos petrológicos e químicos.q

Localização da áreaLocalização da área

MetodologiaMetodologia

conceitos de estratigrafia de sequênciaspetrologia do carvão (análise dapetrologia do carvão (análise da reflectância da vitrinita e análise de macerais)macerais) análises químicas como a determinação de enxofre, análises imediatas (cinzas, umidade, matéria volátil, carbono fixo) eumidade, matéria volátil, carbono fixo) e análises elementares

Resultados PreliminaresResultados Preliminares

das superiores, Camada Banco CCI (parcial) e camadas p ,e CCS e CCI (parcial)

(p )inferiores

Resultados Preliminares Estratigrafia de Sequências

Resultados PreliminaresAnálise de Macerais e Reflectância da Vitrinita

Resultados PreliminaresResultados Preliminares

Reflectâncias da vitrinita indicam um rank de carvão subbetuminoso, com evidências ,de valores anômalos baixos relacionados ao alto conteúdo de matéria mineralao alto conteúdo de matéria mineral A composição de macerais é altamente

ávariável, com algumas camadas extremamente ricas em inertinita, principalmente fusinita e inertodetrinita

Resultados PreliminaresResultados PreliminaresO t úd d f i d 0 41 8 08O conteúdo de enxofre varia de 0,41 a 8,08 wt%, entretanto a maioria das amostras apresenta valores abaixo de 1 wt% O alto valorapresenta valores abaixo de 1 wt%. O alto valor de enxofre ( >3 wt%) em algumas camadas sugere inundações marinhas durante asugere inundações marinhas durante a formação da turfeira ou logo após. As camadas de carvão superiores e inferioresAs camadas de carvão superiores e inferiores são ricas em cinzas (22,4 a 62,3 %wt), sendo predominantemente classificadas como carvões pde muito baixa qualidade com valores entre 30 e 50%wt

Valores das cinzas emValores das cinzas em Candiota – poços 364 e 365

33%67%

Int Classification of in seam coals 1998

ConclusõesConclusõesEste estudo mostra que o desenvolvimento dasEste estudo mostra que o desenvolvimento das camadas de carvão foi controlado pelas taxas de acomodação/acumulação, indicando que as taxas de

l ã d t f i di t ib i ã d t facumulação da turfeira e a distribuição destas sofreram controles estratigráficos durante a vida do pântano.Rank das camadas é subbetuminoso baseado nasRank das camadas é subbetuminoso baseado nas reflectancias da vitrinita.A composição em termos de macerais é altamente variávelvariável.Conteúdo de Enxofre varia entre 0,41 a 8,08%wt.Baseado no conteúdo das cinzas a maioria das camadas são classificadas como carvão de categoria muito inferior.

ás Natural (CBM) como Fonte Alternativa de Energia ( ) gno Sul do Brasil - Exemplo da Jazida de

Santa Terezinha, RS

ANEEL-El Paso-TERMOMACAE/Petrobrás:Apoio Financeiro: R$ 366.000,00

nos

CBM-001-ST-RSEOH = 638,35mD 09/04/2007Date: 09/04/2007

tológico e ggráfico do poço 01-ST-RS rda), e

uição das as de carvão Formação Rio (direita).

PS Volume Massa Gás Desorvido Volume GásPS VolumeCarvão (106

m3)

Massa Carvão(106 t)

Gás Desorvido (Média) (cm3/g)

Volume Gás(106 m3)

5 27 45,9 0,96 44,14 335 569,5 0,87 495,53 1135 1929,5 1.28 2.464,62 1715 2915 5 0 68 1 982 52 1715 2915,5 0,68 1.982,5

Total 3212 5460 4 1 004* 5 482 24Total 3212 5460.4 1.004 5.482,24

*Valor médio

Estimativa do volume de gás na área de estudo baseado no volume de carvão e na média dos valores de desorção de gás

icações

reuth, W., Holz, M., Casagrande, J., Cruz, R., Oliveira, T., Kern, M., andowski, J., Rolim, S. 2008. O Potencial de Coalbed Methane (CBM)azida de Santa Terezinha – resultados preliminares da modelagem 3D azida e do poço de exploração CBM001-ST-RS. Revista Brasileira de ciências, 38 (2):1-15.

reuth, W., Holz, M., Levandowski, J., Casagrande, J., Kern, M., Oliveira,reuth, W., Holz, M., Levandowski, J., Casagrande, J., Kern, M., Oliveira, usch, A., Krooss, B. 2008. Coalbed Methane (CBM) potential in Brazil –characteristics and associated gas volumes in test well CBM001-ST-

Santa Terezinha Coalfield, RS. In: Rio Oil & Gas 2008 Expo and , pference, 2008, 15-18 de setembro, Rio de Janeiro, Brasil. CD ROM . p.

andowski Janaina Kalkreuth Wolfgang Krooss Bernhard 2009andowski, Janaina, Kalkreuth, Wolfgang, Krooss, Bernhard. 2009. ografia y geoquimica de las camadas de carbón en el pozo CBM 001-

RS, Cuenca de Paraná y su relación con el Gas Natural. Congresso Colombiano de Geologia 7-11 Setembro Paipa BoyacáCongresso Colombiano de Geologia, 7-11 Setembro, Paipa, Boyacá

mbia. CD-ROM.

Publicações:ç

Weniger, P.; Kalkreuth, W.; Busch, A.; Krooss, B. High-pressure methane and carbon dioxide sorption on coal and shale samples from the Paraná Basin Brazil In: International Journal of Coal Geology (no prelo)Basin, Brazil. In: International Journal of Coal Geology (no prelo).

y = 6 608x + 5 768

25

y = 6.608x + 5.768R² = 0.687

y = 4 679x + 0 67815

20

ity [m

³/t coal]

y = 4.679x + 0.678R² = 0.792

10

s sorption

 cap

aci

0

5

excess

carbon dioxide

methane

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

gas content [m³/t coal]

relação da capacidade de adsorção com o conteúdo de gás em

25.00

20.00

]  a.r.

y = 0.285x + 4.801R² = 0.900

15.00

rptio

n [m

³/t]

CBMwell CH4

y = 0.259x + 0.689²

10.00

m excess sor CBM well CH4

shale CH4

CBM well CO2

shale CO2

Linear (CO2 all)

R² = 0.991

5.00

maxim

um Linear (CH4 all)

0.00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

TOC (%)TOC (%) a.r.

l ã li t d ã d t dió id d b

25.00

y = ‐0.191x + 23.85R² = 0.892

20.00 CBM well CH4

CBM well CO2

15.00

Linear (CBM well CH4)

Linear (CBM well CO2)

y = ‐0.210x + 20.86R² = 0.998

10.00

5.00

0.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

ash yield (%) 

z, M.; Kalkreuth, W.; Rolim, S. 2010. Extension of the Paraná Basin to hore Brazil: Implications for coalbed methane evaluation. Marine and roleum Geology, 27: 1119-1132.

Extensão Off-shore da Bacia do Paraná é suportada por:

1 – Contexto estrutural da embasamento da Bacia do Paraná; 2 – Contexto estratigráfico da Bacia do Paraná;2 Contexto estratigráfico da Bacia do Paraná;3 – Evidências de dados sísmicos;4 – Evidências de dados aeromagnéticos.

Projeto em fase de implementação:

VALIAÇÃO DA JAZIDA SANTA TEREZINHA COMO FONTE DE ENERGIA O RIO GRANDE DO SUL COM ENFOQUE NA EXTRAÇÃO DO COALBEDO RIO GRANDE DO SUL COM ENFOQUE NA EXTRAÇÃO DO COALBED METHANE (GÁS NATURAL) E NO USO DO CARVÃO NA SIDERURGIA

EDITAL FAPERGS/CNPq n. 008/2009

PROGRAMA DE APOIO A NÚCLEOS DE EXCELÊNCIA

PRONEX

R$: 676.986,70

NÚCLEO DE PESQUISA

tuição Executora do Projeto:

oratório de Análise de Carvão e Rochas Geradoras de Petróleo, UFRGS

icipação:

oratório de Siderurgia, Centro de Tecnologia, UFRGS

oratório de Processamento Mineral, Centro de Tecnologia, UFRGS

oratório de Geofísica de Exploração de Petróleo, UFBA

artamento de Sedimentologia, UFBA

oratório de Análises Químicas Industriais e Ambientais, UFSM

oratório de Oceanografia Biológica, FURG

Equipamentos adquiridos com apoio da Rede de carvão:

Bomba Calorimétrica para determinação do Poder Calorífico

nça e rack de amostras ctados a bomba calorimétricactados a bomba calorimétrica