A Geochemical Approach for Monitoring a CO₂Pilot Site: Rousse, France. A Major gases, CO₂-Carbon Isotopes and Noble Gases Combined Approach

Abstract

fr -joelle.hy-billiot@total.com -virgile.rouchon@ifpen.fr -gerard.mouronval@total.com -marc.lescanne@total.com veronique.lachet@ifpen.fr -nicolas.aimard@total.com * Corresponding authorRésumé -Une méthode géochimique pour la surveillance d'un site pilote de stockage de CO 2 : Rousse, France. Approche combinant les gaz majeurs, l'isotopie du carbone du CO 2 et les gaz rares -Ce papier présente la caractérisation géochimique des différents gaz, naturels et anthropogéniques, impliqués dans un pilote de stockage de CO 2 en champ de gaz naturel appauvri (Rousse, France). Dans ce pilote, le CO 2 est produit par oxycombustion d'un gaz naturel transformé en gaz domestique à l'usine de Lacq. Ce CO 2 est transporté dans un pipeline de 30 km de longueur jusqu'au réservoir de gaz appauvri de Rousse. Les gaz produits à Rousse avant injection de CO 2 , le gaz commercial de Lacq et le CO 2 résultant de l'oxycombustion ont été échantillonnés, ainsi que les gaz situés dans un puits de surveillance (à une profondeur de 45 m) et les gaz du sol situés au voisinage de Rousse. Pour tous ces échantillons, la composition en gaz majeurs, la signature isotopique du carbone ainsi que l'abondance et signature isotopique des gaz rares ont été déterminées. Les compositions gazeuses du gaz naturel de Rousse sont comparables à celle du gaz domestique de Lacq avec le méthane comme composé principal et la fraction C 2 -C 5 et CO 2 comme gaz résiduels. Les gaz des sols reflètent typiquement des mélanges entre l'air (pôle pur) et le CO 2 d'origine biogénique (avec des teneurs maximales de l'ordre de 9-10 %), tandis que les gaz présents dans le puits de monitoring reflètent typiquement la composition de l'air sans excès de CO 2 . Le gaz de Rousse et le gaz domestique du site de Lacq ont une composition isotopique δ 13 C CH 4 égale à -41,0 ‰ et -43,0 ‰ respectivement. Le CO 2 injecté sur Rousse a une composition isotopique δ 13 C CO 2 égale à -40,0 ‰ à la sortie de la chambre d'oxycombustion, tandis que la composition isotopique δ 13 C CO 2 des gaz des sols est comprise entre -15 et -25 ‰. Le gaz naturel de Rousse et le gaz domestique du site de Lacq sont tous les deux enrichis en hélium, appauvris en néon, argon et krypton par rapport aux valeurs de l'air (standard naturel). Le procédé de combustion produit un CO 2 enrichi en hélium, hérité du gaz domestique de Lacq, et une composition en néon, argon et krypton reflétant celle de l'oxygène produit par l'unité de séparation d'air. En effet, le néon est appauvri relativement à l'air, tandis que le krypton est enrichi de 10 fois, résultant de la séparation cryogénique des gaz rares au sein de l'unité de séparation d'air. Les gaz rares des échantillons de sols ont une composition équivalente à celle de l'air. À partir de ces résultats, les compositions des pôles purs impliqués dans le site pilote de stockage de CO 2 montrent que les compositions en gaz rares produits par le procédé d'oxycombustion sont suffisamment

Evidence for natural molecular hydrogen seepage associated with Carolina bays (surficial, ovoid depressions on the Atlantic Coastal Plain, Province of the USA)

“…Field measurements of the soil gas concentrations were made with a method modified from previously described techniques (Battani et al 2010;Rogozhin et al 2010;Garcia et al 2012;Sukhanova et al 2013;Larin et al 2014). Small holes were drilled with a portable perforator using a 120 cm long drilling bit with a 12 mm diameter.…”

Zn(II), Mn(II) and Sr(II) Behavior in a Natural Carbonate Reservoir System. Part II: Impact of Geological CO2Storage Conditions

“…To do so, the geological storage of CO 2 has been recognized as a significant possibility (Gale et al, 2004;Hepple and Benson, 2005;Holloway, 1997). Coal beds and flood basalts are considered potential storage sites (Garcia et al, 2010;McGrail et al, 2006;Schaef et al, 2010), as are oil and gas fields which are well known and characterized, and which also possess the industrial facilities needed for CO 2 storage (Garcia et al, 2012). But the structures that offer the largest potential for CO 2 geological storage are saline aquifers, as they are widely distributed throughout the globe in sedimentary basins.…”

The DEMO-CO2 project: A vadose zone CO2 and tracer leakage field experiment

“…"baseline end member" corresponds to a composition defined at 100% CO2 (1/CO2 = 0.01) and ␦ 13 CCO2 = −19.5 per mil calculated considering black circles representing the baseline soil composition. The black line corresponds to the median mixing curve between soil end member and atmosphere composition (modified from Garcia et al, 2012), the two dashed lines represent maximum and minimum fixing curve values that cover the entire baseline gas composition domain. The error bar is ±2%.…”

“…For each sample, the response of the spectrometer was calibrated by performing systematic analyses of a purified air dose (Calibrated Dose) for which the quantities of He, Ne and Kr were controlled daily by an air standard analysis. The global relative uncertainty for the quantification of noble gases with this method is: He: ± 10%; Kr: ± 8%, as described by Garcia et al (2013Garcia et al ( , 2012. The carbon isotope analyses were performed with a GC-C-IRMS (Gas Chromatograph-Combustion -Isotopic Ratio Mass Spectrometry) equipment.…”

“…The atmospheric isotopic composition was considered to be equal to 0.04% CO 2 (1/CO 2 = 25) and ␦ 13 C CO2 = −7.5 per mil . A mixing curve between baseline CO 2 isotopic composition and atmospheric CO 2 isotopic composition was used to estimate composition of the end-member that may contain 100% of baseline CO 2 composition (Garcia et al, 2012). The CO 2 isotopic baseline composition was defined at 100% CO 2 (1/CO 2 = 0.01) and ␦ 13 C CO2 = −19.6 per mil (Fig.…”