Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Thermochemical-based poroelastic modelling of salt crystallization, and a new multiphase flow experiment : how to assess injectivity evolution in the context of CO2 storage in deep aquifers

Résumé : Dans un contexte de réduction internationale des émissions de gaz à effet de serre, les techniques de Captage Transport et Stockage de ce{CO2} (CTSC) apparaissent comme une solution à moyen terme particulièrement efficace. En effet, les capacités de stockage géologique pourraient s'élever jusqu'à plusieurs millions de tonnes de ce{CO2} injectées par an, soit une réduction substantielle des émissions atmosphériques de ce gaz. Une des cibles privilégiées pour la mise en place de cette solution sont les aquifères salins profonds. Ces aquifères sont des formations géologiques contenant une saumure dont la salinité est souvent supérieure à celle de la mer la rendant impropre à la consommation. Cependant, cette technique fait face à de nombreux défis technologiques; en particulier la précipitation des sels, dissous dans l'eau présente initialement dans l'aquifère cible, suite à son évaporation par le ce{CO2} injecté. Les conséquences de cette précipitation sont multiples, mais la plus importante est une modification de l'injectivité, c'est-à-dire des capacités d'injection. La connaissance de l'influence de la précipitation sur l'injectivité est particulièrement importante tant au niveau de l'efficacité du stockage et de l'injection qu'au niveau de la sécurité et de la durabilité du stockage. Le but de ces travaux de thèse est de comparer l'importance relative des phénomènes négatif (colmatage) et positif (fracturation) consécutifs à l'injection de ce{CO2} et à la précipitation des sels. Au vu des nombreux résultats de simulations et de modélisation dans la littérature décrivant le colmatage de la porosité, il a été décidé de porter l'accent sur les effets mécaniques de la cristallisation des sels et la possible déformation de la roche mère. Une modélisation macroscopique et microscopique, tenant compte de deux modes possibles d'évaporation induits par la distribution spatiale de l'eau résiduelle a donc été développée afin de prédire le comportement mécanique d'un matériau poreux soumis à un assèchement par injection de ce{CO2}. Les résultats montrent que la pression de cristallisation consécutive à la croissance d'un cristal en milieu confiné peut atteindre des valeurs susceptibles localement de dépasser la résistance mécanique du matériau, soulignant ainsi l'importance de ces phénomènes dans le comportement mécanique global de l'aquifère. Sur le plan expérimental, les travaux ont porté sur l'utilisation d'un nouveau prototype de percolation réactive afin de reproduire le comportement d'une carotte de roche soumise à l'injection et ainsi obtenir l'évolution des perméabilités dans des conditions similaires à celle d'un aquifère
Document type :
Theses
Complete list of metadatas

https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00958697
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Friday, April 11, 2014 - 10:42:11 AM
Last modification on : Monday, February 17, 2020 - 5:47:28 PM
Document(s) archivé(s) le : Friday, July 11, 2014 - 12:00:43 PM

File

TH2013PEST1136_complete.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00958697, version 2

Citation

Florian Osselin. Thermochemical-based poroelastic modelling of salt crystallization, and a new multiphase flow experiment : how to assess injectivity evolution in the context of CO2 storage in deep aquifers. Other. Université Paris-Est, 2013. English. ⟨NNT : 2013PEST1136⟩. ⟨tel-00958697v2⟩

Share

Metrics

Record views

1493

Files downloads

543