Simulation du stockage de CO2 dans des veines de charbon : couplage de Tough2 avec le solveur de mécanique Code_Aster
Publication au TOUGH Symposium - Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California, September 17- 19, 2012
A. Loschetter(1), F. Smai(1), S. Sy(1), A.Burnol(1), A. Leynet(1), S. Lafortune(2) and A. Thoraval(2)
1 BRGM
2 INERIS
Parmi les différentes options de stockage géologique en cours d’examen, le stockage du CO2 dans des formations géologiques carbonifères présente le plus grand potentiel économique pour la diffusion à moyen terme, mais aussi les plus grandes incertitudes et difficultés techniques. En effet, le bénéfice de la récupération du méthane pourrait couvrir une partie des coûts, mais peu de tests de cette technique ont été menés dans les gisements de charbon européens. Par conséquent, il existe un besoin pour une étude d’injection in situ à une échelle intermédiaire entre le laboratoire et un pilote industriel. Tel est l’objectif du projet CARBOLAB [1].
Cette étude examine le couplage des processus mécaniques et fluides autour du point d’injection au fond de la mine Montsacro dans les Asturies, en Espagne. Les simulateurs de réservoir, comme TOUGH2, ont été utilisés pour le stockage du CO2 dans des aquifères salins et des réservoirs de pétrole et de gaz (Oldenburg et al, 2004 ;. Xu et Pruess, 2001). Cependant, jusqu’à présent, cet outil ne représente pas le processus d’adsorption, un point clé pour expliquer le stockage de gaz et de migration de gaz dans les veines de charbon. En outre, la sorption de CO2 et l’échange avec le CH4 adsorbé sont associés à des processus mécaniques comme le gonflement et le retrait. Afin de quantifier les champs de contrainte et de déformation dus à l’évolution du champ de pression fluide et pour tenir compte des effets de contraintes / porosité dépendante de la sorption/ perméabilité, un couplage efficace entre TOUGH2/EOS7C, un module spécial avec un modèle de sorption de Langmuir étendue et le solveur de mécanique Code_Aster a été développé par le BRGM. Ce nouvel outil sera d’abord vérifié par comparaison avec un outil basé sur COMSOL, mis au point par l’INERIS et, par la suite, validé avec des données in situ acquises au cours de l’injection en cours à la mine Montsacro.
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(couleur rouge : conditions aux limites hydrodynamiques ; couleur bleue : conditions aux limites mécaniques) | |
Un tel simulateur pourrait être utilisé pour mieux comprendre le comportement complexe des charbons. L’impact détaillé des perturbations de différents paramètres, à la fois individuellement et simultanément, dans ce problème fortement couplé fera l’objet de nouvelles recherches. Le simulateur peut également être utilisé pour la conception de la surveillance, des études de scénarios d’injection et pour le dimensionnement des projets futurs.
[1] CARBOLAB est un projet soutenu par le Fonds européen pour le charbon et l’acier impliquant HUNOSA, propriétaire de la mine, AITEMIN pour l’Espagne, le BRGM, l’INERIS et TOTAL pour la France, GIG pour la Pologne .
http://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/docs/00/72/24/52/PDF/Loschetter_Annick-Coal_Seams.pdf