stockage géologique des gaz acides - imt
TRANSCRIPT
Institut Mines-Télécom
w 27/11/2014
Stockage géologique
des gaz acides
Daniel Garcia, Jérôme Corvisier
GSE Géosciences
5 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles
et Environnement Stockage souterrain
Institut Mines-Télécom
Les attendus du stockage
Spécificités et problématiques
Héritage, structure, partenariats
Panorama des contributions IMT
2 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
Stockage géologique des gaz acides
Ingénierie chimique de réservoir
Focus sur gaz annexes
Pistes et Validation
Institut Mines-Télécom
Les attendus du stockage des gaz acides
Un effet significatif sur l’atmosphère (2020-2050)
Un stockage et un suivi à long terme
Une emprise géographique limitée au maximum
Des impacts acceptables / maitrisés / solutions
3 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
Hansen 2009
Utsira Formation ,
Sleipner area
Institut Mines-Télécom
Spécificités et problématiques
Ingénierie mature (CO2-EOR depuis 1976)
Taille et durée des opérations, monitoring
Acidité induite, couplages hydro-chimie-mécanique
4 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnementg
couverture accumulations secondaires
gaz dissous /
gaz résiduel
injection
l’espace disponible
les déformations
la perturbation chimique
les risques
accumulation
Institut Mines-Télécom
Panorama des contributions IMT
Etudes de site / méthodologiques
Modélisation chimie transport
Expérimentation équilibres
Expérimentation réactive
Développements numériques
Monitoring géochimique
Juridique et Risques
5 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
Stockage géologique des gaz acides
Institut Mines-Télécom
Héritage, structuration, partenariats
pétrologie hydrothermale, géochimie, diagenèse
convention IFPEN et recherche partenariale
• RTPG : PICOR, PICOREF
• ANR GEOCARBONE CARBONATATION, PICOREF ANR CALCUL INTENSIF SHPCO2
• BRGM, GDF, INERIS, INRIA, LMTG, UPMC…
6 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
géologie de l’U, hydrogéochimie, filière nucléaire
PGT et recherche partenariale
• ANR GEOCARBONE INTEGRITE
• ANR Gaz Annexes, SIGARR
• CEA, EDF, AREVA, IRSN, LAFARGE, INPL, TOTAL…
Institut Mines-Télécom
Stockage de gaz acides et transport réactif
Géochimie 0D: ARCHIMEDE, puis ARXIM
• Spéciation(s), cinétique 0D, GEM…
Couplage avec le transport: COORES
• Simulateur de réservoir multiphasique compositionnel
7 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
Géochimie 0D: CHESS
• Spéciation(s), redox, cinétique, adsorption…
Couplage avec le transport: HYTEC
• Ecoulements saturés, étendus au diphasique
Institut Mines-Télécom
Ingénierie (chimique) de réservoir
Méthode opérationnelle pour
• Préfigurer et affiner un schéma d’exploitation
• Accéder aux bilans (CO2 piégé, dissous, mobile)
8 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
couverture
réservoir
Injection CO2
Injection eau
saturation eau SW
PICOREF (réservoir carbonaté Bassin Parisien)
Institut Mines-Télécom
SW
CO2 résiduel
CO2 mobile
couverture
Ingénierie (chimique) de réservoir
Méthode opérationnelle pour
• Préfigurer et affiner un schéma d’exploitation
• Accéder aux bilans (CO2 piégé, dissous, mobile)
9 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
réservoir
saturation eau
PICOREF (réservoir carbonaté Bassin Parisien)
Institut Mines-Télécom
Ingénierie (chimique) de réservoir
Mouvements relatifs des réactants
• Modes et conditions aux limites des réactions
• Drainage, imbibition, mélange, diffusion croisée
10 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
couverture
réservoir
dissolution
PICOREF (réservoir carbonaté Bassin Parisien)
Institut Mines-Télécom
Exploitation et développements
Tests de sensibilité
• Réactivité distribuée >> design d’injection
11 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
Acquisition de données nouvelles
• Expérimentation à l’équilibre : portlandite, ciments
• Thermodynamique des gaz annexes (avec CTP)
• Expérimentation dynamique (bétons, percolation)
Numérisation
• Benchmarking, calcul intensif (SHP-CO2)
• Passage de HYTEC au diphasique
• Gestion des apparitions-disparitions de phases
Institut Mines-Télécom
Mélanges complexes Mesures de solubilité
EOS adaptées au transport réactif
12 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
Thématique gaz annexes
Corvisier, 2013
Institut Mines-Télécom
Thématique gaz annexes
Réactions eau-gaz-roche
Modélisation CHESS 0D
13 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
Renard, 2010
Corvisier et al., 2013
Institut Mines-Télécom
Applications réservoir
Hétérogénéités compositionnelles H2S, CO2, CH4
• Scénario : aquifère actif, solubilité différentielle
• Tests de sensibilité
14 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
XH2S (%)
gaz
aquifère actif
couverture
Bonnaud, 2012
Institut Mines-Télécom
Echange gaz-hydrocarbures peu mobiles
ECBM, hydrates, migration, altération de la MO
15 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
réservoir
horizontal
eau, roche
MO (5%)
drainage
au gaz
CO2
pur
Darcy flow
Institut Mines-Télécom
ECBM, hydrates, migration, altération de la MO
16 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
Invasion capillaire
Echange gaz-hydrocarbures peu mobiles
Institut Mines-Télécom
Bilan, pistes et validation
Lien avec la thermodynamique
• PVT eau-gaz
• Hydrates de gaz
17 5-6 nov 2014 Colloque Ressources Naturelles et Environnement
Liens avec le Génie des Procédés
• Diversité des applications (valorisation, traitement)
• Retour d’expérience validateur
• Réactions avec les solides massifs
Liens avec l’expérimentation
• Validation 0D (équilibres )
• Validation 1D (diffusion croisée)
• Validation 1D (percolation réactive, capture en x et en t)