Évaluation de l’impact mécanique d’un stockage de CO2 dans un aquifère du bassin parisien

Alain Thoraval (1)

1 INERIS - Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques

The objective of PICOREF project was to select and characterize geological sites where CO2 storage in permeable reservoir could be tested at pilot scale. INERIS has contributed to that project by evaluating the mechanical impact of CO2 injection (about 150 kt per year) into a deep saline aquifer (Dogger). As the modelling work was achieved before the results of the reservoir-engineering model were available, it was decided to test a full-coupled approach where effective stresses, total strains and pore pressure are resolved in the same set of «hydro-mechanical» equations. The two-dimensional mechanical FLAC2D code, and especially the two-phase fl ow option, was used for these simulations. Due to the 2-D nature of the model, an equivalent flow rate had to be calculated in order to return the same pressure and saturation values as those obtained in 3-D. No chemical interaction between fluid and mineral phases was taken into account in the simulation. The main results are the following, after the 4-years period of injection: 66 MPa and 5,5 MPa are the maximum overpressure values reached in the reservoir, respectively for CO2 and water phase; horizontal and vertical effective stress variations are respectively 2,5 MPa and 6 MPa; the maximum induced vertical displacement reaches 3 cm, at the top of the reservoir ; no rock-mass failure is computed either for the reservoir or for the caprocks during the injection period and after ; the risk of fractures shearing is null, if one assumes that their friction angle is larger than 30°

Le projet GéoCarbone-PICOREF avait pour objectif de mener les études nécessaires pour sélectionner des sites adaptés au premier stockage géologique de CO2 en France. Financé par l’ANR et coordonné par l’Institut Français du Pétrole (IFP), il s’est déroulé de 2006 à 2008 et a réuni 9 partenaires. Il a traité deux voies potentiellement favorables au stockage que sont l’injection de CO2 en gisement d’hydrocarbures déplété et l’injection en aquifère. Le programme de travail prévu dans le cadre du volet « aquifère » comprend : la construction du modèle géologique ; des simulations de l’injection dans le réservoir ; des simulations de type « transport réactif » rendant compte des phénomènes d’interaction gazeau- minéraux dans le réservoir ; des simulations de l’impact mécanique des variations de pressions dans le réservoir ; l’identification des risques liés à l’injection de CO2, qu’ils concernent la couverture, les puits, les installations de surface ou l’environnement. Les travaux présentés se concentrent sur l’évaluation de l’impact mécanique de l’injection de CO2 au sein d’un aquifère profond du bassin de Paris. Il s’agit plus précisément de quantifier les changements du champ de contrainte induits par les variations de pression de pore, ainsi que la déformation associée du réservoir et du recouvrement (ou couverture). Ces variations des contraintes pourraient induire des ruptures dans le réservoir ou son recouvrement, ainsi que le rejeu de discontinuités rocheuses présentes.

Domaines: Sciences de la Terre

Alain Thoraval. Évaluation de l’impact mécanique d’un stockage de CO2 dans un aquifère du bassin parisien. Rapport Scientifique INERIS, 2009, 2008-2009, pp.107-108. ⟨ineris-01869260⟩