Thèse soutenue

Évolution des propriétés pétrophysiques d'écoulement pendant une injection de CO2 et impact induit au niveau de l'injectivité

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Auteur / Autrice : Lionnel Algive
Direction : Mostafa FourarSami Bekri
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et énergétique
Date : Soutenance le 06/11/2009
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Institut Français du Pétrole
Laboratoire : Laboratoire d'énergétique et de mécanique théorique et appliquée (Nancy)
Jury : Président / Présidente : Pierre Adler
Examinateurs / Examinatrices : Mostafa Fourar, Sami Bekri, Pierre Adler, Dominique Bernard, Patrick Egermann, Olga Vizika-Kavvadias
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Adler, Dominique Bernard

Résumé

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En vue de contrôler les émissions de gaz à effet de serre, il est envisagé d’injecter du CO2 dans des réservoirs géologiques. Or le CO2 n'est pas un gaz inerte. En modifiant la composition chimique de l'eau in situ, il est à l'origine d'interactions roche/fluide. Ces réactions géochimiques impactent les propriétés d'écoulement. Aussi, pour s'assurer de la viabilité et de la pérennité du stockage, les opérateurs ont besoin de simulations tenant compte de ces écoulements réactifs. Cependant les paramètres de l'équation macroscopique de transport utilisée sont affectés par les réactions surfaciques. Or, ces spécificités dues au transfert de masse ne sont pas prises en compte actuellement. De même, la loi perméabilité-porosité (K-F) n’est estimée que semi-empiriquement. Le but de cette thèse a été de développer une méthode pour obtenir les coefficients macroscopiques précédents et les relations K-F, en résolvant les équations gouvernant les phénomènes à l'échelle du pore. Pour ce faire, nous avons utilisé l'approche réseau de pores. L'avantage du modèle réseau est qu'il prend en compte explicitement la structure tout en conceptualisant cette dernière à un ensemble de pores et de canaux à la morphologie simplifiée (sphères, cylindres). L'étude est basée sur deux changements d'échelles successifs : du local au pore, puis du pore à la carotte. Le problème de transport réactif est résolu pour des éléments basiques, analytiquement ou numériquement. Puis, en faisant appel aux solutions précédemment trouvées, le transport réactif est traité sur l'ensemble du réseau. Notre model fut validé par des observations sur micromodèles, puis à l'aide d'une expérience d'altération acide