Million Dollar Toolbox REVIEW (1)

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Impact hydrodynamique dun stockage géologique de
CO2 de taille industrielleGestion des conflits
dintérêts avec dautres usages de lespace
souterrain E.Pesquet-Ardisson

• Chaire CTSC Nogent sur Marne

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Contexte de la mission professionnelle
Master of Engineering (Tsinghua University)
Diplômes
Mercredi 1er decembre 2010
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Problematique

• Quel sont les ordres de grandeur de limpact
  hydrodynamique dun stockage géologique de CO2 a
  léchelle industrielle?
• Quels sont les conflits dintérêts qui peuvent
  survenir avec les autres usages de lespace
  souterrain?

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Evaluation du risque
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Adapted from Bouc, 2008
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Etapes de létude

• Etablir une typologie des réservoirs souterrains
• Modéliser limpact hydrodynamique dun stockage
  géologique de CO2 en aquifère profond
• Gestion des conflits dinterêts
• gt Recommandations

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• Typologie des reservoirs souterrains

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Typologie des réservoirs Méthodologie

• Identifier les différentes techniques propre
  chaque exploitation/stockage.
•  Filtrer  celles susceptibles dêtre menacée
  par un stockage de CO2.
• Détailler les caractéristiques géologiques,
  hydrogéologiques et dusage de chaque
  exploitation.
• Application au bassin de Paris

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• Modélisation hydrodynamique

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Modélisation hydrodynamique

• Objectifs
• Analyse de sensibilité sur des paramètres
  critiques du stockage.
• Ordre de grandeur de la perturbation en pression
  sur le réservoir.
• Ordre de grandeur de la perturbation sur la
  drainance.

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Modélisation hydrodynamique

• Analyse de sensibilité
• (5 paramètres)

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Modélisation hydrodynamique

• Application secteur PICOREF

SENS
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Modélisation hydrodynamique

• Domaine et paramètres

• Paramètres
• Epaisseur des couches, Perméabilité,
• Salinité,
• Température

Modèle 2D axi-symetrique
Extension lateral 100 km
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Modélisation hydrodynamique

• Outils
• MARTHE (BRGM) Modélisation hydrogéologique,
  régime permanent gt Calage des perméabilités
  simulation de la charge hydraulique.
• TOUGH2 (LBNL) module ECO2N, Multiphasique,
  régime transitoire gt Etude de la surpression
  réservoir Aquifères sus-jacents.
• Maillage et temps de calcul 30 000 mailles
• gt 6h CPU

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Modélisation hydrodynamique

• Scenario de référence
• 10 Scenarios, combinaison des 4 paramètres.
• - Scenario kc 10-16 m² kr 0.1 D, taux
  injection gt 2 Mt/an, temps dinjection jusqua
  34 ans.
• gt Limites numériques (maillage)

Parameters Scenario (X4)
Cap-Rock permeability 10-18 m²
Reservoir permeability 0.2 D
CO2 injection rate 1 Mt /year
Time of injection 20 years
1D 10-12 m²
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Modélisation hydrodynamique
kc 10-18 m²
kr 0.2 D
CO2 injection rate 1 Mt /year
Time of injection 20 years

• Résultats Extension de la bulle de CO2

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Modélisation hydrodynamique
kc 10-18 m²
kr 0.2 D
CO2 injection rate 1 Mt /year
Time of injection 20 years

• Résultats Perturbation du champ de pression dans
  le réservoir.

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Modélisation hydrodynamique
kc 10-16 m²
kr 0.2 D
CO2 injection rate 1 Mt /year
Time of injection 20 years

• Perturbation en pression dans les aquifères
  supérieurs.

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Modélisation hydrodynamique

• Résultats modification de la charge hydraulique
  (MARTHE)

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Modélisation hydrodynamique

• Limites du modèle
• Couches homogènes
• Pas de prise en compte des failles, puits
  abandonnés
• Pas de prise en compte de lecoulement regional.
• Données plus précises gt bassin de Paris.
• Perspectives
• Model 3D gt Prise en compte de lécoulement
  régional, des puits, des failles, scenarios
  multi-puits.

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• Gestion des conflits dintérêts

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Gestion des conflits dintérêts

• Identification des conflits

CONFLICT USE
Indirect
Direct
Intrinsic Parameters
Resource Use
Reservoir
Expected Impact
Unexpected Behavior
Geology
Hydrogeology
Hydrodynamic impact
Leakage via Infrastructures
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Gestion des conflits dintérêts

• Identification des conflits dans le Dogger du
  bassin de Paris

GE Geothermal energy OG Oil and gas GW
Groundwater NGS Natural Gas Storage
CCS CONFLICT USE
Indirect
Direct
Intrinsic Parameters
Resource Use
GE OG
Reservoir
Expected Impact
Unexpected Behavior
Geology
Hydrogeology
Hydrodynamic impact
Leakage via Infrastructures
OG
GE OG
GE OG in the reservoir GW
GE OG NGS
Natural Risks and CO2 storage Safety division
gt 22
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• Contexte actuel, des conflits identifiés entre
  CCS Vs. autres usages de lespace souterrain gt
  Conflits gérables
• Evolution future des usages souterrains à
  lhorizon 2020-2030
• Contexte environnemental Changement climatique
• Contexte économique Prix du pétrole
• Contexte géopolitique Augmentation des
  stockages et indépendance énergétique....

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Gestion des conflits dinterets

• Recommandations
• Déterminer un périmètre dexploitation, de
  protection prenant en compte la perturbation en
  pression gt distance minimum entre deux sites.
• De façon plus générale, considérer lespace
  souterrain avec une approche intégrée et non
  sectorielle gt Rôle dun organisme public.
• Utilisation doutils de gestion spatiale 3D
  (SIG)gt Approche volumique de lusage de lespace
  souterrain.
• Développer les recherches sur le régime
  hydrodynamique du bassin de Paris (Cf Violette et
  al, UPMC) gt modèle plus réaliste.
• Développer des synergies des usages souterrains
  (EOR, EGS).
• gt Les conflits ne sont pas que dordre
  technique.

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• Merci de votre attention!
• Questions?

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Modélisation hydrodynamique

• Perturbation en pression dans le reservoir de
  stockage.
• Sensibilité des paramètres

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