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Million Dollar Toolbox REVIEW

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Title: Million Dollar Toolbox REVIEW


1
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

2
Contexte de la mission professionnelle
Master of Engineering (Tsinghua University)
Diplômes
Mercredi 1er decembre 2010
3
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?

Mercredi 1er decembre 2010
4
Evaluation du risque
Mercredi 1er decembre 2010
Adapted from Bouc, 2008
5
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

Mercredi 1er decembre 2010
6
  • Typologie des reservoirs souterrains

Mercredi 1er decembre 2010
7
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

Mercredi 1er decembre 2010
8
  • Modélisation hydrodynamique

Mercredi 1er decembre 2010
9
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.

Mercredi 1er decembre 2010
10
Modélisation hydrodynamique
  • Analyse de sensibilité
  • (5 paramètres)

Mercredi 1er decembre 2010
11
Modélisation hydrodynamique
  • Application secteur PICOREF

SENS
Mercredi 1er decembre 2010
12
Modélisation hydrodynamique
  • Domaine et paramètres
  • Paramètres
  • Epaisseur des couches, Perméabilité,
  • Salinité,
  • Température

Modèle 2D axi-symetrique
Extension lateral 100 km
Mercredi 1er decembre 2010
13
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

Mercredi 1er decembre 2010
14
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
Mercredi 1er decembre 2010
15
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

Mercredi 1er decembre 2010
16
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.

Mercredi 1er decembre 2010
17
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.

Mercredi 1er decembre 2010
18
Modélisation hydrodynamique
  • Résultats modification de la charge hydraulique
    (MARTHE)

Mercredi 1er decembre 2010
19
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.

Mercredi 1er decembre 2010
20
  • Gestion des conflits dintérêts

Mercredi 1er decembre 2010
21
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
Mercredi 1er decembre 2010
22
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
Mercredi 1er decembre 2010
23
  • 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....

Mercredi 1er decembre 2010
24
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.

Mercredi 1er decembre 2010
25
  • Merci de votre attention!
  • Questions?

Mercredi 1er decembre 2010
26
Modélisation hydrodynamique
  • Perturbation en pression dans le reservoir de
    stockage.
  • Sensibilité des paramètres

Mercredi 1er decembre 2010
27
Mercredi 1er decembre 2010
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