Geological Sequestration of CO₂in Mature Hydrocarbon Fields. Basin and Reservoir Numerical Modelling of the Forties Field, North Sea

Abstract

Résumé -Piégeage géologique de CO 2 dans un champ d'hydrocarbures mature. Modélisation à l'échelle bassin et réservoir du champ de Forties, mer du Nord -La modélisation numérique est l'un des seuls outils dont on dispose pour évaluer le devenir du CO 2 injecté dans les réservoirs géolo-giques profonds, et en particulier dans les gisements d'hydrocarbures exploités. Une fois calée sur la situation actuelle observée pour les roches et les fluides, elle peut être utilisée pour prédire la migration du gaz injecté, aussi bien dans le réservoir hôte que dans sa couverture. Nous présentons ici une méthode qui, en utilisant des modèles numériques déjà existants, permet une évaluation des risques de fuite du CO 2 liés à l'environnement géologique. Cette approche a été appliquée à un exemple réel, démontrant l'efficacité du champ de Forties en mer du Nord, vis-à-vis d'un piégeage du CO 2 sur une durée de l'ordre de 1000 a. Nous montrons que les résultats de simulation plaident en faveur d'un comportement favorable à la séquestration. Le temps de résidence calculé pour le CO 2 dépasse largement le millier d'années, ce qui rend ce mode de séquestration du carbone plus durable que beaucoup d'autres. De plus, cette étude contribue à fournir des critères pour définir d'autres champs d'hydrocarbures exploités favorables à la séquestration géologique du CO 2 . Abstract

Self-Diffusion of Water and Ions in Clay Barriers

“…In porous media with such low k values, at hydraulic pressure gradients representative of subsurface conditions, molecular diffusion is an important mass transfer mechanism on length scales up to hundreds of meters and millions of years, with implications in the isolation of landfills and contaminated sites (Johnson et al, 1989;Jo et al, 2006;Lange et al, 2009;De Soto et al, 2012), the persistence of dense nonaqueous-phase liquids (DNAPL) in contaminated aquifers (Parker et al, 2004;Chapman and Parker, 2005), the distribution of inert tracers in clay formations (Patriarche et al, 2004b;Lavastre et al, 2005;Mazurek et al, 2011), and the geologic storage of CO 2 (Ketzer et al, 2005;Gherardi et al, 2007) and high-level radioactive waste (HLRW) . Because of the important role of molecular diffusion in clay materials, extensive experimental efforts have aimed to characterize the associated diffusion coefficients.…”

Capturing and storage of CO2 by micron-nano minerals: Evidence from the nature

“…1). The low surface tension between CO 2 fluid and water can make the supercritical CO 2 fluid transfer among mineral particles by buoyancy (Ketzer et al, 2005;Chiquet et al, 2007;Gherardi et al, 2007). The characteristics of CO 2 fluid and water interface also determine the capillary storage capacity of mineral pores (Juanes et al, 2006).…”

Gas-Water-Rock Interactions Induced by Reservoir Exploitation, CO2 Sequestration, and Other Geological Storage

“…Transient HM conditions may prevail during this stage due to the potential production of significant amounts of gases, e.g., hydrogen from the corrosion of steel canisters. Specific problems are related to gas: overpressuring that can cause damage to barriers; release of volatile radionuclides such as 14 Figure 4 The concept of CO 2 storage in deep permeable reservoirs, either saline aquifers or depleted hydrocarbon fields. Critical temperature and pressure of pure CO 2 and H 2 S, respectively, are indicated.…”

“…In the second set of articles a first group, [11][12][13][14], use existing numerical models, in particular geochemical software, to understand natural behaviours or to evaluate storage performance. Paper [15] combines the two aspects.…”