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Experimental investigation of CO2 solubility trapping in heterogeneous 3D porous media

Description du projet

Un examen plus attentif du piégeage du CO2 dissous

Le piégeage par solubilité (PS) fait référence à la dissolution du CO2 dans un fluide de formation. Cette méthode facilite le stockage du CO2 atmosphérique, qui contribue aux deux tiers du réchauffement planétaire par le biais de l’effet de serre. Bien que le PS ait fait l’objet d’études poussées, les résultats ne peuvent pas rendre compte de l’hétérogénéité de l’écoulement à l’échelle des pores, et la plupart des expériences sont incapables de produire une mesure complète de l’évolution du système. Le projet ExpeCO2SolTrap, financé par l’UE, élargira les expériences pour permettre de réaliser des mesures de la vitesse des fluides dans des milieux poreux granulaires en 3D, et ce à l’échelle du pore.ExpeCO2SolTrap étudiera également l’incidence de l’hétérogénéité du milieu à l’échelle de Darcy (p. ex. perméabilité/porosité) à titre expérimental dans les milieux poreux granulaires ainsi que dans les milieux poreux imprimés en 3D à hétérogénéité contrôlée.

Objectif

Atmospheric CO2 contributes to 2/3 of the Earth’s global warming by greenhouse effect. Storing CO2 in deep geological formations is the main mitigation measure currently available. ExpeCO2SolTrap addresses solubility trapping (ST), a trapping mechanism of CO2 in dissolved form within the resident brine of the subsurface porous medium, which allows storing CO2 perennially by gravity. ST has been studied extensively in the last 10 years. But numerical studies cannot account for the pore scale heterogeneity of the flow, while most experiments cannot provide a full measurement of the system’ evolution (in particular its dissolution flux). Recent ground-breaking experiments by the host group and secondmend group of ExpeCO2SolTrap have shown that the growth of the instability is orders of magnitude faster than that predicted by a Darcy scale numerical simulation of the experimental process, due to coupling beween the gravitatitional instability and the heterogeneity of pore scale flow. This effect has been hitherto ignored in the literature. Furthermore, the impact of Darcy scale heterogeneity has hardly been studied, in particular not experimentally. ExpeCO2SolTrap proposes to (i) extend the experiments developed in the host group and secondment group to allow for pore scale measurement of fluid velocities three-dimensional (3D) granular porous media, in order to fully understand the aforementioned coupling, and (ii) to study the impact of Darcy scale (e.g. permeability/porosity) heterogeneity of the medium experimentally in granular porous media as well as in 3D-printed porous media of controlled heterogeneity. Two experiments, both relying on refractive index matching of the flowing liquid to the solid phase, but using respectively analogue fluids and dissolved CO2, will be used in parallel. Pore scale concentration fields will be measured by laser-induced fluorescence and scanning by laser sheets, while fluid velocities will be measured by stereo-PIV.

Coordinateur

UNIVERSITE DE RENNES
Contribution nette de l'UE
€ 195 914,88
Adresse
263 AVENUE DU GENERAL LECLERC
35042 RENNES
France

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Région
Bretagne Bretagne Ille-et-Vilaine
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)