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Triaxial stresses, anisotropic damage, and directional fluid flow across scales

Projektbeschreibung

Die Strömungsdynamik in zerklüftetem Gestein genauer beleuchten

Die Vorhersage des Fluidstroms in zerklüftetem Gestein ist wichtig für die geothermische Energieerzeugung und die CO2-Speicherung. Genaue Simulationen hängen davon ab, wie sich dreidimensionale Spannungen auf die Bruchgeometrie und die Fließrichtung auswirken. Das derzeitige Wissen ist allerdings begrenzt, da es schwierig ist, die Bedingungen in der tiefen Kruste im Labor nachzubilden, wo die Experimente oft unter vereinfachten, zweidimensionalen Bedingungen durchgeführt werden. Im Rahmen des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts TRIFLOW soll diese Lücke geschlossen werden, indem es eine neuartige Vorrichtung zur Verformung von Proben unter echten Krustenbedingungen einsetzt. Durch die Integration von 3D-Kartierungen fossiler Fluidströme und fortgeschrittenen numerischen Analysen zielt TRIFLOW darauf ab, die Sicherheit und Effizienz der unterirdischen Fluidinjektion zur Energieerzeugung und CO2-Speicherung zu verbessern.

Ziel

The ability to accurately predict both the magnitude and direction of fluid flow within fractured rocks is paramount for the secure injection of fluids into the subsurface—an essential operation for geothermal energy production and CO2 storage. Even though the stress conditions at depth control the creation of fractures and the transport of fluids through them, technical difficulties have impeded the replication of crustal conditions in the laboratory, and the knowledge of fracture development comes primarily from experiments conducted under simplified two-dimensional stress conditions. This limited perspective has restricted the understanding of the interplay between three-dimensional stresses, the geometry of developed fracture networks, and the direction of fluid flow within fractured rocks. Furthermore, a key challenge for large-scale fluid flow prediction is the extrapolation of results obtained at the laboratory scale (centimetres) to actual reservoir scale (hundreds of meters to kilometres). This project, TRIFLOW, will use for the first time a novel apparatus to deform samples under representative crustal conditions to establish how 3D stresses influence fracture geometry and directional permeability. These results will be combined with innovative 3D mapping methods applied to natural examples of fossilised fluid flow in the form of vein networks, and numerical analyses, to study the dynamics of tridimensional fluid flow across scales. The outcomes of this project are expected to bring substantial advancements to our comprehension of fluid flow dynamics under genuine crustal conditions. This improved understanding will, in turn, enhance the precision of fluid flow simulations for applications involving the injection of fluids into fractured rocks, thereby contributing to the safety of processes such as geothermal fluid injection for energy generation and CO2 storage, both of which are crucial solutions for reducing greenhouse emissions to the atmosphere.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Koordinator

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PADOVA
Netto-EU-Beitrag
€ 172 750,08
Adresse
VIA 8 FEBBRAIO 2
35122 Padova
Italien
Region
Nord-Est Veneto Padova
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten