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

Description du projet

Examiner la dynamique de l’écoulement des fluides dans les roches fracturées

La prévision de l’écoulement des fluides dans les roches fracturées est importante pour la production d’énergie géothermique et le stockage du CO2. La précision des simulations dépend de la compréhension de l’effet des contraintes tridimensionnelles sur la géométrie des fractures et la direction des fluides. Les connaissances actuelles sont toutefois limitées en raison des difficultés à reproduire les conditions de la croûte terrestre profonde en laboratoire, où les expériences sont souvent menées dans des conditions de contrainte simplifiées et bidimensionnelles. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet TRIFLOW comble cette lacune en utilisant un nouvel appareil pour déformer des échantillons dans des conditions crustales réelles. En intégrant la cartographie 3D de l’écoulement des fluides fossilisés et des analyses numériques avancées, TRIFLOW vise à améliorer la sécurité et l’efficacité de l’injection de fluides souterrains pour la production d’énergie et le stockage du CO2.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinateur

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PADOVA
Contribution nette de l'UE
€ 176 622,08
Coût total
Aucune donnée