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Heat Transport in Fractures and Fracture Networks – Simulation, Inversion, Measurements

Descrizione del progetto

Decifrare l’impatto delle geometrie di frattura sull’efficienza del trasferimento di calore

I giacimenti fratturati, a seconda della loro geometria, possono essere adatti per sistemi geotermici potenziati. Forniscono una traiettoria ideale per la circolazione del fluido di lavoro e l’estrazione efficiente del calore. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto HeatSIM intende studiare i processi termo-idraulici accoppiati nelle rocce fratturate e il conseguente trasferimento di calore su diverse scale. In primo luogo misurerà il trasferimento di calore in una varietà di geometrie sperimentali di fratture e quantificherà l’impatto dei parametri geometrici sulla temperatura di uscita. Quindi, utilizzando tecniche di modellazione inversa, applicherà semplificazioni concettuali alle geometrie sperimentali, insieme alla simulazione numerica per prevedere le temperature di efflusso. Diversi modelli di questo tipo saranno eseguiti per calibrare le loro proprietà idrauliche e termiche dalle curve di rottura termica sperimentali.

Obiettivo

Fractured reservoirs are targets for enhanced geothermal systems (EGS), because a network of fractures in an otherwise solid rock is an optimal pathway for circulating the working fluid while efficiently extracting heat. The main ambition of HeatSIM (Heat Transport - Simulation, Inversion, Measurements) is to increase our comprehension of coupled thermal-hydraulic processes and the resulting heat transfer in fractured rocks over different scales, by experimental imaging, numerical simulation and inverse modeling of lab data. The first work package (WP1) will measure heat transfer in laboratory experiments, focusing on the influence of fracture wall topographies and local fracture apertures, dead-end fractures, fracture network topology, and fracture intersections. To this aim, a novel optical thermometry measurement technique, based on the temperature-dependent fluorescence of phosphor colloids, will provide the evolving temperature field within the fluid domain and solid matrix with high spatial and temporal resolutions. A sensitivity analysis will allow quantifying the influence of the various geometric parameters on the outflow temperature. HeatSIM’s WP2 will then propose conceptual simplifications to the experimental geometries, coupled to numerical simulation to predict outflow temperatures. Different such models will be implemented, and their hydraulic and thermal properties will be calibrated from the experimental thermal breakthrough curves. Their outflow temperature prediction capabilities will also be compared. Thanks to the applicant’s strong background in EGS, numerics and inverse modeling, and the host team’s expertise in fractured media, subsurface heat transport and lab experiments, HeatSIM will thus decipher the impact of fractured media’s geometry on heat transfer efficiency, and provide new insights into the prediction of geothermal sites’ efficiency and the optimization of geothermal energy energy extraction.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE
€ 242 260,56
Indirizzo
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato