Percée de CO2—Efficacité et intégrité du scellement de la caprock pour le stockage géologique du carbone

De petites pores dans des caprocks riches en argile à surface spécifique élevée donnent lieu à des pressions d'entrée capillaires élevées et à un fort traînée visqueuse qui entravent la migration du dioxyde de carbone CO2 en flottabilité. Nous avons mesuré la pression de percée et la perméabilité au CO2 résultante à travers des bouchons de sédiment préparés avec du sable, du limon, de la kaolinite et de la smectite, et surveillé leur déformation volumétrique à l'aide de cellules oedométriques haute pression. Les données montrent l'expulsion d'eau et la contraction volumétrique avant la percée de CO2, suivies d'un flux préférentiel de CO2 par la suite. Nos résultats expérimentaux et les données recueillies lors d'études précédentes mettent en évidence la relation inverse entre la pression de percée et la taille des pores, comme anticipé par l'équation de Laplace. En termes de paramètres à l'échelle macro, la pression de percée augmente à mesure que la surface spécifique du sédiment augmente et que la porosité diminue. La pression de percée est généralement inférieure aux valeurs prévues avec des estimations de taille de pores moyenne ; elle peut atteindre ∼6,2 MPa dans des formations argileuses, et 11,2 MPa dans des évaporites. La perméabilité au CO2 après la percée est significativement inférieure à la perméabilité absolue, mais elle peut augmenter avec le temps en raison du déplacement d'eau et de la dessiccation. Les fuites seront contrôlées par advection une fois que la percolation aura lieu dans la plupart des sites de stockage actuellement considérés. Les fuites de CO2 diffusives et advectives à travers des caprocks non fracturés seront mineures et ne compromettront pas la capacité de stockage sur les sites d'injection de CO2. Le