CCS - Cinétique de formation d’hydrates de CO2 en milieu poreux en conditions de stockage en réservoirs déplétés

Dans le cadre du CCS (capture et stockage du CO2) le stockage dans des réservoirs pétroliers déplétés est envisagé. Or la formation de ces cristaux pourrait conduire à des pertes d’injectivités importantes voire à l’impossibilité d’injecter dans le réservoir. Le risque hydrates est identifié comme primordial. Les objectifs de ce travail de thèse visent à : 
-    comprendre le mécanisme de formation d’hydrate de CO2 (associé ou non à de la précipitation de sel) en milieu poreux et son impact sur l’injectivité (pétrophysique)
-    prévoir la formation d’hydrates et définir les conditions pour l’éviter
Le travail de thèse est axé sur l’expérimentation. Trois dispositifs expérimentaux seront utilisés répondant à des niveaux de complexité croissant. 
Dans une cellule en peek® permettant l’analyse par tomographie RX, la formation d’hydrates en statique dans un milieu poreux non consolidé permettra l’étude et l’optimisation de la cinétique de formation d’hydrates de CO2 dans ce milieu poreux. L’influence de la nature des solides, leur taille, le ratio eau/CO2,…sur la cinétique de formation sera étudié. Le second niveau concernera le transfert des résultats à l’échelle du pore. Pour cela l’outil microfluidique/micromodèle sera utilisé pour affiner les résultats obtenus en cellule. Des tests de formation d’hydrates en capillaire par co-injection de la phase aqueuse et du CO2 seront réalisés dans un capillaire long. La formation des hydrates sera détectée visuellement sous microscope – d’autres techniques de détection pourront être recherchées. Enfin dans un 3ième temps, la faisabilité d’essais de pétrophysique seront menés soit sur mini-carottes sur une plateforme d’écoulement sous X-Ray soit sur banc coreflood classique.
Les données de cinétique et corrélations de formation des hydrates de CO2 viseront à enrichir les modèles réservoirs et notamment à préciser et modéliser les risques hydrates aux abords du puits lors de l’injection de CO2 en réservoirs déplétés et froids.

Mots-clés : Stockage de CO2, milieu poreux, réservoir déplétés, hydrates formation, injectivity.