Transport Properties of Lavoux Limestone at Various Stages of CO2-Like Acid-Rock Alteration Propriétés de transport d’un calcaire de Lavoux à différents stades d’altération acideroche de type CO2

Abstract

Since 2005, the French National Research Agency supports several scientific projects intended to select, validate and implement a geological site for CO2 storage in France. The work presented in this paper was carried out within the Geocarbone-Injectivity project, aimed to study the suitability of a carbonate deep saline aquifer located in the Paris basin for a geological CO2 storage. A geological analog to the aquifer rock was chosen in order to perform several petrophysical and transport characterizations. Measured parameters were intrinsic permeability, inertia coefficient, Klinkenberg coefficient, relative permeabilities and transport properties such as the dispersion coefficient and the stratification factor. Samples of Lavoux limestone were characterized in their original state and also after a phase of CO2-like acid-rock alteration. Results show sensible changes in porosity, permeability and inertia coefficient and almost no change in relative permeabilities, dispersion coefficient and stratification coefficient. These results mean that the CO2 injectivity would be maintained and even enhanced during its injection in the considered Dogger formation. Nevertheless, to confirm this observation, additional experimental and modeling work should be performed, taking into account the potential fine migration. A permeability alteration could be expected due to these fine displacements. Depuis 2005, l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) finance des projets scientifiques visant à sélectionner, valider et implémenter un site pour le stockage géologique du CO2 sur le territoire français. Le travail présenté ici a été réalisé dans le cadre du projet Géocarbone Injectivité, dont l’objectif était d’étudier la possibilité d’injecter et de stocker du CO2 dans un aquifère salin profond situé dans le bassin Parisien. Un analogue géologique de cette formation carbonatée a été choisi afin d’en effectuer une caractérisation des propriétés pétrophysiques et de transport. Les paramètres mesurés sont la perméabilité intrinsèque, le coefficient d’inertie, le coefficient de Klinkenberg, les perméabilités relatives ainsi que des propriétés de transport comme le coefficient de dispersion et le facteur de stratification. Des échantillons de calcaire de Lavoux ont été caractérisés dans leur état initial puis altérés par une attaque à l’acide retard à des niveaux d’altération différents selon les échantillons. Les résultats montrent des changements sensibles de porosité, de perméabilité et de coefficient d’inertie. En revanche, les perméabilités relatives et les deux coefficients de transport ne sont pas modifiés sensiblement. Ces résultats vont dans le sens d’un maintien, voire d’une amélioration de l’injectivité du CO2 lors de son injection dans la formation considérée. Cependant, on peut imaginer qu’un déplacement de fines implique une réduction de mobilité du CO2. Une étude complémentaire, à la fois expérimentale et de modélisation, prenant en compte ces possibles déplacements de fines est nécessaire.