Numerical Simulation of Multiphase Hydromechanical Processes Induced by CO2 Injection into Deep Saline Aquifers

Résumé — Simulation numérique des processus hydromécaniques polyphasiques provoqués par l’injection de CO2 dans des aquifères salins profonds — Cet article présente le concept de la modé-lisation ainsi que la simulation numérique d’écoulement biphasé lors de l’injection de CO2 dans des aquifères salins profonds. L’étude se concentre sur des processus à court terme dans la proximité de puits d’injection dans les conditions isothermes. Les équations différentielles principales sont dérivées des équations de bilan de masse et de la quantité de mouvement, et elles sont complétées par des relations constitutives pour des phases solides et fluides ainsi que leur interaction. Les conditions de contrainte sont définies pour la saturation partielle, les fractions de pression de CO2 et l’eau salée. Pour caractériser l’état de contrainte dans la matrice solide, le principe de contrainte effective est appliqué. Le problème couplé considéré est résolu en utilisant le logiciel scientifique interne OpenGeoSys (un logiciel d’éléments finis libre d’accès) et vérifié avec des exemples pour les processus concernés. Abstract — Numerical Simulation of Multiphase Hydromechanical Processes Induced by CO2 Injection into Deep Saline Aquifers — In this paper, the conceptual modeling and the numerical simulation of two-phase flow during CO2 injection into deep saline aquifers is presented. The work focuses on isothermal short-term processes in the vicinity of the injection well. Governing differentia