Vers un modèle probabiliste pour la formation de réseaux de fissures dans les roches lors de l’injection de CO₂

Towards a probabilistic model for the formation of crack networks in rocks

¹ BRGM Service Aménagement et Risques naturels 3. av. Claude Guillemin 45060 Orléans Cedex 2 m.seyedi@brgm.fr, France.
² LMT-Cachan, ENS de Cachan CNRS UMR 8535 Université Paris 6 61, av. du Président Wilson 94235 Cachan Cedex, France.

Résumé

Le stockage géologique de CO₂ est une des solutions pour diminuer la concentration de gaz à effets de serre. L’éventuelle fuite de CO₂ vers la surface est associée à la perméabilité des roches de couverture et par ce biais peut être reliée à son état de fissuration. Un modèle probabiliste qui prend en compte l’hétérogénéité du matériau est proposé. La propagation de fissures isolées est discutée et la possibilité de formation de réseaux de fissures est analysée. L’interaction entre les fractures est prise en compte en considérant des zones d’obscurcissement correspondant aux effets d’écran créés par chaque fracture.

Abstract

Injection of CO₂ into geologic formations is being practiced today to decrease the greenhouse gas effect, but it is not yet possible to predict with confidence storage volume, formation integrity and long term reliability. Potential CO₂, leakage towards the surface is associated with the cracking state of caprocks through the permeability-fracturing state relationship. A probabilistic method based on the initial distribution of defects is proposed to describe different aspects of the formation of crack networks in rocks under CO₂ injection conditions. Propagation of single cracks is discussed by studying the stress intensity factor variation and the possibility of crack network formation is shown. The interaction between cracks is modelled by considering obscuration zones corresponding to shielding effects created by each crack.