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Durabilité des matériaux de puits pétroliers dans le cadre d'une séquestration géologique de dioxyde de carbone et d'hydrogène sulfuré

Résumé : L'industrie pétrolière envisage la séquestration géologique du dioxyde de carbone (CO2) et du sulfure d'hydrogène (H2S) comme solution pour stocker durablement ces gaz. Elle consiste à les injecter dans des réservoirs géologiques profonds via des puits. Ceux-ci, constitués par des tubes d'acier entourés d'une gaine de ciment, peuvent être dégradés et constituer des chemins de fuite. Diverses expérimentations ont simulé le vieillissement de ces deux matériaux. Un protocole expérimental et analytique spécifique a été mis en place. La simulation numérique du vieillissement du ciment a également été abordée. Le ciment et l'acier sont altérés au contact de diverses phases fluides à 500 bar-120°C et 500 bar-200°C : une saumure, une saumure chargée en H2S-CO2, un mélange saumure+phase supercritique à H2S-CO2 et une phase supercritique à H2S-CO2 en l'absence d'eau liquide. Dans ces trois cas, on observe deux réactions découplées : la carbonatation du ciment par le CO2 et la sulfuration de l'acier par le H2S. Il apparaît que la carbonatation est maximale et que la sulfuration est au contraire minimale au sein de la phase supercritique en l'absence d'eau liquide. Les propriétés texturales et de porosité du ciment sont peu ou pas affectées par tous les traitements à 120°C. La porosité est même réduite en présence de H2S-CO2. Par contre, à 200°C, ces propriétés sont affectées par le fait de la présence d'eau liquide dans le milieu. A cette température, seul le vieillissement du ciment au sein de la phase supercritique sans eau liquide améliore ses propriétés. Dans toutes les conditions testées, l'acier est toujours corrodé, il est donc le matériau le plus vulnérable des puits.
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https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01754381
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Friday, March 30, 2018 - 9:47:17 AM
Last modification on : Monday, April 20, 2020 - 5:41:28 PM

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SCD_T_2006_0015_JACQUEMET.pdf
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  • HAL Id : tel-01754381, version 1

Citation

Nicolas Jacquemet. Durabilité des matériaux de puits pétroliers dans le cadre d'une séquestration géologique de dioxyde de carbone et d'hydrogène sulfuré. Sciences de la Terre. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2006. Français. ⟨NNT : 2006NAN10015⟩. ⟨tel-01754381v1⟩

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