Confining Properties of Carbonated Dogger Caprocks (Parisian Basin) for CO2 Storage Purpose

Le projet Geocarbone-Integrite, finance par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) de 2006 a 2008, vise a developper les connaissances et les techniques necessaires a la prevision de l'efficacite et la securite du confinement sur le long terme des stockages geologiques de CO2. La premiere tâche a ete de caracteriser a l'echelle petrographique, les facies carbonates du sommet du Dogger appartenant aux formations des Calcaires du Comblanchien et de la Dalle Nacree, situees mmediatement au-dessus des niveaux reservoirs retenus comme potentiels sites de stockage. Une etude petrophysique precise des facies de couvertures potentielles est realisee. La porosite, la distribution de taille de pores et la permeabilite sont determinees en utilisant des methodes adaptees a des milieux tres peu permeables (<10 microDarcy). Les permeabilites sont mesurees a l'azote, a l'helium et a la saumure sous pression de confinement avec la methode stationnaire et la methode transitoire. Les porosites sont faibles et varient de 2 a 9 % suivant le facies, et les permeabilites en monophasique varient de 0,3 a 20 microDarcy. Le fait d'utiliser plusieurs techniques de mesure de porosite et permeabilite permet d'evaluer l'incertitude des resultats. La pression capillaire de seuil est estimee par les courbes d'injection de mercure (Purcell). L'estimation a partir des courbes de Purcell est sujette aux incertitudes (choix des tensions interfaciales et du point d'entree du mercure) et ne remplace donc pas une mesure directe de pression de seuil. La pression de seuil est donc aussi mesuree sur carotte en conditions in situ avec de l'azote (N2) et du dioxyde de carbone (CO2), pour voir l'effet du CO2 sur la pression d'entree par rapport a un gaz neutre. Deux methodes sont utilisees, la methode classique par paliers de pression et la methode dynamique. La methode dynamique est basee sur la reduction de debit de saumure en sortie de l'echantillon lorsque le gaz commence a penetrer a l'entree de l'echantillon sature en saumure. Chacune de ces methodes possede des avantages et des limites d'application mis en exergue dans le cadre de cette etude. Pour le systeme CO2/saumure les valeurs de pressions de seuil mesurees vont de 0,4 a 22 bar suivant les facies. Les valeurs de Pth, meme pour le facies le plus compact, sont probablement trop faibles pour que l'on puisse exclure une penetration du CO2 dans la roche de couverture. Cette constatation n'interdit toutefois pas d'envisager un stockage de CO2, dans la mesure ou on peut montrer que la permeabilite de la couverture est suffisamment faible, et son epaisseur suffisamment grande, pour que cette penetration reste limitee malgre le maintien de la surpression sur la duree