Cerca nel sito per parola chiave

rapporti - Deliverable

Applicazione del codice ad elementi finiti CANT-SD alla modellazione geomeccanica dei serbatoi per lo stoccaggio della CO2

rapporti - Deliverable

Applicazione del codice ad elementi finiti CANT-SD alla modellazione geomeccanica dei serbatoi per lo stoccaggio della CO2

Analisi numerica del comportamento poromeccanico dei siti di confinamento geologico della CO2 e conseguenti verifiche di sicurezza per mezzo del codice di calcolo strutturale ad elementi finiti CANT-SD. Simulazioni degli effetti strutturali dell’iniezione della CO2 in acquiferi salini profondi, con modelli di dettaglio in presenza di faglie.

Una possibile strategia per limitare l’emissione in atmosfera dell’anidride carbonica derivante dai processi di produzione di energia da fonti fossili, consiste nel confinarla in opportuni serbatoi naturali nel sottosuolo. La traduzione di tale strategia in applicazioni concrete richiede un’adeguata conoscenza dei fenomeni fisici coinvolti, per garantire le necessarie condizioni di sicurezza: la CO2 deve rimanere alle profondità previste e l’impatto ambientale in superficie deve essere sufficientemente modesto. Dal punto di vista meccanico, si deve verificare che le sovrappressioni indotte non provochino rotture del terreno, che potrebbero dare origine a impreviste vie di fuga per il gas, nè spostamenti in superficie talida influire sull’integrità delle strutture preesistenti. In questo contesto le attività di simulazione numerica forniscono un fondamentale strumento di supporto. Le attività documentate nel presente rapporto sono state mirate allo sviluppo, al miglioramento e all’applicazione del codice di calcolo strutturale a elementi finiti CANT-SD, un codice proprietario originariamente finalizzato all’analisi dei sistemi diga-bacino, successivamente innovato e potenziato per essere in grado di effettuare l’analisi meccanica dei mezzi porosi (poromeccanica), a partire dacampi di pressione e di temperatura calcolati dall’analisi fluidodinamica.Sono stati eseguiti numerosi problemi test, con l’obiettivo di rendere gli strumenti informatici sviluppati sempre più funzionali e performanti per l’applicazione alle simulazioni su scala reale: la sperimentazione ha riguardato modelli ad alto numero di variabili, necessari per simulare con accuratezza i reali siti di stoccaggio della CO2. La verifica della funzionalità informatica e della correttezza dei risultati è stata spinta fino a un problema test con 4 milioni di nodi. Anche in base ai risultati della nuova sperimentazione numerica, è stata realizzata con successo (sia per l’affidabilità dei risultati, sia per il contenimento dell’onere computazionale) la simulazione geomeccanica del bacino carbonifero del Sulcis, nel quale è stata individuata un’area caratterizzata da condizioni geologiche che appaiono favorevoli al confinamento della CO2. Il sito è caratterizzato da unserbatoio relativamente sottile e dalla presenza di un notevole numero di faglie regionali e locali, anche fra loro intersecanti. E’ stato valutato lo scenario che prevede l’iniezione di 0.2 Mton/anno di CO2 per 30 anni, attraverso un unico pozzo orizzontale. CANT-SD e i relativi strumenti di pre/post-processing sono stati inseriti nel Sistema Integrato di Analisi Modellistica (SIAM), una struttura gestita da un’interfaccia grafica che consente di accedere a tutti gli strumenti software necessari per simulare il processo di confinamento geologico della CO2.

Progetti

Commenti