Il presente rapporto aggiuntivo descrive una delle attività di Ricerca di Sistema (RdS) svolta nel Progetto “Caratterizzazione dei siti per lo stoccaggio della CO2” dell’Area “Produzione e Fonti Energetiche”. In particolare il rapporto integra il Deliverable 6.1 “Selezione di serbatoi atti allo stoccaggio geologico della CO2”, documentando l’attività svolta in ambito numerico per la simulazione geomeccanica dell’iniezione di CO2 in acquiferi salini profondi. Le attività di modellazione numerica rappresentano un fondamentale strumento di supporto per la progettazione di un intervento di sequestro geologico, al fine di stimare l’effettiva capacità di accumulo dei siti selezionati e di valutare i parametri tecnologici (portata e/o pressione massima di immissione) necessari per eseguire le operazioni di iniezione e di sequestro in condizioni di sicurezza, sia in termini di identificazione delle possibili fughe di gas, sia in termini di stabilità e integrità del deposito. Lo studio è stato svolto avvalendosi di strumenti numerici che hanno permesso di identificare i percorsi di migrazione della CO 2 dalla zona di iniezione, la variazione di pressione indotta nel fluido a causa dell’iniezione stessa e la conseguente variazione dello stato di sforzo efficace nel deposito. Per il conseguimento di questi obiettivi sono stati utilizzati due codici numerici, il primo (il codice a volumi finiti TOUGH2) per l’analisi fluidodinamica, il secondo (il codice ad elementi finiti CANT-SD) per la successiva analisi strutturale. Le attività documentate nel presente rapporto sono state orientate alla definizione dei criteri e delle scelte da adottare per lo studio dei depositi di stoccaggio della CO 2 . A tale scopo è stato studiato il caso test rtp 7-1 del codice TOUGH2 che analizza l’impianto di Sleipner nel Mare del Nord dove circa 1 Mt/anno di CO 2 viene iniettata in un acquifero salino stratificato (la formazione sabbiosa di Utsira) attraverso un pozzo di iniezione orizzontale lungo 100 m. Assumendo che le analisi possano essere effettuate in modo disaccoppiato, il problema è stato studiato separatamente dal punto di vista fluidodinamico e dal punto di vista geomeccanico, utilizzando come carico strutturale le variazioni di pressione del fluido calcolate con l’analisi fluidodinamica. Il carico corrispondente ad un particolare istante selezionato (dopo 30 giorni di iniezione) è stato progressivamente amplificato fino a produrre uno stato di crisi strutturale. La valutazione dell’integrità della riserva è stata effettuata conducendo le analisi su domini di diversa estensione, a partire dalla sola formazione sabbiosa dove si effettua l’iniezione (che ha rappresentato il dominio originario delle analisi fluidodinamiche), fino a comprendere porzioni sempre più estese del caprock e del sottofondo, assunti impermeabili nell’analisi fluidodinamica. Si sono utilizzati per il terreno due differenti modelli di comportamento: uno elasto − plastico (dotato di criterio di rottura) ed uno elastico – lineare (associato ad opportuni criteri di rottura applicati a posteriori). I risultati delle analisi hanno mostrato che per una corretta simulazione dell’iniezione della CO 2 in un acquifero salino profondo non è sufficiente limitare l’analisi geomeccanica alla sola formazione sabbiosa, all’interno della quale avviene l’iniezione, ma è necessario prendere in considerazione anche porzioni sufficientemente estese del terreno sovrastante e sottostante (caprock e sottofondo). Le analisi condotte utilizzando i due diversi modelli di comportamento hanno portato a risultati confrontabili in termini di variazione dello stato di sforzo efficace. Le analisi a rottura hanno permesso di determinare, in funzione del modello costitutivo, il massimo fattore di amplificazione del carico applicato, interpretabile alla stregua di coefficiente di sicurezza. Nel caso di analisi elasto – plastica, che contiene in sé il criterio di rottura, si è ottenuto un fattore di amplificazione (pari a 6.8) leggermente superiore rispetto a quelli valutati con i criteri di rottura a trazione e a taglio associati al modello costitutivo elastico – lineare (rispettivamente pari a 6.6 e 6.0).