Simulazione Dinamica del Flusso dell’Iniezione di CO₂ in Mezzi Porosi Sotterranei = Flow Dynamic Simulation of CO2 Injection In Underground Porous Media

La cattura dell’anidride carbonica (CO₂) nei reticoli capillari delle rocce di giacimento rappresenta un percorso efficace per lo stoccaggio geologico a lungo termine. Su scala dei pori, il potenziale di intrappolamento della CO₂ dipende dalla pressione di iniezione, dalla temperatura e dall’interazione della roccia con i fluidi circostanti. Modellare tale interazione richiede una rappresentazione adeguata sia del volume capillare sia della superficie. Tuttavia, a causa della mancanza di rappresentazioni scalabili, la previsione del potenziale di stoccaggio della CO₂ di una roccia risulta complessa [2]. In questa tesi si parte dalle tecnologie CCS (Carbon Capture and Storage), illustrando le diverse tipologie di stoccaggio e i meccanismi di intrappolamento della CO₂. Successivamente, viene costruito un modello 3D di giacimento e vengono effettuate simulazioni utilizzando due software differenti, Open Porous Media (OPM) e tNavigator, al fine di valutare l’effetto delle proprietà critiche del giacimento e dei parametri operativi. Tra questi parametri rientrano: profondità, permeabilità, saturazione critica del gas, portate di iniezione e vincoli di pressione. Nella seconda parte viene condotta un’analisi di sensitività per studiare l’influenza di tali parametri sul comportamento della CO₂ e sulle prestazioni dello stoccaggio. Inoltre, lo studio esplora l’influenza della dissoluzione convettiva e della diffusione nei sistemi salini: i risultati mostrano che, mentre la dissoluzione ha un ruolo significativo nella distribuzione della CO₂ e nel profilo di pressione, la diffusione ha un impatto minimo nelle condizioni modellate. Infine, vengono confrontati i risultati ottenuti con OPM e tNavigator, evidenziando un’elevata somiglianza in termini di saturazione del gas, pressione nel pozzo e volume totale di gas iniettato. tNavigator offre capacità avanzate di modellazione composizionale. Questo studio fornisce una panoramica utile per definire strategie operative nei futuri progetti CCS, contribuendo alla riduzione della CO₂ atmosferica e alla mitigazione degli effetti del cambiamento climatico.