L'injection de CO₂ dans les réservoirs de roches carbonatées est une technologie clé pour augmenter la production de gaz naturel et le stockage du carbone. Après injection du CO₂ dans le réservoir, il se dissout dans l'eau de la formation, formant un fluide acide et dissolvant partiellement certains minéraux, ce qui entraîne des modifications des paramètres de porosité et de perméabilité du milieu poreux. Une méthode de Boltzmann sur réseau (LBM) couplant réactions et transport a été développée, validée par des expériences de déplacement utilisant la tomographie par micro-ordinateur (Micro-CT) sous des conditions de haute température et pression, révélant le mécanisme de dissolution à l'échelle des pores après injection de CO₂ dans le réservoir carbonaté. En simulant les réactions de dissolution sous différentes différences de pression (0,5 ~ 2,0 MPa), pressions de surpression (10,0 ~ 50,0 MPa) et températures (40 ~ 140 ℃), les caractéristiques cinétiques et les règles d'évolution de la porosité ont été déterminées. Les résultats montrent que : ① L'augmentation de la différence de pression élargit la zone couverte par le fluide, augmente la concentration des ions hydrogène dans les pores, améliorant ainsi l'efficacité de la dissolution ; la quantité dissoute de roche carbonatée est passée de 10,6 % à 17,9 %. ② L'élévation de la pression de surpression augmente la solubilité du CO₂, ce qui accroît la concentration en ions hydrogène et l'acidité de la solution, favorisant la réaction de dissolution ; la quantité dissoute de roche carbonatée est passée de 10,6 % à 19,0 %. ③ À haute température, bien que la baisse de la solubilité du CO₂ entraîne une diminution de la concentration en ions hydrogène, ce qui inhibe partiellement la réaction de dissolution, l'augmentation de la vitesse de réaction domine encore, la quantité dissoute continuant d'augmenter jusqu'à 42,7 % contre 10,6 %. De plus, une dissolution inégale marquée a été observée dans toutes les conditions, confirmant que la structure poreuse contrôle la morphologie de la réaction de dissolution.

méthode lattice Boltzmann (LBM); cinétique de réaction; dissolution des minéraux; simulation à l’échelle des pores; système CO₂-eau-roche; capture, utilisation et stockage du carbone (CCUS)