MSc Ingénierie de l'énergie souterraine

Aperçu du cours

Les étudiants se concentreront sur la modélisation et la simulation des propriétés du sous-sol, les processus dans les applications industrielles pour aider à la transition vers un système énergétique plus propre ; la capture et le stockage du carbone; l'énergie géothermique; ressources en eaux souterraines et mécanique et stabilité du sol.

Description du cours

Le programme de maîtrise en génie de l'énergie souterraine offre un programme d'enseignement et de recherche intégré fascinant dans le contexte de l'énergie et de l'utilisation des systèmes souterrains pour obtenir une énergie plus propre et plus durable.

Des études de recherche montrent que la demande mondiale d'énergie augmentera de 25 % d'ici 2050. Pour répondre à cette demande tout en relevant le défi du réchauffement climatique en évoluant vers une énergie plus propre, des efforts sociétaux multidimensionnels, axés sur l'ingénierie, managériaux et politiques sont nécessaires. On s'attend à ce que les deux tiers de l'énergie mondiale soient couverts par des sources renouvelables d'ici 2050. Cependant, la transition des combustibles fossiles vers les énergies renouvelables nécessite une utilisation durable intégrée des sources d'énergie existantes, y compris les combustibles fossiles conventionnels, et le développement de nouvelles technologies pour décarbonation et énergie propre.

Dans ce contexte, les géosystèmes jouent un rôle essentiel car ils offrent non seulement des sources de combustibles fossiles (pétrole et gaz), mais également des énergies renouvelables (par exemple, l'énergie géothermique) et une capacité de décarbonisation (séquestration géologique du CO2). Le MSc Subsurface Energy Engineering - développé conjointement en collaboration avec le Département des sciences de la Terre et de l'environnement - donnera une opportunité unique aux étudiants - avec une qualification préalable en ingénierie - d'acquérir les compétences d'ingénierie et de modélisation requises telles que la caractérisation du sous-sol, la physique des roches et des fluides , écoulement et transport multiphasiques dans le système souterrain, modélisation et simulations de réservoirs et thermodynamique des fluides de réservoir. Les étudiants acquerront une compréhension conceptuelle approfondie et systématique et les compétences pratiques en ingénierie nécessaires pour diverses applications industrielles telles que l'ingénierie des réservoirs, l'ingénierie géothermique et la séquestration du carbone. De plus, le programme offre des opportunités uniques aux étudiants talentueux de travailler avec l'industrie pendant la recherche MSc.

Le développement du campus d'ingénierie de Manchester (MECD), le nouveau centre de 400 millions £ de The University of Manchester spécialement conçu pour l'ingénierie et la science des matériaux, est en voie d'achèvement. Le déménagement physique vers le nouveau développement devrait avoir lieu entre janvier 2022 et décembre 2022. Bien qu'il soit prévu que l'accès à l'équipement ou aux travaux sur des projets pour lesquels un tel accès est requis puisse être limité pendant la période du déménagement, des plans sont en cours pour s'assurer que toute perturbation causée est minimisée, une large sélection de projets de thèse continuera d'être disponible et une excellente expérience étudiante reste essentielle.

Détails de l'unité de cours

Ce programme est soumis à approbation. Les unités de cours suivantes sont censées former le contenu du programme, mais peuvent être sujettes à modification.

Compétences en communication et préparation de projet 1 et 2 (15 crédits) : le cours vise à doter les étudiants des compétences nécessaires pour communiquer des informations, des connaissances et des idées scientifiques à un public expert et non expert. Deux visites sur le terrain s'appuient sur les concepts enseignés tout au long du programme de maîtrise. L'évaluation de chaque voyage se concentre sur les compétences sur le terrain, en utilisant une série d'exercices pour développer ces compétences de base.

Fondamentaux de la géoscience appliquée du sous-sol (15 crédits): Le cours couvre les moteurs commerciaux pour collecter et interpréter des données géologiques pour une gamme d'applications. Nous décrivons les principes fondamentaux de l'environnement souterrain; la température et la pression, et les propriétés géologiques clés qui sont importantes dans l'évaluation des réservoirs souterrains.

Compétences d'interprétation clés : Évaluation de la formation (15 crédits) : Les données géophysiques et de forage sont les seules sources de données pour décrire la structure du sous-sol, ses propriétés et pour réduire l'incertitude dans le sous-sol. Les données sont généralement utilisées comme données d'entrée pour la modélisation du sous-sol. Cette unité offre une vue d'ensemble intégrée de l'acquisition, du traitement et de l'interprétation des données géophysiques et pétrophysiques souterraines avec une application à une gamme de problèmes souterrains.

Processus de transport physico-chimique souterrain (15 crédits) : cette unité permettra aux étudiants d'analyser et d'évaluer les processus physiques et chimiques fondamentaux dans les systèmes souterrains pour l'industrie pétrolière et gazière, la récupération d'énergie géothermique, le stockage géologique du carbone. Les sujets qui seront couverts dans cette unité comprennent la porosité, la perméabilité, les roches réservoirs typiques (grès, carbonate), les essais de puits et l'estimation de la taille du réservoir et le transport réactif pour le processus de stockage du carbone et la récupération de l'énergie géothermique.

Fondamentaux de la modélisation et de la simulation numériques (15 crédits): Cette unité permettra aux étudiants d'analyser et d'évaluer les processus physiques et chimiques fondamentaux dans les systèmes souterrains pour l'industrie pétrolière et gazière, la récupération d'énergie géothermique, le stockage géologique du carbone. Il fournira également une formation pour écrire les modèles mathématiques nécessaires pour résoudre une ingénierie du sous-sol et identifier et évaluer la limite appropriée et la condition initiale applicables à une étude de cas du sous-sol.

Propriétés des fluides souterrains (15 crédits) : l'unité couvre les propriétés des systèmes de fluides souterrains, de l'eau et des produits chimiques. Nous fournissons les bases théoriques et empiriques pour caractériser le comportement des fluides, de l'eau et des produits chimiques du sous-sol. Nous introduisons les propriétés clés de l'eau et des produits chimiques utilisés pour l'extraction de la chaleur géothermique et les processus de récupération assistée du pétrole.

Mécanique du sous-sol et géoingénierie (15 crédits) : Toutes les activités du sous-sol, de l'exploitation minière et du forage à la construction, déstabilisent et déforment la structure du sous-sol existant. Les théories de la contrainte, de la déformation et de l'élasticité infinitésimales, ainsi que de la résistance et des modes de rupture des roches sont des sujets qui doivent être compris par l'ingénieur du sous-sol en exercice.

Modélisation avancée du sous-sol (15 crédits): L'unité couvre des sujets liés à la modélisation numérique de l'écoulement dans les systèmes poreux souterrains, y compris IMPES par rapport aux schémas entièrement implicites, approximation du flux à deux points par rapport à l'approximation du flux multipoint et simulation numérique de 1D / 2D simple, écoulement non miscible à deux et multiphases (par exemple, huile/eau, solutions huile/tensioactif et solutions huile/polymère).

Mémoire (60 crédits)