Utvikling av integrert programvare for samkjøring av flerfase-simulatoren Ledaflow med reservoar-simulatoren GEM for simulering av flerfase CO₂ injeksjonsstrømning mellom brønn og reservoar

Utvikling av integrert programvare for kobling av den dynamiske flerfasestrømningssimulatoren LedaFlow® og reservoarsimulatoren GEM, for simulering av flerfase CO₂-injeksjon i uttømte reservoarer

Prosjektets omfang

Prosjektets mål er å skape et kommersielt tilgjengelig integrert brønn- og reservoarmodelleringssystem som kan fange opp den detaljerte interaksjonen mellom brønnen og nærbrønnreservoarregionen for CO₂-injeksjonsprosjekter. Dette vil tillate en betydelig forbedring i evnen til å redusere risikoen for driften av disse CO₂-injeksjonsbrønnene sammenlignet med dagens kapasiteter som bruker en enkel fast tabell for å representere reservoarresponsen.

CCS-prosjekter som ønsker å lagre CO₂ i uttømte gassreservoarer vil oppleve store trykk- og temperaturendringer i den nære brønnregionen som vil ha en betydelig innvirkning på injektivitet (hastigheter og trykk som brønnen kan operere ved) og brønnintegritet (med lokalisert oppsprekking pga. store termiske endringer). Disse effektene på injektivitet er avgjørende for den økonomiske levedyktigheten til slike prosjekter og fanges ikke opp av eksisterende tilgjengelige verktøy.

Hovedleveransen og resultatet av dette prosjektet er å lage et passende kontrollerprogram, med et brukervennlig grensesnitt, for å koble sammen og administrere samspillet mellom, de for tiden separate, brønn- og reservoarsystemene. Denne kontrolleren vil være et nyutviklet system for å koble sammen 2 eksisterende kommersielle løsninger: CMGs GEM-reservoarsimulator; og Kongsberg Digitals LedaFlow® transient brønn- og rørledningssimulator.

Utfordringer møtt:

1. Den første utfordringen er å adressere de forskjellige tids- og lengdeskalaene, siden brønnhullets transiente tidsskala er i sekunder og minutter, mens reservoarsimulatorens tidsskala typisk er i timer, dager eller år. Reservoarsimulatoren må forstå hvordan og når den skal samhandle med brønnhullsmodellen for å fange tilbakemeldinger nær brønnhull inn i brønnhullsystemet på en adekvat måte.

2. En annen utfordring vil være å nøyaktig fange væskeinformasjonen som sendes mellom de to modelleringssystemene for å nøyaktig fange faseoppførselen til CO₂ når den går mellom damp-, væske- og superkritiske faser, spesielt når den forlater brønnhullet og går inn i reservoaret. De forskjellige mengdene av urenheter i CO₂-væsken tilfører også et nytt kompleksitetsnivå til beregningen og kan føre til numerisk ustabilitet.

3. Andre utfordringer vil være knyttet til håndtering og overføring av temperaturinformasjon, håndtering av nær kritisk CO₂ og potensiell vanninntrenging i brønnen.

En sekundær leveranse av dette prosjektet vil være å utvikle numeriske metoder for adekvat å fange disse faseadferdseffektene for å fjerne potensialet for numerisk ustabilitet.