文摘

美国能源部国家能源技术实验室(DOE-NETL)一直在开发方法和工具(在线二氧化碳存储未来的资源估算Excel分析(有限公司₂轻)工具)来估计二氧化碳(有限公司₂在地下水库)存储的潜力。的有限公司₂存储效率方面工具中输入计算存储潜力目标水库。在这方面,两个公司₂存储效率方面进行评估:体积排量( )和微观位移( )。第一项处理公司的效率₂传播到一个可访问的储集层体积,而第二项评估的有效性原生流体位移与有限公司₂。测井解释和核心样本测量被用于创建异构水库模型包括地质统计实现的孔隙度和内在的渗透率。超临界有限公司₂是在过去的30年注入brine-saturated碎屑岩储层模型,石灰石、白云岩岩性和三角洲河流,风成、浅海洋,和礁沉积环境的不同储层参数和注入的场景。水库模型提供垂直非均匀岩石物性属性和指定为“分层储层模型”(均匀参数模型的每一层)不确定过渡之间的同构和异构模型存储效率。另一个发现表明,高效的因素并不一定意味着增加有限公司₂存储;他们表明可用的体积和孔隙空间更充分的利用。的有限公司₂存储效率因素在选择时间点使用动态评估百分位数。这项研究的结果表明,更广泛分布容积效率相比微观效率。发现,占主导地位的浮力力量驱动柱的顶部形成目标,容积效率低。更严格的砂岩和碳酸盐岩地层显示流行的毛细管力和更好的利用储层体积。

1。介绍

地下储存有限公司₂是获得利益作为减少温室气体排放的方法。需要开发的方法估算有限公司₂可以存储在地下被广泛使用和方便。最近,一个标准的指南估算存储有限公司₂在地下一致的术语是由石油工程师协会(SPE)和美国石油地质学家协会(中部)称为存储资源管理系统(srm) [1]。该系统着重于开发一个框架,用于大规模商业存储有限公司₂在地下,一个项目是明确定义与活跃的注水井和可用的存储空间是量化。有三个存储分类下srm:存储容量,或有存储资源和未来的存储资源。能力量化可储存的大量开发项目积极注入有限公司₂,而队伍和未来的存储资源覆盖项目,并不证明但包括不同程度的区域评估。美国能源部国家能源技术实验室(DOE-NETL)一直致力于开发队伍和潜在存储方法存储水平盐的形成,unmineable煤层,耗尽非常规页岩地层,残油区域(2- - - - - -5]。在线版本的这些方法是可用的有限公司₂存储未来的资源估算Excel分析(有限公司₂轻)工具(3]。这些方法和工具在全世界已使用估计或有存储和潜在存储和纳入最佳实践领域手册汇编有限公司₂注入测试在不同半工业规模的网站(6- - - - - -10]。公司的介绍₂存储效率因素的利用有限公司₂轻下面提供的工具。

美国能源部正在考虑地质碳储存,减少人为排放的有限公司₂导致气候变化和区域合作形成一个全国性的网络,以帮助确定最好的方法捕捉和永久存储有限公司₂(10]。美国能源部碳储存项目还开发了一个公司₂存储方法与区域性碳封存合作(RCSP)估计体积有限公司₂存储在深盐的形成,石油和天然气储层,unmineable煤层在美国和加拿大的部分(6- - - - - -9]。RCSP政府/行业努力负责确定最合适的技术、法规、基础设施需要碳捕获、存储、封存在不同地区(10]。盐碱含水层显示高潜力的潜在存储和安全就是明证开发阶段现场工程有限公司₂存储(10]。

报道在裁判。11),美国DOE-NETL方法介绍了容积法来估计未来大众有限公司₂存储资源( )使用 在哪里 , , ,和形成的面积大小、地层的厚度、孔隙度、和公司吗₂密度(估计存储形成)的平均压力和温度,分别。标和表明一个相应的参数估计的确定性和随机(标进一步忽略了)。

存储效率( )减少存储公司的估计₂质量在一个特定的网站,以适应与生产相关的基本过程的复杂性,盐碱含水层内注射和存储。 在哪里 , , 地质区域的分数、厚度和孔隙度为公司访问₂分别存储。因为个人效率的条件方程(2)是随机决定的,方程(2)是需要写在日志赔率符号和扩展到方程(3)(Ref中描述。9])来确定存储效率( )使用蒙特卡罗抽样。

,体积驱替效率,代表储层体积的分数访问有限公司₂羽流。它的比率计算有限公司₂注入孔隙体积的储层访问的有限公司₂羽流。 在哪里注入CO的体积吗₂; , ,和的面积、厚度和孔隙度的访问体积,分别;和束缚水饱和度。注入的体积有限公司₂也可以表示通过质量流量 ,注射时间 ,和平均有限公司₂密度( )在原位条件(方程(4))。确定区域, ,使用minimum-area-circle方法如图S1(补充材料)。访问卷的乘法的面积和厚度的形成。

,微观驱替效率,是流离失所的一部分水有限公司₂在羽流级别计算的平均含水饱和度( )如方程所示(4)[12]。 在哪里平均有限公司₂公司内饱和₂羽流。假设有限公司₂将无法占领所有有效孔隙度定义为(12]。

体积和微观驱替效率是动态方程(2)和方程(3),因为他们的价值观与有限时间和改变₂通过目标形成羽传播。随着注入的发展随着时间的推移,羽毛形状的变化,因此,的变化。此外,变化平均饱和度值变化由于浮力部队,毛细管捕获和其他流程。时间依赖的存储效率强调的重要性的异构表示孔隙度和内在渗透率储层模型模拟实际在咸水层孔隙网络和耦合渗透控制流动相流。

邵et al。13)执行模拟在不同随机模型在不同条件下实现和显示嵌套地质异质性是一个主要玩家在控制羽传播。拉希德et al。14发现一个含水层孔隙率高于20%,低到中等程度的异质性是更适合公司₂存储。随机生成和空间相关的渗透率分布表明,异构渗透率显著影响两公司的积累和分布₂(15- - - - - -17]。异质性也促进了当地毛细管捕获可能偏离公司上升的路径₂(18,19]。实验和数值研究已经确定了大的异构毛细管捕获性能的影响有限₂存储(20.,21]。

几项研究开发有限公司₂存储在盐水地层使用数值模拟[22]。存储潜力和效率因素调查使用地质开发异构模型和执行敏感性分析(如净总厚度比、净面积比、总孔隙度和有效比)、宏观(如重力)和微观(例如,饱和度)(23]。估计存储效率对于特定的岩性和沉积环境,异构geocellular模型和地质结构常见的每个环境必须开发(24- - - - - -26]。然而,之前的存储效率值大多是基于地质非特异性相对渗透率数据有限。

最近,公司₂存储容量在深盐碱含水层和残余油区域(警察)是使用机器学习算法研究[27,28]。智能开发工具可以用来提供快速、准确的存储效率的蓄水层类似数据库的参数范围内的下降(27]。提出了人工神经网络模型可以预测公司₂之二采油(采油)和存储性能和高精度在警察28]。

在我们最近的工作,存储效率参数估计基于齐次水库(29日]。均匀有限公司₂超临界CO的存储效率值₂注入brine-saturated储层碎屑岩、石灰岩、白云岩岩性和边际的海洋,链平原,河流三角洲复杂,风成、浅海洋,和礁沉积环境决定了30年的注入(29日]。在这项工作中,我们添加了复杂性整合异构的存储效率因素进入储层模型。流体动力学的数值模拟模型来估计体积排量( )和微观位移( )盐构造的效率因素进行使用TOUGH3代码(30.]。在这方面,异质性是占在水库模型设计有限公司₂注射用井下测井信息检索在试点地点不同的岩性和沉积环境。使用对应的实验相对渗透率模型开发中可用数据有限公司₂盐水相对渗透率(CO₂胸罩)数据库(31日]。异构存储效率值也可以在DOE-NETL有限公司₂轻工具v4.1 [3]。

2。方法

手稿包括创建异构水库的工作流模型,代表五个岩性和沉积环境的组合。接下来,模拟情况下运行在不同压力、温度、渗透率各向异性、注入率、储层厚度、孔隙度和渗透率分布。然后,公司的结果₂注入30多年来计算处理时间存储效率方面使用方程(4)和(5)。然后计算效率因素分析和比较因素估计使用齐次水库。总结表的存储效率因素清单百分位数提供最后的手稿。

2.1。能源部碳储存合作网站作为异构水库的代理模型

五盐水储层模型和沉积环境被认为是在这个研究RCSP根据收集到的数据。异构水库模型是基于盐碱含水层展示最好的质量的相应部分的总孔隙度和内在渗透率连续有限公司₂注入。下面的列表/沉积环境形成用于模型及其简要的描述。一套有线日志收集每个站点与岩芯样本测量和解释,提供总孔隙度和内在渗透率分布在储层厚度。补充材料包含用于创建派生的孔隙度和渗透率日志异构水库模型(数据S2, S5, S7、S10和向)。(1)低Mt。西蒙砂岩/浅海洋(3320 - 3507英尺。(1012 - 1069)真正的垂直深度低于地面(TVDbgs)(187英尺。杜克能源(57米))# 1井(东弯领域,布恩县,肯塔基州))。在杜克能源领域项目进行东弯发电站在布恩县,肯塔基州,是美国中西部地区内进行碳封存的伙伴关系。太。西蒙砂岩表示目标注入水库东弯曲部位。基于核心样本分析,水库sand-dominated细-粗粒度组成的石英在一个较低的临滨浅海洋沉积环境(32](2)克兰菲尔德砂岩/河流(10430 - 10505英尺。(3179 - 3202)测量深度(MD)(75英尺。(23美元))和10598 - 10630英尺。医学博士(3230 - 3240)(32英尺。(10米))在CFU f 31 # 1注入井(克兰菲尔德单位,林肯郡,密西西比))。这一领域进行的项目是克兰菲尔德网站,富兰克林,密西西比州,东南地区碳利用率和储存的框架内的伙伴关系。塔斯卡卢萨的目标储层形成在克兰菲尔德站点代表河流砂岩含大量的火山碎屑颗粒(33]。火山碎屑颗粒的溶解在早期成岩作用和作为源石英胶结物。绿泥石水泥防止降水额外的水泥和保留高孔隙度深达1.86英里(~ 3公里)(3)扫帚溪砂岩/风成(6280 - 6457英尺。(1914 - 1968)(177英尺。(54 m))在Flemmer # 1(野猫,北达科他州))。在2017年的春天,能源与环境研究中心发起的努力决定开发一个商业规模公司的可行性₂复杂地质存储能够存储5000万吨以上(Mt)有限公司₂中部的北达科塔州安全、永久和经济。地质特征在扫帚溪地层,钻得代表quartz-dominated砂岩,侧壁核心样本检索从井34]。扫帚溪地层的沉积环境是风成35](4)中间Duperow碳酸盐礁(3280 - 3450英尺。(1000 - 1052)(170英尺。(52米))在能源部33-17 (Kevin圆顶的形成,凯文的阳光,Toole县,蒙大拿州))。大天空之碳封存伙伴关系(BSCSP,现在的碳利用率和存储合作伙伴美国西部)与能源部支持通过一个合作协议。BSCSP的目标是证明凯文圆顶是安全、可行的长期存储位置的有限公司₂。中间Duperow碳酸盐(混合石灰岩和白云岩)被选为目标的形成,形成和能源部33-17通过地层钻(36](5)贝斯群岛白云石/浅海洋(3440 - 3515英尺。(1048 - 1071)(75英尺。(23美元))在圣查尔顿4-30好(密歇根州圣查尔顿,Otsego县))。作为中西部地区的碳汇二期研究项目合作,圣查尔顿4-30并登录钻Otsego县东北部,密歇根。低音岛屿组碳酸(BILD),和蒸发沉积岩成岩蚀变产生的志留纪末浅水在密歇根和东部五大湖地区。《图片报》,存入一个浅海洋环境,是白云石与本地居多的高孔隙度和渗透率由于粒状灰岩和倒塌岩溶纹理。孔隙度范围从2%到38%,平均为13%。渗透率范围从0 mD - 684 mD平均23。核心能源圣查尔顿# 4-30钻入了至少188英尺。(57米)的《图片报》,收集了78英尺。(24米)最核心的部分连同42英尺。 (13 m) of the overlying Bois Blanc Formation [37]

2.2。有限公司₂胸罩的数据库相对渗透率数据选择岩性和沉积环境

除了岩石物性属性在目标形成的异质性,另一个强有力的因素影响效率方面相对渗透率( )控制多相流在孔隙空间。不同的影响关系和它们的参数是至关重要的准确预测超临界传播有限公司₂(scCO₂)和饱和度分布在一个水库38,39]。在这项研究中,有限公司₂胸罩,免费提供数据库包含实验数据对岩石类型不同的沉积环境(31日,40),是利用关联异构储层岩性和沉积环境的选择模型实验数据测量相应的核心样本。的数据对应的岩性/沉积在TOUGH3可用代码(30.用来进行模拟。公司的细节₂胸罩数据库实现的代码和选择实验曲线为岩性、沉积环境可以找到感兴趣的其他地方(29日]。

表1列出了五个目标的形成及其主要沉积环境,描述了在上一节中,对相关的公司₂文胸样品名称相同的岩性和沉积。桌上还收集孔隙度、渗透率和残余饱和度和最大的参数来自公司的不稳定的实验值₂注入brine-saturated核心样本(40]。值得注意的是,有较低的端点公司的价值观₂(< 0.3)和高残留盐水饱和度(> 0.4)曲线是典型的不稳定的scCO方法₂注射(41,42]。该方法依赖于注入scCO₂取代在一个完全饱和盐水样品,从来没有真正落定稳态条件由于增量位移的主要流体(43,44]。编号为scCO低端点₂和高盐水的残余饱和度值是由于毛细管作用结束,样本异质性,低流度比宋et al。45]。

补充材料包括侧壁的描述核心样本(可用)提取地质井和有限公司₂文胸样品对应相似的岩性和沉积环境(数字S3、S4 S6、S8 S9、S11, S12, S14系列,S15和表S1-S2)。伴随着一般地质样品的图片和描述,在某些情况下,粒度指数和矿物学信息。

2.3。储层模型制备

异构水库模型近似使用垂直圆柱模型和井筒沿其轴(图1)。利用圆柱对称的二维轴对称模型创建使用5000作为储层横向半径和井筒放在左边界的二维模型。创建网格用四边形网格块有限公司₂进入井筒穿孔以及储层厚度的长度。35均匀间隔的网格的网格包含块的横向方向( - - - - - -坐标)42和62个细胞在垂直方向( - - - - - -协调)50和75储层厚度,分别。生产 和 网格大小。无界限的顶部和底部和侧放边界的水库。网格的大小进行了灵敏度分析确认细网格大小提供类似的数值结果。储层模型创建平面聚焦于岩石的地质异质性。

填充网状孔隙度和渗透率数据、测井信息中描述数据S2, S5, S7 S10,向和核心测量相关性(补充材料)。两种类型的异质性被引入到储层模型:(1)分层。孔隙度和渗透率值随深度网格离散化后,在垂直方向。为此,相应的值是高档(红线在上述数据补充材料)适合网格的层。横向的属性被分配均匀横向均匀的假设。这个模型意味着理想的地质属性在水平方向的控制。(2)异构。这些模型的密度孔隙度日志在利用储层厚度估计被实验变异函数在垂直方向。以来只有一个测井对于每个地层,采用量化空间相关性的横向方向,指导后的各向异性因素应用Gorecki et al。23]水平变差函数范围或地质信息控制的床上用品的飞机在附近井如果可用(如能源部和Wallewein井中钻出中间Duperow形成)(46]。由于储层模型利用一个二维近似,没有使用方位控制变差函数模型。这意味着相同的地理空间属性相关性在水平方向上。使用模型方差图作为权重函数,普通克里格和序贯高斯模拟使用正常执行score-transformed孔隙度数据作为输入一个矩形油藏网格。随机模拟的输出,这是一个正常的分数孔隙度、被转换回实际孔隙度值。地质统计学软件,WinGSLib v。2015年(47),是用来计算孔隙度分布为每个异构储层模型。产生耦合固有渗透率数据,来自渗透率的相关性日志,或核心测量,用于开发渗透率值。九个实现的孔隙度和渗透率分布生成用于耦合模拟占财产分布的不确定性。图2显示了分层和砂岩/河流储层模型的异构表示使用克兰菲尔德砂岩地层作为生成代理。

选择初始压力和温度条件下基于数据从天然气信息系统(GASIS) [48),这是一个公共数据库包含大约20000个石油和天然气储层的记录。最初的值对应于有限公司₂在超临界状态。有限公司₂注射执行30年使用一个开区间在整个储层厚度。表2收集相关的储层模型参数和注入场景。仿真例旨在估计公司的统计分布₂存储效率方面被认为是在下一节。

2.4。模拟情况下

为每个岩性和沉积环境表中列出的组合1设计、仿真例通过改变五参数敏感性分析,如表所示3。

他们包括压力、温度、渗透率各向异性(例如、垂直渗透率与水平渗透率的比值 ),储层厚度、注射速率。最小/最大价值为每个参数选择。的最小/最大压力加上最小/最大温度代表浅/深地层,分别。最低压力和温度选择以这样一种方式以确保scCO的存在₂。的最小/最大渗透率各向异性被设定为0.1和0.5 (52,53]。最小/最大注入率选择以这样一种方式与现场数据相一致(32- - - - - -37)和最大压力增加井筒和地层破裂压力29日]。厚度变化是基于考虑典型的穿孔间隔定位对水库部分最大磁导率目标形成(34]。

在这项研究中,数值模拟进行了使用ECO2M模块TOUGH3 [30.为模拟设计有限公司₂存储在盐碱含水层。模块是一个综合的描述热力学性质的H₂O-NaCl-CO₂混合物(54)的广泛范围内的压力、温度和盐浓度。模块占相变产生有限公司₂注入涉及气体、液体和超临界阶段的有限公司₂盐水和改善了收敛在一个非水相的出现和消失。PetraSim [55后处理的结果)是使用模拟。

3所示。结果与讨论

表3列表16总使用各种注入情况下创建场景和储层参数,结合9地质统计实现的孔隙度和渗透率分布耦合情况下提供144模拟进行每个水库模型类型:分层和异构模型。总的来说,288年进行了模拟运行。模拟的结果是位节中描述的方法2计算有限公司₂效率条款和相应的百分位值(方程(4)和(5))。图3比较体积驱替效率( )和微观驱替效率( )使用分层和异构计算油藏模型与均匀值计算在前面研究[29日)选择岩性/沉积环境。效率方面表示为单杠(概率分布范围)的最小值和最大值对应的地方和值(10^th和90年^th百分位),分别。表还包含最小和最大孔隙度和渗透率值从GASIS数据库中提取(48]均匀模型和平均孔隙度、渗透率值评估使用分层和异构(实现)储层模型。

图的分析3表明地质异质性引入岩石物性性质强烈影响流动特性确定柱的大小和形状。这转化为广泛变化的容积效率/风成砂岩范围从11.5%到90.5%碳酸/浅海洋沉积环境。在某些情况下,容积效率的概率分布范围变窄,增加异质性(例如,风成砂岩),和其他人,成为更广泛的范围(例如,碳酸盐岩礁灰岩)。考虑到体积效率是基于有限公司₂羽毛的形状和最大传播有限公司₂在盐碱含水层孔隙空间,预计容积效率敏感储层孔隙度和渗透率分布。结果表明,没有趋势概率变化范围从均匀分层,然后异构模型。我们还得出结论,分层模型利用理想主义的财产分布在横向方向上不能被视为“过渡”模型与人类——异构模型的体积效率评估。由于分层模型只使用垂直渗透率和孔隙度变化,层的孔隙度和渗透率值高的位置在水平方向(数字S2, S5, S7 S10,向)促进羽扩展到这些层并确定一个效率值。

微观效率范围通常更少的影响和示范范围相比分布窄范围的容积效率。只有碳酸盐/礁数据显示广泛分布范围为分层和异构模型。结合岩性和沉积,大变化观察微观和容积效率范围,从均匀分层,然后到异构模型。这些变化的有限公司₂羽形状和存储效率进一步解释在图4。高透水层(图的存在向)(图中间的分层模型4(b))允许有限公司₂通过形成通道,导致不同的羽毛形状相比同构或异构模型(数据4(一)和4(c))。因此,容积效率降低,因为扩展羽毛形状的分层模型。分层模型的微观效率的降低与减少的有限公司₂饱和度在背后的地区发展有限公司₂前面。这种行为表明主导毛细管被困在横向浮力对流和分层系统是典型的孔隙度和渗透率对比(56]。异构模型提供了一个更大的齐次模型(数据值相比4(一)和4(c))。在异构的情况下,计算效率项基于minimum-area-circle方法(图S1)和垂直柱界面附近导致更有效的储集层体积利用率。

因此,平衡粘性、毛细管和浮力力量影响效率。量纲分析被广泛用于描述多孔介质中多相流体流动的比例量化某种力量在另一个(57- - - - - -60]。剩下地困非润湿相直接影响粘性之间的权衡,毛细管,和浮力部队,被证明是与无量纲数级,像毛细管和债券数量61年- - - - - -65年]。分析期间主导力有限公司₂在储层多孔介质流动,无量纲债券( )数量是从事评估重力的比值(负浮力)和毛细管力(方程(6从震动等。)66年),郭和本森67年),Trevisan et al。68年),和本(69年]。 在哪里 , ,和两个液体的密度差,界面张力,和超临界CO之间接触角₂分别和盐水储存条件是引力常数,平均垂直渗透率的形成。

图5说明了截然不同的羽毛形状选择病例在30年的注射造成这些力量之间的相互作用。这些模拟情况下使用注射的800吨/ d和渗透率各向异性率0.1。的数量与平均渗透率、压力和温度条件如图5。计算号码,公司之间的密度差₂和盐水储存条件和渗透率平均网格细胞内的羽流区。27 mN / m的平均值70年- - - - - -72年)和平均22°(73年,74年)被用于界面张力、接触角分别。一般趋势,越大公司的数量越多,趋势₂继续向上反映浮力的统治地位。在砂岩/风成形成( ),公司的高渗透促进迁移₂向上的密度差的影响下,其积累与密封作为构造圈闭边界。另一方面,数字小于1表明毛细现象导致推迟垂直运动的主导地位和更多的毛细管被困在水平方向,见图4。因此,数作为标准来确定流量的主导力量与合成羽毛形状(图4)。

这两个和受变化的影响在表中列出的参数3。然而,影响最大。图6说明了概率分布的变化(与建模参数的变化范围),包括压力和温度(与深度),渗透率各向异性、注射速率和储层厚度在不同的沉积环境。每个颜色对应的光与暗条的最大和最小值参数,分别。提高压力和温度(即。,going deeper in the formation) consistently shifts the efficiency distribution range upward, showing an increase in the volumetric efficiencies (Figure6,第一个情节从顶部)。深的形成通常更有利于公司₂存储在更高的温度与粘度减少使有限公司₂更多的移动(60]。Gorecki et al。23)表明,随着温度的增加,有一个小的增加微观效率和容积效率下降。温度的影响不是独立的研究工作。然而,压力显示的主要因素与温度相比,导致增加体积效率范围一致。注射速率(图的影响6,第二个情节从顶部)类似于压力和温度的影响。使用注射率高,一个更大的公司₂大规模进入储层相比,相同的注射时间情况下注射速率较低。因此,有可能克服毛细管入口压力,导致减少毛细管捕获和访问更多的孔隙体积,因此较高的容积效率。

渗透率各向异性的影响是相反的(图6第三个情节从顶部)。增加渗透率各向异性(改变 从0.5到0.1)变化范围向下(即容积效率。,降低容积效率)。对比渗透率各向异性,有限公司₂主要在横向移动导致的容积效率下降。换句话说,公司的机制₂流体由主要从浮力转向permeability-controlled流在水平方向上。

砂岩/风成的情况下,一个异常的平均渗透率高到足以补偿横向浮力流的横向流优势,导致体积效率对渗透率各向异性的变化。为了说明渗透率各向异性的影响,图7描绘了羽形状砂岩/浅海洋情况相对更激烈减少的影响下渗透率各向异性的增加。的减少数量与更广泛的羽流在横向方向上传播的主导下毛细管力,当 。毛细管捕获使传播面前不均匀与多个领域的高有限公司₂饱和度的。

增加储层厚度会导致减少和值砂岩/浅海洋和碳酸盐岩礁灰岩。剩余的岩性和沉积的变化和随着厚度增加发生在不同的方向(图6底部的情节)。这意味着厚度可能与其他储层参数和实现异质性强耦合。应该注意的是,在大多数情况下,参数影响的趋势和值仍保留在30年的注入。

作为一个例子,图8显示随时间动态变化的效率值为碳酸盐岩礁灰岩。的和值高的厚度保持在相应的存储效率低厚度的30年的注入。

建模参数和注射速率的影响不太明显比吗 。图9显示了微观效率影响这些参数和速度。有一种普遍的效率随着深度增加趋势(更高的压力和温度)。找到类似的趋势的体积效率同意使用齐次水库(以前的工作23,29日]。渗透率各向异性的对比(改变 从0.5到0.1)削弱了公司的能力₂取代盐水,从而降低了微观效率(与容积效率类似的趋势)在所有选定的岩性和沉积环境。这一发现是不同的比在以前的工作是什么29日]显示小的敏感性各向异性几年后的效率方面注入使用均质储层模型。有增加的趋势值注射速率的增加而影响厚度没有特定的趋势在所有情况下。这意味着与主导一个岩性和储层沉积环境、地层的厚度在微观中扮演小角色的效率。

表4收集动态和计算效率方面和他们的产品使用 , ,和值选择时间点:1、5、10、20、30年。值得注意的是,时间效率。经过1年的注入, , ,和值是最低的,然后,他们增加5年并获得相对平坦的10年之后。在注入的初始阶段,有限公司₂羽在目标没有完全开发和形成和值很低。属于例外值/风成砂岩储层绝对渗透率和高让羽流的快速传播。数据表所示4转移到公司吗₂轻工具(3,更新的值是可用的在线版本的工具。

应该注意的是,由于效率方面估计30年的注入,被动运输有限公司₂在构造和地球化学反应的影响并不包括在内。尽管众所周知,有限公司₂孔隙结构可以显著的影响,特别是在碳酸盐岩储层(41,75年),数据表明,矿物溶解最有可能在几百年发展(碳酸盐除外)(76年]。同样,自接受时间和可能的自吸流离失所的液体不占,相对渗透率滞后效应并不包括模拟。估计异构效率方面的设计应用与主要岩性地层和沉积环境中列出的表1。为一个目标储层在地层分层与沉积环境变化大,这些因素应该小心应用。独特的结构特性,如圆顶、背斜和坡度不考虑这项工作。它应该记住报道效率因素可以影响结构性陷阱和引力。二维近似用于创建水库模型意味着有限公司₂从井筒羽传播一致。然而,地理空间属性相关性不同方位方向和可能的密封故障偏离公司的存在₂羽扩张的对称形状。因此,不确定性在效率方面由于非对称羽形状和注射时间将会增加。为我们的未来努力,我们认为研究有限公司₂注射用3 d异构水库和开发效率方面估计方法对多个注入场景。

4所示。结论

这项工作的结果表明,有一种强烈的影响储层参数和注射速率的容积效率,而微观效率是比较狭窄的范围很明显的影响值而相应的范围 。压力和温度和注入率的增加导致的总趋势增加效率。增加渗透率各向异性减少效率方面与之前工作利用均质储层模型显示小的依赖。数据显示,效率没有明显的趋势变化,因为使用均匀,分层、水库和异构模型。分层模型提供横向均匀岩石物性属性不能被认为是同构和异构模型之间的转换的存储效率的变化。

没有一致的趋势范围比较同构和异构模型的结果。体积和显微注射时间效率敏感。有效率随时间增长的趋势表明更好的利用水库卷。

异构水库模型使用高孔隙度和渗透率最低容积效率。这是归因于浮力主导力量导致利用率差储层体积的羽毛。对于其他异构水库、毛细管力作用下的高贡献更好的结果值(表示通过和值)。结果表明,加强水库高孔隙率和渗透率较低的演示和 ,意味着更有效体积和孔隙网络的利用率。换句话说,更高的效率因素并不意味着更多的公司₂可以放置在一个形成,而可用的体积和孔隙空间将更充分地填满。与高效的低孔隙度储层因素可能持有更少的公司₂比高孔隙度储层与低效因素。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

信息披露

这项研究的部分支持由预约参与国家能源技术实验室研究项目,由美国能源部赞助的。美国政府或任何机构,也没有任何的员工、承包商和支持,也没有任何员工任何保证,表示或暗示,或承担任何法律责任或责任的准确性,完整性,或任何信息的有用性,设备,产品,过程披露或代表,它的使用不会侵犯私有权利。此处引用到任何特定的商业产品、过程或服务的贸易名称、商标、制造商,或者不一定构成或暗示其背书,建议,或由美国支持的政府或任何机构。文中作者的观点和意见表达不一定状态或反映美国政府或任何机构。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作进行支持的美国能源部化石能源横切技术研究项目。这项研究是通过执行NETL研究和创新中心的碳储存现场工作的建议。这个项目是由美国能源部、国家能源技术实验室,在某种程度上,通过一个网站支持合同。

补充材料

补充材料包括图形显示的方法来确定访问的岩石体积、孔隙度和内在渗透率日志和平均值分布的油藏模型选择岩性和沉积环境,并与地质描述样本的图像。(补充材料)