АНАЛИЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВАРИАЦИИ ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТОВ И ОБСТАНОВОК ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ НА ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА РАЗМЕЩЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА
Автор: Артем Пенигин
Соавторы: Афанасьев А.А., Беловус П.Н., Дымочкина М.Г., Веденеева Е.А., Гречко С.С., Павлов В.А.
Организация: ООО «Газпромнефть НТЦ», НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова
Рис. 1 Разница в растворимости CO2 в воде при включенной/выключенной опции диффузии.
Одним из наиболее ответственных этапов в проектах CCUS (carbon capture storage and utilization – улавливание, размещение и использование углекислого газа), определяющим его будущую производительность (как по приемистости, так и по объему), капитальным затратам и объему мониторинговых мероприятий, является этап скрининга и отбора. В ходе этой оценки выбирается набор перспективных участков или один участок для дальнейшего геологического изучения, когда на сейсморазведку, бурение и лабораторные работы тратится значительная сумма денег. Помимо разработки сложной системы критериев выбора объектов для безопасного и надежного длительного хранения углекислого газа в зависимости от объема потенциального хранилища и существующих геологических предпосылок необходимо провести оценку чувствительности основных параметров процесса размещения для качественной оценки альтернатив в процессе выбора. Кроме того, такой анализ позволит оценить требования к точности и количеству исследований при проведении геологоразведочных работ исходя из их влияния и, следовательно, их ценности.
Для оценки была проведена серия расчетов на гидродинамических моделях для количественной оценки влияния параметров и вариантов использования опций на результаты. Входные параметры включали: пористость, проницаемость, анизотропию, однородность, толщины, угол залегания, температуру; параметры фазовых проницаемостей (концевые точки, степенные параметры Nw и Ng для модели Кори), сжимаемость породы, величину капиллярного давления; содержание азота и метана в потоке закачки для моделирования проектов размещения СО2 и увеличения нефтеотдачи, соответственно; параметры диффузии, дисперсии и гистерезиса.
Вариации этих параметров привели к разным результатам с точки зрения:
- длины и ширины шлейфа; относительного вклада механизмов улавливания углекислого газа в пласте на различных стадиях жизненного цикла проекта; эффективности хранения (в пересчете на занимаемую площадь и количество закачиваемого СО2); площади и мощности шлейфа, где насыщенность СО2 выше 0,3 для надежного обнаружения сейсморазведкой 4D или ВСП.
Результаты исследования позволяют сделать обоснованное предположение о том, какой из перспективных комплексов размещения парникового газа будет лучшим выбором, принимая во внимание площадную эффективность (которая определяет требуемый размер лицензии, особенно в случае хабирования) и относительный вклад каждого из механизмов улавливания (в пользу растворимости CO2 и гидродинамического улавливания).
Более того, из анализа стало очевидно, что диффузию (см. рис 1), поперечную и поперечную дисперсию также необходимо учитывать при предварительном моделировании, поскольку они позволяют прогнозировать поведение шлейфа CO2. Таким образом, на этапе скрининга и выбора команда CCUS-проекта может принять более обоснованное решение о том, какой комплекс хранения будет подходящим выбором для этапа разведки, используя эти результаты и разработанный подход к моделированию.
1. Cavanagh A., Benchmark calibration and prediction of the Sleipner CO2 plume from 2006 to 2012 // Energy Procedia, - 2013. – Vol. 37. P. 3529 – 3545.
2. Afanasyev A., Vedeneeva E., Compositional modeling of multicomponent gas injection into saline aquifers with the MUFITS simulator // Journal of Natural Gas Science and Engineering, - 2021.
