一个平行组合储模拟器用于大规模的CO2地质储存建模和评估
Chaojie Di1, Yizheng Wei2, Kun Wang3
1University of Calgary, 2500 University Dr NW, Calgary, AB, Canada; Computer Modelling Group Ltd., 3710 33 St NW, Calgary, AB, Canada.
The Science of the total environment
|October 24, 2024
概括
一个新的模拟器,PRSI-CGCS,通过包括更多的气体物种来增强二氧化碳 (CO2) 地质储存模拟. 它提高了效率,并准确地模拟了二氧化碳的储存,即使含有H2和O2等杂质.
科学领域:
- 地质工程是地质工程.
- 计算科学 计算科学
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 碳捕获和储存 (CCS) 对于碳中和至关重要.
- 在深层水层和耗尽的水库中模拟二氧化碳储存是复杂的,因为多元组件的气溶系统.
- 现有的模拟器缺乏模拟与不断变化的CCS场景相关的多种气体物种的能力.
研究的目的:
- 开发一个强大的,可扩展的,并行模拟器,用于二氧化碳的地质储存.
- 增强组合流体模型,以适应更广泛的气体种类,包括H2和O2.
- 为了加速相位平衡计算,使用改进的稳定性分析绕过 (SAB) 方法.
主要方法:
- 在分布式内存计算机上开发了一个三维完全隐性并行二氧化碳地质储存模拟器 (PRSI-CGCS).
- 实施了支持CO2,C1-C3,N2,H2S,H2和O2.2的组成流体模型.
- 优化了SAB方法,修改了气溶盐相位平衡计算的缩放因子.
主要成果:
- 在大型二氧化碳储存模拟中,PRSI-CGCS证明了可扩展性和稳定性.
- 修改后的SAB方法将稳定性分析减少了61.39%至88.71%,显著缩短了模拟时间.
- 案例研究表明,H2和O2杂质降低了二氧化碳储存能力,增加了注入压力,尽管在10%的杂质下,影响很小.
结论:
- PRSI-CGCS是复杂的二氧化碳地质储存模拟的验证工具.
- 增强的模拟器和SAB方法提高了计算效率和准确性.
- 作为杂质的H2和O2的存在可能会对二氧化碳储存性能产生负面影响,需要仔细监测.
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