CO2 지중저장 시뮬레이션을 위한 대수층 모델 분석
Analysis of the Aquifer Models for the Simulation of CO2 Underground Storage
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초록
CO2 지중저장에 대한 시뮬레이션 수행 시 컴퓨터의 용량과 속도의 제한으로 인해 이론적 또는 수치적 대수층 모델을 사용한 격자시스템 구성이 필수적이다. 이 연구에서는 작은 규모의 격자시스템과 주요 대수층 모델을 사용하여 대규모 격자시스템의 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 이론적 또는 수치적 대수층 모델의 결과를 CO2 주입량, 압력, 그리고 압력 도함수에 대해 비교한 결과 Carter-Tracy 모델이 대규모 격자모델과 가장 잘 일치하지만 시간이 지남에 따라 편차가 발생하는 것을 확인하였다. 이는 대수층 모델의 등가반경을 결정하는 기법에서 오는 오차로 이 문제를 해결할 수 있는 관계식을 제시하였다. 그 결과 Carter-Tracy 대수층을 사용한 모델과 대규모 격자모델의 결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다. 그러나 이러한 대수층 모델을 사용할 때는 시뮬레이션 기간 동안 CO2 자유가스가 격자의 외부경계에 도달하지 않도록 격자규모를 충분히 크게 해야 한다.
Abstract
The grid system with theoretical or numerical aquifer models is required to save time and cost for CCS simulation. The results from the grid system with theoretical or numerical aquifer models were compared with the full grid system for large aquifer in terms of CO2 injection rate, pressure, and pressure-derivative profile. As a result, Carter-Tracy model presented the best performance, but the results was deviated slightly from those of the full grid system over time, which was attributed to the method for calculating the equivalent radius of the aquifer model based on the contacted area between the grid system and the aquifer model. This study suggested the correlation equation that modified input data for the aquifer model, which resulted in good matches of the results between the model with the Carter-Tracy aquifer and the full grid system. However, the grid system with an aquifer model should be large enough for CO2 plume not to reach the outer boundary of the system during the simulation time.
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