第104期：不同机制下二氧化碳封存量统计及输出

（INVENTORY-CO2）

GEM 2022.10

编写人：吴晓云

在CO2地质封存过程中，注入地层的CO2可能是超临界状态（Supercritical Phase），气态（Gaseous Phase）、液态（Liquid Phase）、捕集态（Trapped Sg < Sgc / Hysteresis）、溶于水（Dissolved in Water）、生成HCO3-等离子（Present in Aqueous Ions）、形成矿物质沉淀（Present in Mineral Precipitate）等。 

 通常我们将封存类型分为四种：构造封存、束缚空间封存、溶解封存和矿化封存，可以根据下表一一对应：

 在CO2封存过程中也遵循物质的量守恒，因而CO2封存总量=注入CO2的量+地层中原有CO2的量。各种形态的CO2将随时间变化。在注气初期，以构造封存为主，随着时间的推移，束缚空间封存、溶解封存和矿化封存比例逐渐增大。CO2咸水层封存过程中满足下图规律，但有一些情况需留意，如果地层水初始状态溶解有CO2，初期可能出现溶解封存量较高的现象。

（来源：《关于二氧化碳捕获和封存的特别报告》）

本期讲义将介绍INVENTORY-CO2的输出，方便大家在相关数值模拟中统计CO2不同埋存类型的物质的量或质量，并进行曲线绘制以及数据的输出。

一、关键字：

 如需统计水和矿物中的CO2封存量，需使用下述关键字输出对应的CO2分子数，否则记为零。

二、Builder操作流程

1)       树视图点击I/O Control（输入输出控制）→Simulation Results Output（SR3文件输出设置）。

2)      在弹出对话框中，点击OUTSRF部分的，并选择Special输出：

3)       点击Special对应行右侧的Select，如下图所示，选择输出的参数：

三、*dat中关键字形式

以98期算例2为例：

TITLE1 ‘CASE_5: CO2 2D BASE CASE+HYS+SOL+MIN’

…

INVENTORY-CO2

…

**OUTSRF *WELL *GHGGAS *GHGLIQ *GHGTHY *GHGSCRIT *GHGSOL *GHGAQU *GHGMNR

OUTSRF  SPECIAL GHGAQU GHGGAS GHGLIQ GHGMNR GHGSCRIT GHGSOL GHGTHY

**以上两种方式均可

…

MODEL
        PR

NC  2 2

COMPNAME ‘CO2’ ‘CH4’

…

NC-AQUEOUS 8   **定义水相组分数

COMPNAME-AQUEOUS  **定义水相组分名

‘H+’ ‘Ca++’ ‘Na+’ ‘Al+++’ ‘SiO2’ ‘HCO3-‘ ‘OH-‘ ‘CO3–‘

…

CO2-AQU-FACT  0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 1.0 **定义水相组分中CO2分子数

CO2-MNR-FACT   0.0 1.0 0.0  **定义矿物中CO2分子数

NC-MINERAL 3   **定义矿物组分数

COMPNAME-MINERAL  **定义矿物组分名

‘Anorthit’ ‘Calcite’ ‘Kaolinit’

… 

四、计算结果查看

1.       *out文件

可搜索“CO2 Storage Amounts in Reservoir”，查看如下信息：

CO2 Storage Amounts in Reservoir              Moles         kg

Gaseous Phase（气相CO2）                = 0.00000E+00   0.00000E+00

Liquid Phase （液相CO2）                 = 0.00000E+00   0.00000E+00

Supercritical Phase（超临界CO2）           = 7.94509E+07   3.49663E+06

Trapped Sg < Sgc / Hysteresis（捕集CO2）     = 6.07028E+07   2.67153E+06

Dissolved in Water （溶解于水CO2）         = 2.71201E+07   1.19356E+06

Present in Aqueous Ions （水离子中CO2）    = 1.35899E+07   5.98093E+05

Present in Mineral Precipitate （矿物中CO2）  = 2.23915E+06   9.85450E+04 

2.       Results中绘制曲线

步骤如下：

1)       在Launcher窗口，将*.SR3文件拖至Results图标。

2)       点击树视图Plots
→ Time Series，在右侧窗口的CURVE SELECTOR中依次选择Special
History——*.sr3——Special History，选定输出对应参数，点击Add to New Plot，获得不同CO2形式封存量曲线。

3)       如需将物质的量转换为体积值，可以通过Input→Formula使用公式处理，可参考公开课第35课：全新Results后处理模块应用技巧-高级篇（★50） – Learn CMG。

4)       如需从曲线中导出数据文件，点击曲线图，鼠标右键选择Export To Excel，一键导出。

 5)        如需使用规则的时间点，推荐使用Well Summary输出，选择按年/季度/月输出。

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