A parametric study on in-situ hydrogen production from hydrocarbon reservoirs – Effect of reservoir and well properties
原位氢气生产（IHP）作为一种可持续的能源转型方式，对于实现零碳未来具有重要意义。本研究通过数值模拟和代理模型预测了储层和井属性对氢气产量的影响，为实验提供了理论基础。研究发现，较低的孔隙度和渗透率有助于提高氢气产量，而注入压力对产量影响不大。此外，氧气注入速率与氢气产量之间存在一定的优化关系。本研究为评估储层进行原位氢气生产的潜力提供了一种方法。
研究针对原位氢气生产（IHP）过程进行了效果评估，旨在通过全油田组分模型模拟，为实验验证提供先导。研究中，储层模型被简化为单一地质单元，孔隙度值0.13，并通过五点连接方式减少计算成本。基于选定的储层流体组成，模拟了21个氢气形成反应，其热力学和动力学参数来源于已发表的实验数据。利用CMG STARS软件，进行了54次模拟运行，记录了每次运行产生的累积氢气量。结果表明，孔隙度和渗透率较低的储层有利于氢气产量，而注入压力对氢气产量的影响较小。此外，氧气注入速率与氢气产量之间存在强相关性，但超过某一阈值后，氢气产量会下降。本研究开发的框架可作为评估候选储层进行原位氢气生产的有用工具。
CMG软件应用情况：
CMG STARS软件在本研究中用于执行全油田组分模型的模拟，共进行了54次模拟运行，模拟时间长达5478天。通过模拟，记录了不同参数设置下的累积氢气产量，为后续的代理模型构建和优化提供了数据支持。
原位制氢示意图
作者单位：
- 英国布鲁内尔大学全球挑战与跨学科变革系
- 尼日利亚奥韦里联邦技术大学石油工程系
- 英国米德尔斯堡提赛德大学计算工程与数字技术学院，