CCS FAQ
问题1：目前很多款软件都可以做CO2 CCS，为什么选择CMG？
回答：
1) GEM-GHG自2001年开始研发盐水层模拟相关功能，提供全面的数值模拟解决方案；
2) 多相、多组分、地球化学、地质力学、温度计算等
3) 全面的地球化学模型数据库，且易扩展，满足矿物质溶解、沉淀以及相关的储层物性变化模拟；
4) 自带全耦合地质力学模型，最高可实现每个时间步与流体模型进行数据交换，做到真正的耦合计算；对于盖层泄露模拟，提供“高–中–低”多精度解决方案；
5) 储层地面一体化模拟方面，与Co-Flow无缝衔接，每一时间步自动迭代耦合，精准计算井筒摩阻压降；
6) CMOST AI代理模型、鲁棒优化、概率预测等人工智能技术在敏感性分析、参数优化以及不确定分析等方面发挥巨大作用，更加快速、全面、直观；
7) 地质力学并行算法升级，计算性能更稳定，计算速度更快
问题2：使用CMG模拟CCS，我能获得什么？
回答：
1) 认清机理
a) CO2物理属性以及CO2与油/气/水的相互作用
b) CO2气体杂质的影响及其在EOS模型中对注入能力的影响
c) 由局部冷却(焦耳–汤姆逊冷却效应)引起的热诱导裂缝的可能性
d) CO2在咸水中的溶解和扩散到地下水层的潜力，评估羽流扩展情况和泄漏点
e) 矿化封存对储层物性的影响和对封存的相对重要性
f) 对储层pH值的影响
g) 水蒸发、盐析、应力相关孔渗变化等
2) 制定有效的注入方案，寻求最大注入量和存储能力，使储层能够长期稳定存储CO2
a) 模拟注入过程的地质力学性质，开展CO2泄漏风险数值模拟研究
b) 战略性部署井位，封存注入方案设计研究
问题3：模拟咸水层CO2封存过程中，能否体现由于矿物质溶解或沉淀引起的储层岩石物性变化？
回答：
1) 矿物质为固相组分，当其增多或者减少时，会对储层物性（流体孔隙度）有一定的影响，结果查看时，使用OUTSRF GRID POROS DPORMNR，其中，POROS 表示当前孔隙度，DPORMNR表征由于矿化反应导致的孔隙度变化。
2) 渗透率的变化，需要使用阻力系数RFCALC建立孔渗相关性，在结果文件中无法直接输出渗透率变化，需使用OUTSRF GRID RFO RFW RFG输出，Results中查看“Gas resistance factor…”等属性。
问题4：CCS初学者或者是数值模拟初学者，如何快速建立一个完整的咸水层CCS模型？
回答：
CMG在Builder 2021版中添加了CCS过程向导，每年也在不断完善，初学者可以使用该向导逐步添加想要的机理，并不需要对关键字格式和含义进行逐一掌握。我们提供以了一个完整的讲义，供初学者使用，第98期：采用CCS过程向导快速建立二氧化碳地质埋存数值模拟模型（★50）。
问题5：使用Builder的CCS向导时，为什么必须加一个Na+？
回答：在咸水层CCS过程中，矿化度对水溶气等有一定的影响，可以通过：
SALINITY-CALC ON **激活矿化度计算
如果是
SALINITY-CALC OFF **矿化度设为定制。
一般地层水均有一定的矿化度，或低或高，可以使用Na+或Na+、CL-来表征矿化度并追踪其变化。
问题6：按照98期讲义做矿化时，为什么不需要输入水中HCO3-、CO3–的量？
回答：如果要加入CO3–，可以在水相反应的后面，勾选Force CO3– to be a primary component，但是没有HCO3-
问题7：CMG2017版本如何在GEM中添加CO2矿化封存？该版本没有CCS过程向导。
回答：
CMG是从2001年开始GHG功能研发的，所有版本都可以添加这些机理，只是需要手动逐一添加相关机理，推荐第102期：CMG-GHG二氧化碳封存模拟算例汇总 – Learn CMG，了解不同模型表征的机理，参考其相应设置。
矿化封存部分可以通过WinProp→CMG
GEM EOS Model，激活*.gem输出后，右下角选择地球化学反应数据库，选择好后，将*.gem文件导入Builder即可。
问题8：在GEM组分模型中考虑一种矿物化学反应，但CMG库里没有该矿物，如何自定义化学反应？
回答：
CMG的库中虽然包含了大量的组分和反应模型，但偶尔也会遇到特殊矿物没有涵盖的情况，自定义化学反应的同时，也需要对矿物质及对应离子进行定义。包括但不限于以下关键字，还需留意化学反应相关关键字的定义，这很容易引起收敛问题：
COMPNAME-AQUEOUS
‘H+’
‘Ca++’ ‘Na+’ ‘Al+++’ ‘SiO2’ ‘HCO3-‘ ‘OH-‘ ‘CO3–‘
MW-AQUEOUS
1.0079
40.08 22.9898 26.9815 60.0843 61.0171 17.0073 60.0092
ION-SIZE-AQUEOUS
9 6 4
9 -0.5 4.5 3.5 4.5
CHARGE-AQUEOUS
1 2 1
3 0 -1 -1 -2
CO2-AQU-FACT 0.0
0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 1.0
CO2-MNR-FACT 0.0
1.0 0.0
NC–MINERAL 3
COMPNAME–MINERAL
‘Anorthit’
‘Calcite’ ‘Kaolinit’
MW–MINERAL
278.209 100.089 258.16
MASSDENSITY-MINERAL
2760.29 2709.95 2594.05
INITIAL
…
MOLALITY-AQUEOUS
9.80415e-08 0.0124813 1.34529 3.70625e-05
0.00301446 1e-10 1e-10 1e-10
VOLUMEFRACTION-MINERAL
0.0088 0.0088 0.0088
问题9：在CCS过程中，量化各类机理的CO2封存量，需要如何设置？
回答：
查看CO2封存量，包括超临界状态（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），需在I/O Control部分定义。
*OUTSRF *WELL(或SPECIAL)
*GHGGAS *GHGLIQ *GHGTHY *GHGSCRIT *GHGSOL *GHGAQU *GHGMNR，计算之后可在Results中查看曲线或者输出数据。
问题10：CCUS过程中，CO2停注之后，地层中CO2总量（临界态CO2+溶于水的CO2）持续上升，为什么？
回答：
在模型中，遵循CO2的物质守恒：注入CO2+原有CO2=地层中各类CO2封存形式的总和，如果模型中仅考虑了构造封存和溶解封存，因而题目中的加和是对的。需注意的是，这个模型中误差9%，因而出现了该问题。
在数值计算中，可能等式的左侧和右侧不能保证完全相同，但是误差在合理范围，例如1.0E-3%。
问题11：咸水层CCS模拟时，*.out文件中输出CO2 Storage Amounts in Reservoir，加和之后，为何高于CO2注入量？
回答：
遵循CO2的物质守恒：注入CO2+原有CO2=地层中各类CO2封存形式的总和，但是需留意，Trapped Sg <
Sgc / Hysteresis（捕集CO2）也是Supercritical Phase（超临界CO2）的一部分，重复加和会导致CO2不守恒。
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
问题12：STARS和GEM均可以进行咸水层CCS模拟，如何选择适合的模拟器？
回答：
GEM中添加了CCS过程向导，模拟更简单；如果需要同时模拟微粒运移（出砂）等，推荐选择STARS模拟器。
在考虑井筒模拟时，GEM+CoFlow适用于长期的注CO2监测井筒温度压力变化，STARS+Flexwell适用于短期的注CO2监测井筒温度压力变化。
问题13：咸水层CCS模拟时，束缚空间封存量是相渗滞后机理作用的结果吗？
回答：
表征束缚空间封存统计的参数为 Trapped Sg < Sgc /
Hysteresis，它包含两部分，一部分是低于临界气饱和度的非游离态气体，一部分由滞后作用捕获的气体。
问题14：咸水层CO2封存模拟时，如何解读CO2-AQU-FACT和CO2-MNR-FACT？
回答：
两个关键字分别统计水和矿物中的CO2封存量：
1) CO2-AQU-FACT后面需设置nc_aqu个数值（nc_aqu是水相组分数），每个数值代表每种水组分中的CO2分子数。例如， HCO3-对应的数值为1。
2) *CO2-MNR-FACT后面需设置nc_mnr个数值（nc_mnr是矿物的数量），每个数值代表每种矿物成分中的CO2分子数。例如，方解石(CaCO3)对应的数值为1，而白云石[CaMg(CO3)2]对应的数值为2。
问题15：如果想要输出不同封存类型的CO2量，如何操作？
回答：
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。 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。
