Numerical Modeling of the Aquistore CO 2 Storage Project
本研究针对全球首个商业化燃煤电厂碳捕集与封存项目——Aquistore项目，建立了数值模拟模型来分析其注入井和观测井的效果。该项目自2015年4月开始运行，位于加拿大萨斯喀彻温省Boundary Dam发电站附近。研究团队采用CMG公司的GEM全组分油藏模拟器，通过历史拟合和预测模拟改进了监测、验证和核算(MVA)策略。研究重点包括建立简化的动态模拟模型、分析注入井和观测井指标、优化数值参数设置、模拟CO₂羽流演化，以及与实际监测数据进行对比验证。
CMG软件应用情况：
在CMG软件应用方面，本研究主要使用了GEM全组分油藏模拟器和CMOST优化工作流软件。GEM用于建立CO₂封存动态模型，模拟CO₂在盐水层中的溶解和运移行为，并预测压力响应和CO₂羽流演化。模型采用11平方公里的简化区域，使用格子网格系统提高计算效率，包含120个层位模拟232米厚的目标层段，最小网格单元7.62平方米，最大228.6平方米。CMOST则用于数值参数调优，优化最大压力变化、收敛容差和最大牛顿迭代次数等参数，使总CPU运行时间减少达40%。
结论：
研究取得了多项重要结论。在历史拟合方面，通过添加表皮因子成功拟合了现场注入压力响应，模拟结果与旋转流量计测井数据吻合良好。在注入效果分析方面，发现井底温度对注入指数有显著影响，温度较低时注入指数较高，需要进一步研究热效应对长期封存的影响。在CO₂羽流演化方面，模拟预测的羽流形状与4D地震数据基本一致，但实际羽流分布受地质非均质性影响。目前研究团队正在构建基于地震反演的新地质模型，以更好地评估CO₂羽流演化和地质不确定性。
本研究由美国能源与环境研究中心和加拿大石油技术研究中心合作完成。美国能源与环境研究中心位于北达科他州大福克斯市，参与PCOR(平原CO₂减排)合作伙伴计划；加拿大石油技术研究中心位于萨斯喀彻温省里贾纳市，负责项目现场监测和数据采集。
Aquistore项目作为全球首个商业化燃煤电厂碳捕集与封存项目的重要组成部分，由SaskPower公司运营，通过7公里管道将Boundary Dam发电站捕获的CO₂输送至注入井。截至2016年7月，已注入约74,000吨CO₂，大部分用于提高石油采收率(EOR)作业，部分封存在深部盐水层中。
Abstract
Serving as a storage site for the world’s first commercial postcombustion carbon capture, utilization, and storage project from a coal-fired power generation facility, the Aquistore project commenced injection operations in April 2015 at a site near SaskPower’s Boundary Dam Power Station. The Energy & Environmental Research Center, through its Plains CO2 Reduction (PCOR) Partnership, is collaborating with the Petroleum Technology Research Centre and SaskPower to continue PCOR Partnership efforts to numerically model and interpret the performance of the project’s injection well and observation well to improve monitoring, verification, and accounting strategies based on history-matching and predictive simulation results.
