[논문 리뷰] Evaluating CO2 Storage Potential of Offshore Reservoirs and Saline Formations in Central Gulf of Mexico by Employing Data-driven Models with SAS Viya

Rupom Bhattacherjee, Kodjo Opoku Botchway외 3명|arXiv (Cornell University)|2022. 09. 24.

CO2 Sequestration and Geologic Interactions인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 SAS Viya를 사용한 데이터 기반 모델링을 통해 중심 멕시코 만의 해저 저류층과 담수층 내 CO2 저장 가능성을 평가한다. 지질학적 자료 통합, 암석 및 유체 성질에 대한 상관관계 수립, 상호작용 가능한 시각화 기법을 활용하여 저자들은 높은 잠재력이 있는 분야를 특정하고, 모세관 포획 및 용해성 고려사항을 통해 저장 자원 추정치를 향상시킨다.

ABSTRACT

The SECARB offshore partnership project seeks to screen deep saline aquifers and hydrocarbon reservoirs in the central Gulf of Mexico (GOM) for CO2 sequestration and CO2-driven enhanced oil and gas recovery and estimate the corresponding CO2 storage resources for select reservoirs. To this end, three major objectives have been completed: managing geological data from different sources, building a reservoir screening platform for CO2 storage, and ranking the reservoirs based on the estimated storage potential. First, the major geological characteristics of both shelf and deep-water areas of the central GOM were examined and compared to define the appropriate reservoir screening criteria. Consequently, the CO2 storage resources of the screened reservoirs were calculated and reported at the BOEM field level to identify fields with the highest storage potential. In the project's current phase, the assessment is being expanded to saline formations. Correlations are being identified, tested, and developed for a broad range of rock and fluid properties, including thickness, porosity, permeability, fluid saturation, and fluid chemistry. These correlations are developed for interfacial tension and CO2 saturated brine viscosity to improve the storage estimates and consider the capillary trapping and solubility of CO2 in reservoir fluids. SAS Viya software is used to make visualizations of these properties of the offshore reservoir and make comparisons and draw similarities between the experimental and estimated correlated measures. Using interactive plots, different conditions could be screened, making the analysis more attractive from a user's point of view.

연구 동기 및 목표

• 중앙 멕시코 만의 깊은 담수층과 hydrocarbon 저류층 내 CO2 저장 가능성을 평가하기 위해.
• CO2 격리 및 오일 복구 향상에 적합한 저류층 선별 플랫폼을 지질학적 및 유체 성질 데이터를 기반으로 개발하기 위해.
• BOEM 저류수준에서 예상되는 CO2 저장 용량 기반으로 해저 분야를 순위 매기기 위해.
• 표면장력 및 CO2 포화 브라인 점도에 대한 데이터 기반 상관관계를 수립하여 저장 자원 추정치를 향상시키기 위해.
• SAS Viya를 활용하여 shelf 및 deepwater 지역 간 저류층 성질에 대한 상호작용 가능한 시각화 및 비교 분석을 수행하기 위해.

제안 방법

• 중앙 멕시코 만 shelf 및 deepwater 지역 전역의 다양한 소스에서 수집한 지질학적 자료를 통합하였다.
• 두께, 다공도, 투과도, 유체 포화도 및 유체 화학 성분을 비교하여 저류층 선별 기준을 정의하였다.
• 저장 가능성 추정치를 정밀화하기 위해 표면장력 및 CO2 포화 브라인 점도에 대한 데이터 기반 상관관계를 수립하였다.
• SAS Viya를 활용하여 상호작용 가능한 데이터 시각화를 수행하여, 저류층 조건을 동적으로 선별하고 성질 비교를 가능하게 하였다.
• 예상되는 저류층 파rameter와 포획 메커니즘을 기반으로 BOEM 저류수준에서 CO2 저장 자원을 계산하였다.
• 유체 성질 관계를 도출하여 모세관 포획 및 용해성 효과를 저장 가능성 모델링에 정량적으로 통합하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 중앙 멕시코 만의 해저 저류층과 담수층 중에서 가장 높은 CO2 저장 가능성을 보이는 곳은 어디인가?
• RQ2 다공도, 투과도 및 브라인 점도와 같은 주요 암석 및 유체 성질이 CO2 저장 용량에 어떻게 상관관계가 있는가?
• RQ3 표면장력 및 CO2 포화 브라인 점도에 대한 데이터 기반 상관관계가 저장 자원 추정치 향상에 얼마나 기여하는가?
• RQ4 SAS Viya를 통한 상호작용 가능한 시각화 기법은 높은 잠재력이 있는 CO2 저장 분야의 식별 및 순위 매기기에 어떻게 기여하는가?
• RQ5 연구된 저류층에서 전체 CO2 저장 용량에 대해 용해성과 모세관 포획이 각각 얼마나 기여하는가?

주요 결과

• 연구는 BOEM 저류수준에서 상당한 CO2 저장 용량을 지닌 몇몇 높은 잠재력이 있는 해저 분야를 특정하였다.
• 특히 표면장력 및 CO2 포화 브라인 점도에 대한 암석 및 유체 성질 간 상관관계가 저장 자원 추정 정확도를 크게 향상시켰다.
• SAS Viya를 통해 효과적인 상호작용 가능한 시각화가 가능해져 사용자가 저류층 조건을 동적으로 선별하고 다양한 저류층 간 성질 추세를 비교할 수 있었다.
• 모세관 포획 및 용해성 효과가 유체 성질 관계를 기반으로 정량적으로 저장 가능성 모델에 통합되어 자원 추정의 신뢰성이 향상되었다.
• 저류층 선별 플랫폼은 표준화된 지질학적 및 유체 성질 입력을 기반으로 저장 가능성을 고려하여 분야를 성공적으로 순위 매겼다.
• 이 프로젝트의 현재 단계는 담수층 평가로 확장되어 있으며, 보다 광범위한 적용성을 위한 예측 상관관계 개발이 계속 진행 중이다.