Numerical Simulation of Multiphase Hydromechanical Processes Induced by CO2 Injection into Deep Saline Aquifers Simulation numérique des processus hydromécaniques polyphasiques provoqués par l’injection de CO2 dans des aquifères salins profonds
In this paper, the conceptual modeling and the numerical simulation of two-phase flow during CO2 injection into deep saline aquifers is presented. The work focuses on isothermal short-term processes in the vicinity of the injection well. Governing differential equations are based on balance laws...
| Main Authors: | , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
EDP Sciences
2011-02-01
|
| Series: | Oil & Gas Science and Technology |
| Online Access: | http://dx.doi.org/10.2516/ogst/2010032 |
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|---|---|
| author | Goerke U.-J. Park C.-H. Wang W. Singh A. K. Kolditz O. |
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| author_sort | Goerke U.-J. |
| collection | DOAJ |
| description | In this paper, the conceptual modeling and the numerical simulation of two-phase flow during CO2 injection into deep saline aquifers is presented. The work focuses on isothermal short-term processes in the vicinity of the injection well. Governing differential equations are based on balance laws for mass and momentum, and completed by constitutive relations for the fluid and solid phases as well as their mutual interactions. Constraint conditions for the partial saturations and the pressure fractions of CO2 and brine are defined. To characterize the stress state in the solid matrix, the effective stress principle is applied. The coupled problem is solved using the inhouse scientific code OpenGeoSys (an open source finite element code) and verified with benchmarks. <br> Cet article présente le concept de la modélisation ainsi que la simulation numérique d’écoulement biphasé lors de l’injection de CO2 dans des aquifères salins profonds. L’étude se concentre sur des processus à court terme dans la proximité de puits d’injection dans les conditions isothermes. Les équations différentielles principales sont dérivées des équations de bilan de masse et de la quantité de mouvement, et elles sont complétées par des relations constitutives pour des phases solides et fluides ainsi que leur interaction. Les conditions de contrainte sont définies pour la saturation partielle, les fractions de pression de CO2 et l’eau salée. Pour caractériser l’état de contrainte dans la matrice solide, le principe de contrainte effective est appliqué. Le problème couplé considéré est résolu en utilisant le logiciel scientifique interne OpenGeoSys (un logiciel d’éléments finis libre d’accès) et vérifié avec des exemples pour les processus concernés. |
| first_indexed | 2024-12-19T23:38:07Z |
| format | Article |
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| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 1294-4475 1953-8189 |
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| spelling | doaj.art-ccf90599a4ad4d15a6df3f3b5adc6a362022-12-21T20:01:31ZengEDP SciencesOil & Gas Science and Technology1294-44751953-81892011-02-0166110511810.2516/ogst/2010032Numerical Simulation of Multiphase Hydromechanical Processes Induced by CO2 Injection into Deep Saline Aquifers Simulation numérique des processus hydromécaniques polyphasiques provoqués par l’injection de CO2 dans des aquifères salins profondsGoerke U.-J.Park C.-H.Wang W.Singh A. K.Kolditz O.In this paper, the conceptual modeling and the numerical simulation of two-phase flow during CO2 injection into deep saline aquifers is presented. The work focuses on isothermal short-term processes in the vicinity of the injection well. Governing differential equations are based on balance laws for mass and momentum, and completed by constitutive relations for the fluid and solid phases as well as their mutual interactions. Constraint conditions for the partial saturations and the pressure fractions of CO2 and brine are defined. To characterize the stress state in the solid matrix, the effective stress principle is applied. The coupled problem is solved using the inhouse scientific code OpenGeoSys (an open source finite element code) and verified with benchmarks. <br> Cet article présente le concept de la modélisation ainsi que la simulation numérique d’écoulement biphasé lors de l’injection de CO2 dans des aquifères salins profonds. L’étude se concentre sur des processus à court terme dans la proximité de puits d’injection dans les conditions isothermes. Les équations différentielles principales sont dérivées des équations de bilan de masse et de la quantité de mouvement, et elles sont complétées par des relations constitutives pour des phases solides et fluides ainsi que leur interaction. Les conditions de contrainte sont définies pour la saturation partielle, les fractions de pression de CO2 et l’eau salée. Pour caractériser l’état de contrainte dans la matrice solide, le principe de contrainte effective est appliqué. Le problème couplé considéré est résolu en utilisant le logiciel scientifique interne OpenGeoSys (un logiciel d’éléments finis libre d’accès) et vérifié avec des exemples pour les processus concernés.http://dx.doi.org/10.2516/ogst/2010032 |
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