| dc.description.abstract | En analyse av to kjente simuleringsverktøy for flerfasestrøm, LedaFlow (versjon 2.8.264.024) og OLGA (versjon 2020.2.0), ble utført for å simulere CO2-injeksjonssystemer og evaluere ytelsen til disse verktøyene. Målet var å bidra til utviklingen av mer effektive CO2-injeksjonssystemer.
Karbonfangst og lagring utgjør et sett med viktige strategier for a redusere klimaendringer som følge av klimagassutslipp. Prosessene for CO2-injeksjon er komplekse og krever nøye overvåking og planlegging for å kunne sikre trygg og effektiv drift. Simuleringsprogramvare er et verdifullt verktøy for ingeniører for å vurdere og utforme CO2-injeksjonssystemer. Disse verktøyene muliggjør modellering og prediksjoner av CO2-atferd under ulike driftsforhold. Mens OLGA er et vanlig brukt og grundig testet programvare i industrien, får LedaFlow også anerkjennelse, noe som gjør en sammenlignende analyse nødvendig.
Flere simuleringsscenarioer ble gjennomført for å evaluere ytelsen til disse simuleringsverktøyene. Innledningsvis ble det observert numeriske ustabiliteter både i LedaFlow og OLGA i de tidlige stadiene av simuleringen, der LedaFlow viste betydelig større variasjoner i massestrømning. Imidlertid konvergerte begge verktøyene etter hvert mot mer konsistente verdier, noe som indikerer deres egnethet for simuleringer av «steady-state» flerfasestrøm.
Prediksjoner av massestrøm viste at OLGA konsekvent ga høyere verdier sammenlignet med LedaFlow, med et gjennomsnittlig avvik i total massestrøm på 9,9% og 11,7%, avhengig av inntaksparametrene. Disse variasjonene kan tilskrives forskjeller i modelleringsantakelser og konvergensproblemer.
Trykkprofiler langs «pipeline» og i «wells» avslørte tydelige forskjeller mellom LedaFlow og OLGA. LedaFlow viste et høyere trykkfall i «wells», mens OLGA demonstrerte et høyere trykkfall i «pipeline» og «flowlines».
Sekundær-simuleringene bekreftet de observerte trendene i base-simuleringene. OLGA predikerte konsekvent høyere massestrømning, mens LedaFlow viste et høyere trykkfall i «wells», noe som resulterte i avvik i injeksjonshastigheter og bunnhullstrykk.
Denne studien viser at de to programmene testet, gir til en grad forskjellige resultat. Dette er noe som må tas i beregning når man bruker disse programmene for design og operasjon av CO2 injeksjonssystemer, ettersom valg kan få varierende utfall basert på inntaksparametrene. En mer detaljert analyse vil vøre gunstig å gjennomføre. En slik utdypende analyse burde ta for seg flere systemparametere og effekten av urenheter i CO2-strømningen. | |
| dc.description.abstract | A comparative analysis of two widely used transient multiphase flow simulators, LedaFlow (version 2.8.264.024) and OLGA (version 2020.2.0), in the simulation of CO2 subsea injection systems comprising wells, flowlines and pipelines, were performed with the objective to evaluate the performance of these simulators. This was done with the intention of contributing to the development of more efficient CO2 injection systems.
Carbon Capture, Utilization and Storage consists of vital strategies for mitigating climate change resulting from greenhouse gas emissions. The process of CO2 injection is complex, requiring careful monitoring and planning for safe and effective operations. Simulation software serves as a valuable tool for engineers to assess and design CO2 injection systems. Such tools enables modeling and predictions of CO2 behavior under diverse operating conditions. While OLGA is a commonly used and thoroughly tested software in the industry, LedaFlow is gaining recognition, making a comparative analysis essential.
Multiple steady-state simulation scenarios were conducted to evaluate the simulators` performance. Initial numerical instabilities were observed in both LedaFlow and OLGA during early stages of simulation, with LedaFlow displaying significantly larger fluctuations in mass flow rate. However, both simulators eventually converged towards more consistent values, indicating their suitability for steady state flow simulations.
Mass flow predictions highlighted that OLGA consistently provided higher values compared to LedaFlow, with an average deviation in total mass flow of 9,9 % and 11,7 %, depending on the inlet parameters. These variations may be attributed to differences in modeling assumptions and convergence issues.
Pressure profiles along the pipeline and the wells revealed distinct disparities between LedaFlow and OLGA. LedaFlow exhibited higher a pressure drop in wells, whereas OLGA demonstrated a higher pressure drop in the pipeline and flowlines.
Secondary case simulations, with adjusted pipe geometries, reaffirmed the observed trends in the base case simulations. OLGA consistently predicted higher mass flow rates, while LedaFlow exhibited a higher pressure drop in wells, resulting in deviations in well injection rates and bottom hole pressure.
This study shows that the two commercial software programs tested, provided slightly different results. This is something that should be considered when using the software for designing and operation of CO2 injection systems, as designs and operational decisions will be slightly different due the different input parameters.
However, a more detailed comparison should be performed, for example considering other types of system parameters, as well as the effect of impurities and a wider selection of EOS`s. | |
