Modelling of Carbon Dioxide transport in pipelines and wells for Carbon Capture and Storage(CCS) applications using Python
Master thesis
![Thumbnail](/ntnu-xmlui/bitstream/handle/11250/3140016/no.ntnu%3ainspera%3a163707980%3a47736168.pdf.jpg?sequence=5&isAllowed=y)
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3140016Utgivelsesdato
2024Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Mastergraden fokuserer på modellering av karbondioxidtransport i rørledning og brønn, for bruk innen karbonfangst og lagring. Python er benyttet som modelleringsverktøy. Hovedmålene til oppgaven er å utvikle en modell for fluidoppførsel i injeksjonsbrønner, inkludere kostnadsanalyser knyttet til rørledning og kompressor, samt optimalisere spesifikasjoner for å redusere kostnader. En diskusjon av urenheters påvirkning på transportsystemet er også inkludert. Oppgaven inneholder også studier av væskestrømsoppførsel, væskestrømsegenskaper og kompressordesign. Dette blir videre anvendt til modellering med mål om å gi verdi i tidlige mulighetsstudier og læringssituasjoner. For å teste modellen blir den anvendt på 2 ulike og realistiske prosjekt. Hovedfunnene til mastergraden er bestemmelse av optimal rørdiameter, effekter av brønnkomplettering, kompressordesign og økonomisk optimalisering av karbontransportprosjekter. Oppgaven belyser også begrensninger knyttet til modellens utelukkelse av dynamiske scenarioer, flerfasestrømning, urenheter og inndatanøyaktighet. Funnene understreker viktigheten av videre arbeid med å forbedre modellens nøyaktighet og anvendelighet. Det foreslås at dette gjøres gjennom å implementere nøkkelbegrensingene i modellen, samt å videre teste modellen mot etablerte programvareverktøy som OLGA og LedaFlow. This thesis focuses on the modeling of carbon dioxide (CO2) transport in pipelines and wells for Carbon Capture and Storage (CCS) applications using Python. The primary objectives are to develop a model for fluid behavior in injection wells, incorporate cost analysis for pipeline and compression, and optimize pipeline specifications to reduce costs. A discussion into the impact of impurities on the transportation system is also included. The research includes fluid characteristics, flow behavior, and compressor design. Which is further used in a comprehensive model that aims to provide value in early-stage feasibility studies and educational situations. To test the model, it is used on two different and relevant projects. Key findings include the determination of optimal pipeline diameters, effects of well completions, compressor design, and economic optimization of CCS projects. The thesis also highlights limitations of the model related to the exclusion of dynamic scenarios, multi-phase flow considerations, impurities, and input accuracy. The findings underscore the importance of further research to enhance the model's accuracy and applicability, through implementing key limitations in the model and additional comparison with established software tools like OLGA and LedaFlow.