The Design of the Optimal CO2 Injection System by Using Nodal Analysis for Gorae V Aquifer, Korea

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2010 Vol.47, Issue 6 Preview Page Next Page

The Design of the Optimal CO₂ Injection System by Using Nodal Analysis for Gorae V Aquifer, Korea 고래 V 구조내 대염수층에 노달분석을 통한 CO₂ 주입 최적 설계: 장영호, 김기홍, 성원모
Young-Ho Jang, Ki-Hong Kim and Won-Mo Sung

31 December 2010. pp. 862-870

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Abstract

This paper presents the determination of the optimal size, operation pressure, operation temperature by the nodal analysis in the transport and injection facilities in order to effectively inject CO2 into the Gorae V structure. The discharge temperature of CO2 at the platform is determined by 15℃ considering hydrate formation. The optimal values of tubing diameter connected B2, B3/B4, B5 well are 4, 6 and 3 inches, respectively. The influx pressure at the platform should be higher than 797 psia considering discharged pressure and efficiency of compressor. The optimal discharge temperature of CO2 at the transport facility is calculated by 15℃. The stable CO2 injection appears to be feasible when the discharged pressure at the transport facility is above 824 psia in the early stage of injection.

Keywords

Optimal injection system

Operation pressure

Operation temperature

Tubing diameter

Nodal analysis

본 연구에서는 B2, B3/B4, B5 층으로 구성된 고래 V 구조 대염수층 내에 CO2를 효율적으로 주입하기 위하여 노달분석을 수행하여 CO2 수송·주입 시스템의 적정 규격, 운영 압력 및 온도조건을 결정하였다. 이때 플랫폼 내 CO2 배출온도는 하이드레이트의 형성을 고려하여 15℃로 결정하였으며, B2, B3/B4, B5 층에 주입되는 주입공의 적정 튜빙내경은 각각 4, 6, 3 인치로 판단하였다. 주입초기시점에 필요한 플랫폼 내 배출압력과 가스압축장치의 압축 비율을 고려하면 플랫폼 내 797 psia의 유입압력이 필요하다. 육상 수송기지에서 배출되는 CO2 온도조건은 플랫폼 내 온도상승효과를 고려하여 15℃로 결정하였으며, 이때 수송압력을 824 psia로 결정하는 경우 안전하게 수송됨을 확인하였다.

키워드

주입 설계

운영압력

운영온도

튜빙내경

노달분석

References

김종현, 류상수, 성원모, 2001, “사용자 친화적 노달분석 모델의 개발 및 동해-1 가스전의 생산성 분석,” 한국자원공학회지, 제38권 1호, pp. 42-51.
이영수, 박용찬, 권순일, 성원모, 2008, “국내 대륙붕 고래 V 구조 대염수층에의 CO2 저장 타당성 분석 연구,” 한국지구시스템공학회지, 제45권 4호, pp. 381-393.
Alderman, D. H., McFarland, R. M., Mclntyre, J. W., and Minissale, J. D., 1982, “Field Facilities for CO2 Tertiary Floods-A Conceptual Design,” SPE 11234, presented at the 57th ATCE, New Orleans, LA, Sept. 26-29.
Bachu, S., 2007, “CO2 Storage in Geological Media: Role, Means, Status and Barriers to Deployment,” Progr. Energy & Combus, Vol. 34, pp. 254-273.
Beggs, H. D., 1991, Production Optimization using NODALTM Analysis, Oil & Gas Consultants International Inc., Tulsa, USA, pp. 1-7.
David H.-S. Law and Bachu, S., 1996, “Hydrogelogical and Numerical Analysis of CO2 Disposal in Deep Aquifers in the Alberta Sedimentary Basin,” Energy Convers. Mgmt, Vol. 37, pp. 1167-1174.
Galic, H., Cawley, S. and Bishop, S., 2009, “CO2 Injection into Depleted Gas Reservoirs,” SPE 123788, presented at the SPE offshore Europe oil & gas conference & exhibition, Aberdeen, UK, Sept. 8-11.
Lee, J. H., Park, Y. C., Sung, W. M. and Lee, Y. S., 2010, “A Simulation of a Trap Mechanism for the Sequestration of CO2 into Gorae V Aqufer, Korea,” Energy Sources, Part A, Vol. 32, No. 9, pp. 796-808.
Macintyre, K. J., 1986, “Design Considerations for Carbon Dioxide Injection Facilities,” JCPT 860209, presented at the Heavy oil and oil sands technical symposium, Calgary, February.
Uchida, T., Hondoh, T., Mae, S. and Kawabata, T., 1995. “Physical Data of CO2 Hydrate,” Direct Ocean Disposal of Carbon Dioxide, Tokyo, pp. 45-61.