Wykorzystanie komercyjnego symulatora złożowego jako narzędzia wspomagającego w symulacji i analizie parametrów pracy podziemnego magazynu gazu w kawernie solnej

• Autorzy: Majkrzak Marcin

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2020.09.05

Warianty tytułu

EN

The use of a commercially available reservoir simulator as a supporting tool in the simulation and analysis of parameters of underground gas storage in a salt cavern

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono opracowaną metodykę oraz uzyskane wyniki modelowania umożliwiającego weryfikację potencjalnego wykorzystania określonych pakietów oprogramowania CMG (stanowiącego przykład komercyjnego symulatora złożowego) firmy Computer Modelling Group Ltd., jako narzędzia wspomagającego w symulacji i analizie zmian wybranych parametrów pracy podziemnego magazynu gazu w kawernie solnej. W ramach realizacji zadania, przy użyciu pakietu Builder, podjęto próbę budowy modelu statycznego komory magazynowej – jako podstawowego elementu modelu symulacyjnego. Modelowanie dynamiczne, przeprowadzone z wykorzystaniem pakietu IMEX, obejmowało prace skoncentrowane na symulacji konwergencji komory, jako parametrze mającym kluczowy wpływ na efektywność eksploatacji podziemnego magazynu gazu w kawernie solnej. Ze względu na duże rozmiary modelu statycznego zbudowanego w oparciu o rzeczywiste dane miąższości i wartości promienia ekwiwalentnego plastrów komory pochodzących z wykonanych pomiarów echometrycznych oraz ograniczeń systemowych oprogramowania, zdecydowano się na budowę uproszczonego (składającego się z mniejszej liczby komórek) modelu cylindrycznego – charakteryzującego się stałą wartością miąższości i promienia wyznaczonych plastrów. Przeprowadzona analiza możliwości symulacyjnych wykazała potrzebę utworzenia dodatkowego, wpisującego się w model cylindryczny „podmodelu”. Oznaczony w artykule jako model obliczeniowy, zbudowany na prostopadłościennej siatce „grid” stanowił podstawę dla stworzonego właściwego modelu geomechanicznego. Finalnie wykonanych zostało 24 symulacji obejmujących analizę 6 wybranych głębokości posadowienia stropu komory, po 4 warianty przyjętego minimalnego ciśnienia magazynowanego gazu. Otrzymane wyniki – wartości przemieszczenia ścian, stropu i spągu komory w kierunku jej środka – stanowiły element wyjściowy dla określenia wielkości zmiany objętości magazynowej kawerny. Następnie wyznaczone wartości konwergencji przeliczono dla modelu cylindrycznego jako końcowego modelu symulacyjnego. Dodatkowym elementem przeprowadzonych symulacji było określenie optymalnej głębokości posadowienia komory, którą wyznaczono na podstawie analizy zmian konwergencji i wielkości poduszki gazowej.

EN

The paper presents the developed methodology and the obtained results of modeling related to the verification of potential use of specific software packages from Computer Modeling Group Ltd. (commercial reservoir simulation software) as a support tool for simulation and analysis of changes in selected parameters of the underground gas store in a salt cavern. As a part of the task, with use of the Builder package, an attempt was made to build a static model of the salt cavern. Dynamic modeling (IMEX package) was focused on convergence as a parameter having a key impact on the efficiency of underground gas storage in the salt cavern. Due to the large size of the static model created based on original data (thickness and radius of equivalent chamber slices from echometric measurements) and restrictions of the software, it was decided to create a simplified cylindrical model (consisting of a smaller number of cells) characterized by constant values of thickness and radius of selected slices. Further analysis of the simulation possibilities led to the need to separate a calculation model – created on a rectangular grid for which the geomechanical model was created. In total, 24 simulations were made (six depths of the top level of cavern, four variants of the minimum required pressure of the stored gas). The values of walls, top and bottom layers’ movements towards the center determined the base to specify the size of the change in the storage volume. The convergence values were calculated for the cylindrical model as the final simulation model. In addition, the optimal cavern foundation depth was determined based on the analyses of convergence changes and the size of the gas cushion.

Słowa kluczowe

PL

podziemny magazyn gazu; konwergencja; modelowanie geomechaniczne; CMG

EN

underground gas storage; convergence; geomechanical modeling; CMG

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 9
• Strony: 592--600
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Majkrzak Marcin

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Advanced Compositional and GHG Reservoir Simulator, 2009. Computer Modelling Group Ltd.
• Budak P., Szpunar T., 2000. Program symulacji pracy podziemnego magazynu gazu w kawernie solnej. Nafta-Gaz, 9: 530–534.
• Kaliski M., Janusz P., Szurlej A., 2010. Podziemne magazyny gazu jako element krajowego systemu gazowego. Nafta-Gaz, 5: 325–332.
• Karnkowski P.H., Czapowski G., 2007. Underground hydrocarbons storages in Poland: actual investments and properties. Przegląd Geologiczny, 55(12/1): 1068–1074.
• Król K., Kuśnierz B., 2019. Bezzbiornikowe magazynowanie substancji w górotworze – techniczne i prawne aspekty działalności organów nadzoru górniczego. AGH Drilling, Oil, Gas, 36(1): 5–17. DOI: 10.7494/drill.2019.36.1.5.
• Kunstman A., Poborska-Młynarska K., Urbańczyk K., 2009. Geologiczne i górnicze aspekty budowy magazynowych kawern solnych. Przegląd Geologiczny, 57(9): 819–828.
• Lankof L., Polański K., Ślizowski J., Tomaszewska B., 2016. Possibility of energy storage in salt caverns. AGH Drilling, Oil, Gas, 33(2): 405–415. DOI: 10.7494/drill.2016.33.2.405. PGNiG SA. www.pgnig.pl (dostęp: 10.09.2019).
• Szpunar T., Budak P., 2002. Konwergencja podziemnego magazynu gazu w kawernie solnej oraz graniczne parametry eksploatacyjne komory magazynowej. Prace Instytutu Górnictwa Naftowego i Gazownictwa, 114: 1–45.
• Szpunar T., Budak P., 2005. Konwergencja podziemnego magazynu gazu w kawernie solnej, w trójosiowym stanie naprężeń i odkształceń. Prace Instytutu Nafty i Gazu, 128: 1–37.
• Ślizowski J., Urbańczyk K., Lankof L., Serbin K., 2011. Analiza zmienności polskich pokładów soli kamiennej w aspekcie magazynowania gazu. Wiertnictwo, Nafta, Gaz, 28: 431–443. World Energy Council, 2016. World Energy Resources. (dostęp: 30.09.2019).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).