Impact of experimentally measured relative permeability hysteresis on reservoir-scale performance of underground hydrogen storage (UHS)
Notice bibliographique
Résumé
Underground Hydrogen Storage (UHS) is an emerging large-scale energy storage technology. Researchers are investigating its feasibility and performance, including its injectivity, productivity, and storage capacity through numerical simulations. However, several ad-hoc relative permeability and capillary pressure functions have been used in the literature, with no direct link to the underlying physics of the hydrogen storage and production process. Recent relative permeability measurements for the hydrogen-brine system show very low hydrogen relative permeability and strong liquid phase hysteresis, very different to what has been observed for other fluid systems for the same rock type. This raises the concern as to what extend the existing studies in the literature are able to reliably quantify the feasibility of the potential storage projects. In this study, we investigate how experimentally measured hydrogen-brine relative permeability hysteresis affects the performance of UHS projects through numerical reservoir simulations. Relative permeability data measured during a hydrogen-water core-flooding experiment within ADMIRE project is used to design a relative permeability hysteresis model. Next, numerical simulation for a UHS project in a generic braided-fluvial water-gas reservoir is performed using this hysteresis model. A performance assessment is carried out for several UHS scenarios with different drainage relative permeability curves, hysteresis model coefficients, and injection/production rates. Our results show that both gas and liquid relative permeability hysteresis play an important role in UHS irrespective of injection/production rate. Ignoring gas hysteresis may cause up to 338% of uncertainty on cumulative hydrogen production, as it has negative effects on injectivity and productivity due to the resulting limited variation range of gas saturation and pressure during cyclic operations. In contrast, hysteresis in the liquid phase relative permeability resolves this issue to some extent by improving the displacement of the liquid phase. Finally, implementing relative permeability curves from other fluid systems during UHS performance assessment will cause uncertainty in terms of gas saturation and up to 141% underestimation on cumulative hydrogen production. These observations illustrate the importance of using relative permeability curves characteristic of hydrogen-brine system for assessing the UHS performances.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».