Numerical simulation of viscous fingering in CO₂ storage: Addressing the limitations of laboratory-derived relative permeabilities
Notice bibliographique
Résumé
• None of the published CO 2 /water Relperms produced pronounced viscous fingering. • The proposed Relperm curves for water and CO 2 successfully generated finger patterns. • The key difference between the proposed and lab-derived relative permeabilities is the total mobility at the shock-front gas saturation. • The experimentally derived Relperm curves in all cases were “over stable”. Gas injection in CCS is an unstable displacement process due to the viscosity contrast between injected gas and in-situ brine, a fact often overlooked in CO₂ storage modelling. Most studies estimating relative permeability (Relperms) for CCS rely on conventional methods. This paper applies a novel approach that explicitly considers viscous instability from injecting low-viscosity gas into more viscous brine. Based on our earlier studies (A. Beteta et al., 2024; Sorbie et al., 2020). viscous fingering is expected under viscous-dominated conditions. While strong capillary forces may suppress fingering at lab scale, the balance of viscous and capillary forces can shift at field scale, leading to pronounced gas fingering. To model CO₂ injection, we used published CO₂/water Relperms from CCS experiments. Two approaches were compared: conventional Relperms estimation and an alternative viscous fingering-based method. Simulations using conventional CO₂/water Relperms showed no fingering patterns, whereas our earlier study indicated that core flood experiments with a water–CO₂ viscosity ratio of ∼55 may generate gas fingers. The second approach, based on maximum mobility, produced gas fingers and matched production and differential pressure equally well. This apparent absence of fingering may suggest limitations in the conventional representation of flow dynamics under such conditions. Possible reasons why experimental relative permeabilities do not capture the expected “fingering behaviour” are discussed in this paper. The main difference between our proposed Relperms and lab derived Relperms is in the total mobility, with our Relperms having a higher total mobility at the shock front gas saturations (S gf ) of CO 2 .
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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) | 0,002 | 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 ».