بررسی تاثیر واکنش‌های اکسیداسیون سنگ و سیال بر خلوص اکسیژن تولیدی در فرایند ذخیره‌سازی هوای فشرده در یک مخزن نفتی تخلیه شده با استفاده از شبیه‌سازی عددی

افزایش استفاده و به‌کارگیری سیستم های انرژی تجدیدپذیر به دلیل عدم دسترسی همیشگی به منابع تجدید پذیر نیازمند ذخیره‌سازی انرژی است، رشد استفاده از انرژی های تجدید پذیر یکی از راه حل های کلیدی برای نگرانی‌های زیست محیطی مربوط به تامین انرژی جهان است. سیستم ذخیره‌سازی هوای فشرده یکی از سیستم های ذخیره‌سازی انرژیست که به دلیل مزایای متعدد آن در سال های اخیر بیشتر مورد توجه قرارگرفته است و ذخیره‌سازی انرژی هوای فشرده در ساختارهای زیرزمینی از جمله مخازن هیدروکربنی تخلیه شده به واسطه‌ی دارا بودن ظرفیت ذخیره‌سازی مناسب برای هوا و به دلیل اینکه خصوصیات زمین‌شناسی آن‌ها قبلا به‌خوبی شناسایی شده‌اند یکی از راه‌های مورد اطمینان، کم‌ضرر و کم‌هزینه در راستای تامین انرژی پایدار می‌باشد. از این جهت سناریوی عملیات ذخیره‌سازی هوای فشرده در یک مدل مصنوعی مخزن نفت تخلیه شده به منظور امکان‌سنجی و تحویل پذیری ذخیره‌سازی انرژی هوای فشرده و بررسی واکنش های اکسیداسیون با سنگ و سیال در محیط متخلخل با نرم افزار تجاری cmg شبیه‌سازی شد. در این سناریو ابتدا هوا به عنوان گاز بالشتک در طی یک سال و سه ماه با دبی 600 scf/d تزریق و سپس در هر سال به مدت پنج ماه با نرخ 300 scf/d تزریق، پنج ماه با همان نرخ 300 scf/d تولید و در نهایت تا انجام سیکل بعدی دو ماه چاه بسته می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که در اثر واکنش های اکسیداسیون اکسیژن با نفت باقیمانده مخزن و وجود مواد معدنی از جمله پیریت اهن، یکسری واکنش‌های شیمیایی در محیط متخلخل رخ می‌دهد که موجب کاهش اکسیژن موجود در مخزن ذخیره می‌شود و در اثر انحلال کانی های تشکیل دهنده سنگ افزایش 0.05 درصدی تخلخل مخزن را خواهیم داشت در این مطالعه با امکان‌سنجی و بررسی نتایج شبیه‌سازی نشان دادیم که فضای منافذ مخزن می‌تواند ذخیره‌سازی انرژی وسیعی را فراهم کند.

investigating the effect of rock and fluid oxidation reactions on the purity of oxygen produced in the process of compressed air storage in a depleted oil reservoir using numerical simulation

the application of renewable energy systems is growing increasingly even though permanent access to these renewable energy sources is not always possible therefore energy storage is required. also, renewable energy systems are the key solution to the environmental concern around the world’s energy supply. compressed air energy storage system, one of the commercial energy storage systems has received lots of attention in recent years due to its countless advantages. compressed air energy storage n underground reservoirs including depleted oil reservoirs, provides large-scale energy storage capacity and there are previous understandings of the geological structure, so they are considered one of the most certain, harmless, and economic ways of stable energy supply. hence, a compressed air energy storage process scenario in a synthetic depleted oil reservoir has been simulated with cmg in order to investigate the feasibility and deliverability of compressed air storage and study the oxidation reaction with rock and fluid in porous media. in this scenario, at first, air was injected as cushion gas at the rate of 600 scf/d in 1 year and 3 months, and then every year air was injected as working gas at the rate of 300 scf/d for 5 months and produced at the same rate for 5 months and then well was shut for 2 months till the next cycle. the results of the simulation show oxygen reacts with residual oil and rock consisting minerals such as pyrite. some of these reactions occurring in porous media lead to oxygen reduction existing in reservoir. moreover rock mineral dissolution results to 0.05% increase in reservoir porosity. in conclusion of this study, it seems reservoir porous media provide a wide excellent medium for storing the energy.