Calculs thermodynamiques efficaces et robustes pour la séquestration du CO2.

Efficient and robust thermodynamic calculations for CO2 sequestration.

• Auteur / Autrice : Juan Diego Dos santos heringer
• Direction : Dan Nichita, Denis Voskov
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie pétrolier - Génie des procédés
• Date : Inscription en doctorat le 14/09/2022
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Exactes et leurs Applications
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Fluides Complexes et leurs Réservoirs

Mots clés

Mots clés libres

Séquestration du CO2

Thermodynamique

Calcul parallèle

Optimisation

CO2 sequestration

Thermodynamics

Parallel computation

Optimization

Résumé

Le comportement des phases joue un rôle important dans l'écoulement souterrain et le transport de la séquestration du CO2 à grande échelle opérations. En raison de la grande incertitude de la caractérisation du sous-sol, la modélisation générale de tels processus nécessite l'exécution de grands ensembles de modèles conduisant à des temps d'exécution CPU prohibitifs pour simulation physique. Les modèles proxy avec une physique simplifiée ne parviennent souvent pas à capturer d'importants phénomènes et conduisent à des résultats erronés. Les architectures de calcul modernes (telles que les systèmes GPU) ouvrent de nouvelles opportunités pour mettre en œuvre des évaluations de comportement de phase hautement efficaces et précises. Néanmoins, pour adapter les approches existantes centrées sur le processeur aux architectures multicœurs, une refonte complète des méthodes classiques de calcul du comportement de phase est nécessaire. Ce projet est un effort conjoint entre l'Université de Pau et la TU Delft. Il se consacre au développement d' algorithmes robustes et efficaces pour prédire le comportement et les propriétés des phases pour les mélanges, y compris la saumure et la composition des gaz pertinents pour la séquestration du CO2 dans les gisements de gaz épuisés et les aquifères profonds. Tous les algorithmes seront conçus pour fonctionner à la fois sur les architectures CPU et GPU basées sur le moderne Équations d'État. La bibliothèque résultante sera testée pour la simulation de réservoir de CO2 synthétique et de réels projets de séquestration.

Phase behavior plays an important role in subsurface flow and transport of large-scale CO2 sequestration operations. Due to the high uncertainty of subsurface characterization, general modelling of such processes require running large ensembles of models leading to prohibitive CPU runtimes for full- physics simulation. Proxy-models with simplified physics often fail to capture important physical phenomena and lead to inaccurate results. Modern computational architectures (such as GPU systems) open new opportunities to implement highly efficient and accurate phase behavior evaluations. Nevertheless, to adapt existing CPU-centric approaches to multicore architectures, a complete re-design of conventional phase behavior computation methods is required. This project is a joint effort between University of Pau and TU Delft. It is dedicated to the development of robust and efficient algorithms for predicting phase behavior and properties for mixtures including brine and composition of gases relevant to CO2 sequestration in the depleted gas fields and deep aquifers. All algorithms will be designed for performing at both CPU and GPU architectures based on the modern Equations of State. The resulting library will be tested for reservoir simulation of synthetic and real CO2 sequestration projects.