ネットゼロ目標の達成には、CO2の地質学的貯留の迅速な拡大が求められる。しかし、成熟した石油地域に存在する既存井は、工学的バリアが劣化すると封じ込めリスクが大きくなる。初期評価段階では、貯留プロジェクトは、完全性データが乏しい多数の既存井インベントリに対して、起こり得る漏洩量の範囲を迅速に限定する必要があるが、適切なモデリング手法は限られている。高精度シミュレーションは漏洩の物理を詳細に捉える一方で計算コストが高い。また、単純な解析モデルは、現実的な圧力–温度勾配に起因する深度依存のCO2物性の変化を無視する。そこで本研究では、既存井の坑井経路に沿う定常状態のCO2リークフラックス上限を迅速に推定するための、簡略化した物理ベースのスクリーニングモデルQWellRATEを提示する。モデルはSpan–Wagner状態方程式を用いて深度依存のCO2密度と粘度を評価し、リーク経路を等価なダルシー連続体として表現し、連成した貯留層シミュレーションを不要とする既成の入力のみで動作する。予測されるフラックスの大きさは、完全なマルチプラグ系からプラグが外れた経路まで、さまざまな構成における放棄井の公表フィールド類似事例と整合する。漏洩フラックスを支配する主要因はセメントプラグの透過性である。2つの健全なセメントプラグは、アンプラグドの井戸に比べてフラックスを約760分の1に低減するのに対し、3つすべてのプラグが同時に劣化すると約500倍の増加となる。モデルの計算効率により、感度分析、不確実性の定量化、地域スケールの空間スクリーニングが可能になる。不確実性定量化としてラテン超方格サンプリングを用いると、劣化したセメントと上昇した泥水透過性の積の相互作用によって駆動される、5桁に及ぶフラックス範囲が得られる。サザン・ノース・シーでの地域実証では、高精度の多相シミュレータによる追補を優先することで、QWellRATEが層化されたワークフローを支援できることが示される。
https://doi.org/10.31223/x5cr4x