Techno-Economic Analysis of Impure CO2 Injection on Enhanced Oil Recovery and Carbon Storage

Abstract

CO2 geological storage with enhanced oil recovery (CCS-EOR), which can increase the oil production and store the greenhouse gas, secures economic feasibility and reduce the greenhouse gas emissions. This study proposes economic evaluation of CCS-EOR according to the composition and price of CO2 stream. Compositional reservoir model has been developed to analyze the effect of CO2 and impurities on the reservoir performance in terms of oil recovery and storage efficiency. Capital expenditures (CAPEX) and operating cost (OPEX) of infrastructure, price of CO2, and revenue from oil recovery and tax credit were set as economic parameters. Most impurities affect the miscibility by increasing the minimum miscibility pressure (MMP) between the injected gas and the reservoir fluid. The higher the impurity content in CO2, the lower the sweep efficiency and displacement efficiency, leading to a decrease in oil recovery, while the amount of stored CO2 compared to the injected carbon increased. In the base model, Case with 96.5% CO2 had the highest net present value (NPV) of MM$ 369, and Case with 99.9% CO2 had the lowest at MM$ 366. According to sensitivity analysis of the economic parameters, the NPV is very sensitive to the price of oil, discount rate, and tax policy.|원유의 생산성을 높이는 동시에 CO2 를 저장할 수 있는 지중저장 연계 생산증진 공법은 경제성을 확보하며 온실가스를 저감할 수 있다. 본 연구에서는 지중저장 연계 생산증진 공법 수치모델링 연구를 바탕으로 주입 CO2 불순물 조성 및 가격에 공법의 생산성과 이에 따른 경제성 평가법을 제시하였다. 공법의 생산성 평가는 오일 회수율과 이산화탄소 저장 효율 측면에서 분석하였다. 기반 시설의 자본 지출과 운영비용, CO2 구입 가격 및 오일 회수와 이산화탄소 세액 공제에 따른 수익을 경제성 인자로 설정하였다. 대부분의 불순물은 주입 기체와 저류층 유체 사이의 최소혼화압력을 증가시켜 혼화도에 영향을 미친다. 이로 인한 접촉효율 및 대체효율을 분석한 결과 CO2 내 불순물 함량이 높을수록 오일 회수율이 감소한 반면 주입 탄소 대비 저장된 CO2 은 증가하는 경향을 보였다. 경제성 평과 결과 기본 모델에서는 CO2 96.5%인 Case 2 의 순현재가치가 369 MM$로 가장 높았고 99.9%인 Case3 이 366 MM$로 가장 낮았다. 또한 경제성 인자의 민감도 분석을 수행하여 순현재가치가 원유 가격, 할인율 및 세금 정책에 매우 민감하다는 결과를 도출하였다.