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咸水层毛管力圈闭机制及对非纯CO_(2)封存效率的影响
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作者 崔国栋 胡哲 +2 位作者 宁伏龙 王延永 焦玉勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2791-2801,共11页
实际咸水层呈垂向多层分布,物性差异大,毛管力非均质性严重。非纯CO_(2)气体封存过程中,毛管力不仅会圈闭CO_(2),更会圈闭伴随的杂质气体,影响CO_(2)运移和封存。但是,垂向多层系下毛管力的圈闭机制还不清楚,其对非纯CO_(2)气体封存效... 实际咸水层呈垂向多层分布,物性差异大,毛管力非均质性严重。非纯CO_(2)气体封存过程中,毛管力不仅会圈闭CO_(2),更会圈闭伴随的杂质气体,影响CO_(2)运移和封存。但是,垂向多层系下毛管力的圈闭机制还不清楚,其对非纯CO_(2)气体封存效率的影响亟待分析。为此结合随机统计地质建模和非纯CO_(2)-盐水两相渗流模型,建立了垂向多层系咸水层非纯CO_(2)封存运移模型;研究了毛管力作用下CO_(2)和杂质气体的运移过程及其羽流发育规律,并对非纯CO_(2)气体垂向运移速率和毛管力圈闭能力进行了量化计算;最后通过敏感性分析,阐明了毛管力大小、非均质程度、杂质体积分数等因素对非纯CO_(2)气体封存效率的影响。研究结果表明,非均质毛管力可有效圈闭非纯CO_(2)气体,增加非纯CO_(2)气体在横向上的波及体积;随着毛管力大小和非均质程度增加,毛管力圈闭量升高,毛管力封存系数增大,但CO_(2)垂向运移速率降幅明显,与杂质气体垂向运移速率的差异幅度增加。毛管力自上而下递减时,底部毛管力圈闭减少,更多的非纯CO_(2)气体将运移到地层上部的各个区域,使得非纯CO_(2)气体毛管力封存系数增加,非纯CO_(2)气体残余封存系数减少,CO_(2)垂向运移速率增大,与杂质气体垂向运移速率的差异幅度减小;随着杂质气体体积分数增加,非纯CO_(2)气体浮力增加,垂向运移速率增大,更多非纯CO_(2)气体运移到地层顶部,非纯CO_(2)气体毛管力封存系数降低,残余封存系数增加。因此为保证封存安全性,应尽可能选择含杂质少的非纯CO_(2)气体注入毛管力大、非均质性强以及垂向毛管力自上而下先递增后递减的咸水层。 展开更多
关键词 非纯CO_(2)气体 咸水层 毛管力圈闭 封存效率 杂质气体
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