二氧化碳注入砂岩透镜体中裂缝扩展模拟

摘要：

二氧化碳地质封存技术是一种减少二氧化碳排放量的有效方式.砂岩透镜体具有良好的储-盖组合,是较为理想的二氧化碳封存场址.砂岩透镜体中注入超临界二氧化碳引起的裂缝萌生、扩展、演化等一系列复杂问题直接决定着封存的安全性.利用ABAQUS数值模拟软件,基于扩展有限元法(XFEM)建立流-固耦合模型,通过将超临界二氧化碳注入砂岩透镜体,观察透镜体内部砂岩储层裂缝破裂过程.数值模拟研究得出结论:在透镜体产状不同的条件下,倾斜透镜体相对于水平透镜体封存能力较差,不适宜进行二氧化碳封存;将二氧化碳以3种不同的流速充注到砂岩透镜体中,流速增加不利于封存的安全性,但是裂缝长度和形态没有发生明显变化;裂缝在扩展过程中裂缝首先变宽成为导流通道,然后变长扩展,裂缝尖端应力先增大达到峰值然后逐渐降低,最终裂缝停止扩展.

关键词：二氧化碳地质封存、砂岩透镜体、扩展有限元法、裂缝扩展

所属期刊栏目：27

分类号：P642.5(水文地质学与工程地质学)

资助基金：国家重点基础研究发展规划973项目2015CB258501;中国科学院战略性先导科技专项B类XDB10030301;国家自然科学基金项目41202228

在线出版日期：2019-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：239-249