地质封存二氧化碳沿断层泄漏数值模拟研究

摘要：

安全性和封存效果是二氧化碳(CO2)地质封存(GCS)最受关注的问题,其中以断层/裂缝引起的场地不确定性因素较为复杂.利用储层多相流模拟软件TOUGH2/ECO2N,研究了不同情境下注入深部咸水层中的CO2沿断层发生泄漏的时间、速率、泄漏量等特征.通过15个场地尺度的模型结果分析表明,CO2注入方案、断层性质(发育位置、产状、几何形态、内部结构)、系统内岩层的组合形态对CO2泄漏均有影响.相同储存环境和断层发育条件下,CO2注入速率从1.59 kg/s增加至6.34 kg/s,CO2泄漏时间提前3 706 d,泄漏量在20 a后增加至注入总量的32.43％.断层发育位置对CO2封存影响极为显著,本次研究,距注入井100 m位置的断层可造成CO2的泄漏量在20 a后高达总注入量的63.39％.相同条件下,倾斜/窄小的断层比垂直/宽厚的断层对CO2及储层咸水的泄漏影响更小.断层渗透率增加一倍,可导致CO2泄漏量增加2.11％,泄漏速率约提高0.006～0.01 kg/s.

关键词：CO2地质封存(GCS)、咸水层、CO2泄漏、断层、TOUGH2

所属期刊栏目：45

分类号：P642.5(水文地质学与工程地质学)

资助基金：国家能源应用技术研究及工程示范项目NY20111102-1;多源同汇地下水流系统水动力弥散混合特征沙槽模型研究41402223

在线出版日期：2018-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：109-116