封存CO2的泄漏过程预测与泄漏速率的影响因素特性.pdf

! 第! " 卷! 第# 期! ! 化! 工! 学! 报! ! ! ! ! ! ! $ % & ' ! " ! ( % ' # ! ) * + ) 年# 月! ! , - . / , ! 0 % 1 2 3 4 & ! ! ! 5 6 2 7 & ! ) * + ) " " " " " " " " " " " " " " # # # # 研究论文封存! " # 的泄漏过程预测与泄漏速率的影响因素特性刘永忠+ !) ! 王! 乐+ ! 张甲六+ ! 西安交通大学化学工程系" 陕西西安 8 + * * # 9 # 热流科学与工程教育部重点实验室" 陕西西安 8 + * * # 9 $ 摘要% 地下封存, : 泄漏的评估方法和风险控制是碳捕集和封存! , , / $ 技术亟待解决的核心问题& 为了揭示封存, : 泄漏过程的影响因素及其特性" 本文建立两相流驱替过程数学模型描述封存, : 的泄漏过程" 采用, : ; / : < ; 1 & = 7 6 > ? @ 7 A @ " ' B 4 软件进行数值模拟& 通过对基准问题及其解的拓展" 分别对注入井与泄漏通道之间距离' 泄漏通道半径' 泄漏通道渗透率' , : 注入速率和, : 注入深度等因素对封存, : 泄漏过程的影响特性进行研究" 通过过程模拟和数据分析得到了影响因素的定量函数关系& 研究表明% 封存, : 的渐近泄漏速率与注入井与泄漏通道之间距离倒数呈对数线性关系" 与泄漏通道半径呈抛物线型关系" 与注入速率呈线性关系# 泄漏通道的绝对渗透率是, : 泄漏速率控制的关键因素" 而, : 注入深度的增加并不能有效地降低, : 泄漏速率& 本文的计算模型和数值模拟结果不仅揭示了地下封存, : 泄漏过程的影响因素与泄漏速率之间的定量关联规律" 还可为地下封存, : 的封存地点选择' 泄漏速率估计和泄漏风险评估提供工程分析方法和计算工具& 关键词% , : 封存# 泄漏# 数值模拟# 预测$ " % % + * ' " 9 ! 9 ( C ' 7 @ @ 3 ' * # " D E + + B 8 ' ) * + ) ' * # ' * " " 中图分类号% F G * ) + ' + ! ! ! ! ! ! ! 文献标志码% 5 文章编号% * # " D H + + B 8 ! ) * + ) $ * # H + ) ) ! H * D & ' ( ) * + , * - . - . / ( 0 1 0 2 ( 0 . ) ' 0 , ( + 3 0 ' 0 + , ( ' * 4 , * + 4 - 5 ! " # 4 , - ' 0 2 ( 6 % 7 8 - . 2 9 3 - . 2 : !# ! ; < = > 6 ( : ! ? @ < = > A * 0 / * B : ! ! " # $ % & ' " ( & ) * + , " ' - . $ / 0 ( 1 - ( " " % - ( 1 " 2 - ) $ ( 3 - $ ) & ) ( 1 4 ( - 5 " % 6 - & 7 " 2 - ) $ ( 8 + * * # 9 " 8 , $ $ ( 9 - " + , - ( $ # : " 7 ; $ < ) % $ & ) % 7 ) * = , " % ' ) E >