中国地质调查局地质调查项目(12120113006300)
- 作品数：9 被引量：42H指数：4
- 相关作者：王福刚许天福李佳琦石岩雷宏武更多>>
- 相关机构：吉林大学吉林省环境工程评估中心香港科技大学更多>>
- 发文基金：中国地质调查局地质调查项目国家自然科学基金吉林大学研究生创新基金资助更多>>
- 相关领域：天文地球动力工程及工程热物理理学环境科学与工程更多>>
- 二氧化碳地质储存数值模拟中边界的影响分析和范围确定被引量：3
- 2014年
- 在"无限大"深部咸水层的二氧化碳(CO2)地质储存数值模拟中,往往需要人为给定一个边界。边界范围大小和类型选取直接影响模拟结果,进而导致储存潜力评价误差。笔者基于典型深部咸水层的二维径向模型,采用TOUGH2-MP软件进行数值模拟,分析了不同边界范围和类型对深部咸水层中注入CO2后压力和CO2饱和度分布、最大压力和CO2运移距离及储存形式和储存效率的影响。为了说明边界的确定与深部咸水层参数有关,还进行了渗透率、孔隙度、压缩系数、温度、盐度和边界类型的敏感性分析。结果表明在隔水边界类型下,边界范围越大,压力增量和CO2饱和度越被"平均化",从而最大压力增量越小,CO2饱和度分布形状越扁平,最大运移距离越大。但储存形式受边界影响不大,体积储存效率在"无限大"深部含水层中被高估。随着边界范围的扩大,边界引起的差异逐渐变小。另外,基于单相流和多相流解析解理论,得到了在已知注入速率下边界范围大小的简单近似确定方法。该方法考虑CO2的最大运移距离和水相的影响边界两个方面,适用于"无限大"深部咸水层单井或多井注入的边界确定。
- 雷宏武李佳琦许天福王福刚石岩
- 关键词：数值模拟
- 鄂尔多斯盆地深部咸水层二氧化碳地质储存热-水动力-力学(THM)耦合过程数值模拟被引量：8
- 2015年
- 注入CO2到深部咸水层(CO2地质储存)被认为是一种直接有效地减少CO2向大气排放的途径。CO2地质储存涉及到热、水动力和力学耦合过程,该耦合过程是预测CO2在储层中的迁移转化、评价储层储存能力和分析潜在风险的关键。基于Terzaghi固结理论,在热-水动力(TH)耦合软件TOUGH2框架中加入了力学模块,形成了新的热-水动力-力学(THM)模拟器。结合鄂尔多斯盆地CO2捕获和储存(CCS)示范工程场地的地质、水文地质条件,采用新的THM模拟器数值分析了CO2注入后地层中的温度、压力、CO2饱和度、位移和有效应力的时空变化特征。结果显示:在井口保持8 MPa和35℃情况下,能够实现10万t/a的CO2注入量;压力上升的范围远远大于CO2运移和温度降低的范围,注入20a后,其最大距离分别达到接近边界10km、620m和100m;位移和应力变化主要与压力变化相关,注入引起最大抬升为0.14m,在注入井附近位置储层中有效应力变化水平方向要大于垂直方向,而在远井位置相反;注入引起井附近有效应力明显减小,从而导致了孔隙度和渗透率的增大,增强了CO2注入能力。
- 雷宏武李佳琦许天福王福刚
- 关键词：CO2地质储存数值模拟鄂尔多斯盆地
- 油藏中CO2矿物捕获能力研究被引量：2
- 2016年
- 利用TOUGHREACT软件,根据示范工程实验区大情字井的地层条件,针对含油及非含油储层哪一条件更适宜CO_2地质储存,设置了盐水组与含油组两组方案进行对比模拟。结果显示,含油组地层水中主要离子浓度及总矿化度低于盐水组,主要固碳矿物片钠铝石的生成量和CO_2的封存量明显小于盐水组。残余油的存在降低了矿物与水溶液进行离子交换的比表面积和储层的含水饱和度,并且占据矿物沉淀空间。尽管水岩作用受限,但油藏仍然可完成CO_2地质封存,且诸多优点表明油藏仍是CO_2地质封存的有利场所。
- 杨慧心李春先于淼张曙光李轩张颖刘立
- 关键词：数值模拟残余油
- 地下热-水动力-力学耦合过程数值模拟:以CO_2地质储存为例被引量：9
- 2014年
- 在地下流动系统问题的研究中,热-水动力-力学(THM)耦合过程是研究的热点问题。在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH2的框架内,基于Biot固结理论和摩尔-库仑破坏判定准则,建立了THM耦合模型;采用积分有限差和有限元联合的空间离散方法,开发了THM模拟器TOUGH2Biot。该模拟器中热和水动力过程是全耦合,力学过程是部分耦合。通过与解析解的对比,验证了其正确性。基于鄂尔多斯盆地CCS示范工程,采用TOUGH2Biot研究了CO2注入地层后的THM响应。结果显示CO2的注入引起流体压力急剧增加,地层有效应力减小,地表隆起,隆起大小在几十个厘米,同时孔渗增加,利于CO2注入引起的压力上升向外消散。CO2注入最有可能导致剪切破坏的位置位于最大速率注入点上部盖层,其次为靠近地表的位置。
- 雷宏武金光荣石岩李佳琦王福刚许天福
- 关键词：BIOT固结理论CO2地质储存
- CO_2地质封存技术及其同位素在咸水层的化学行为研究进展被引量：3
- 2015年
- 深部咸水层是CO2地质封存的主要封存地,因所处地质背景和在地质历史过程中经历的地球化学环境不同,其地球化学行为也各不相同。本文综述地质封存空间与封存量、地质封存类型、同位素标记CO2在咸水层的化学行为的研究进展。分析表明,目前关于CO2地质封存的研究在现象实验、模拟和现场实验方面都取得了初步进展,但对CO2注入地下后的行为过程仍有很多未解决的理论和技术难题;CO2地质封存监测方法的选择主要取决于具体的场地条件和场地的风险情况,未来技术发展主要集中于封存场地评价与储层响应监测技术。
- 刘子剑张楠张凤君
- 关键词：地质封存同位素
- 多相流数值模拟中复杂地质体网格剖分实现技术被引量：2
- 2015年
- 考虑到复杂地质体的网格化剖分建模技术对多相流体数值模拟精准度的影响,提出了基于布点法构建任意多边形、任意约束的PEBI(Perpendicular bisection)多约束、交互式网格剖分实现技术与网格生成算法。网格生成过程包括五个方面:布点;三角剖分;查找不合格三角形,调整点布局;生成泰森多边;进行拓扑重构,生成二维、三维PEBI网格。剖分过程中将直井、水平井、断层等各种约束分别概化为点、线、区约束,基于泰森多边形的拓扑重构,完成PEBI网格的生成。将剖分算法耦合到作者前期开发的可视化建模软件TOUGHVISUAL上,并应用于几种典型复杂情况下地质体网格剖分建模,应用结果显示了本文方法的科学实用性和操作简便性。
- 杨艳林靖晶杨志杰许天福王福刚
- 关键词：计算机应用PEBI网格三角剖分
- 二氧化碳增强咸水开采工程中储层压力管控和布井方案优化研究
- 温室气体大量排放引发的全球气候变暖问题正在日益加剧,如果不加以控制,将对人类生存和可持续发展带来严峻挑战。将排放的CO2收集起来注入到深部咸水层增强咸水开采技术（CO2-EWR）,是一种有效的CO2减排途径。CO2-EW...
- 杨志杰
- 关键词：准噶尔盆地
- 文献传递
- 泥岩盖层对CO2圈闭的细观性特征及模型研究
- 目前,二氧化碳含量的日益增加被公认为是导致全球范围内的温度升高的主要原因。控制地球温度变化,减少大气中的二氧化碳含量任重道远。捕捉大气中的二氧化碳并输送至地下深部进行储存已经过多方面的论证和实践,被认为是减少大气二氧化碳...
- 郝术仁
- 关键词：CO2地质封存
- 文献传递
- CO_2增强地热系统中的井网间距优化研究被引量：9
- 2014年
- 以松辽盆地为研究场地,采用数值模拟方法,研究五点布井法在不同井间距条件下,温度场、生产井流量、热提取率、累计热量、CO2封存量及压力降的变化特征。结果表明,注入井与生产井相距越近,储层的温度、流量变幅越大,稳定生产期和热突破时间越短;系统运行初期,具有较高的热提取率和累计热量,但其变化较大,不稳定。运行一段时间后,注入井与生产井井距近的系统热提取率和累计热量比井距较远的低。生产井与注入井之间压力降的增加有助于提高地热开采。从CO2储存角度看,生产井与注入井的井间距远有助于CO2的封存。
- 杨艳林靖晶王福刚石岩
- 关键词：CO2数值模拟
- 应用TOUGH模拟二氧化碳地质储存过程的复杂地质体建模技术与实现被引量：4
- 2014年
- 基于TOUGH2数值模拟器中存在处理复杂地质条件难的问题,提出了将三维地质模型与TOUGH2数值模型耦合的具体思路和方法,并在Windows平台上编制了相应的程序,利用该程序可以直接将地质模型(如GMS和Petrel建立)与TOUGH2的数值模型进行有机融合,并进行了算法验证。通过CO2地质储存的实例,可以看出地层构造对CO2的空间运移起着控制作用,模拟结果显示CO2会沿着背斜面地层进行运移扩散。因此通过此转换程序,能够增强TOUGH2模拟器处理地层起伏、断层、褶被等常见地质构造,以及地质属性随空间变化的地质体,提高了模拟器的使用效率。
- 杨艳林许天福李佳琦王福刚
- 关键词：地质模型CO2地质储存
