›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (4): 1247-1252.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

深部咸含水层CO2注入的流体迁移模拟研究 ——以松辽盆地三肇凹陷为例

赵锐锐1,孟庆辉2,成建梅1   

  1. 1. 中国地质大学 环境学院,武汉 430074;2. 北京国电华北电力工程有限公司,北京 100120
  • 收稿日期:2010-09-21 出版日期:2012-04-13 发布日期:2012-04-26
  • 通讯作者: 成建梅,女,1971年生,博士,教授,主要从事地下水渗流数值模拟技术、盆地流体-岩石相互作用方面的研究工作。 E-mail: jmcheng@cug.edu.cn E-mail:rinling12345@163.com
  • 作者简介:赵锐锐,男,1984年生,博士研究生,主要从事CO2地质封存和地下水数值模拟技术方面的研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No. 40772154);高等学校学科创新引智计划资助(No. B08030)。

Fluid migration modeling of CO2 injection in deep saline aquifers -A case study of the Sanzhao Depression, Songliao Basin

ZHAO Rui-rui1,MENG Qing-hui2,CHENG Jian-mei1   

  1. 1. School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China; 2. North China Power Engineering Co., Ltd., Beijing 100120, China
  • Received:2010-09-21 Online:2012-04-13 Published:2012-04-26

摘要: CO2地质封存是减少温室气体向大气排放的有效措施之一,而深部咸含水层CO2地质封存是目前可行的最有潜力的封存技术。先前研究表明,松辽盆地是一个潜在的封存场地。基于对松辽盆地地质资料的初步分析,选取三肇凹陷的姚家组1段和青山口组2、3段地层作为CO2的注入层,建立一个典型二维模型,研究CO2注入后的迁移规律。结果表明,CO2注入后会向上和侧向迁移,后期可能出现的对流作用能促进CO2的溶解。残留气体饱和度、注入层水平和垂直渗透率的比值对模拟结果影响最大。此外,储层中的薄页岩夹层有利于CO2的溶解,因此,在保证注入性和封存量的情况下,储层中低渗透性夹层是允许的。

关键词: 深部咸含水层, CO2地质封存, 流体运移, 模拟, TOUGH2代码

Abstract: CO2 geological storage is one of effective measures for reducing emissions of greenhouse gases, and now CO2 disposal in deep saline aquifers becomes a feasible and most promising technology for CO2 storage. The previous studies show that the Songliao Basin is one of potential and promising storage sites. Based on the preliminary study of geological formation of the Songliao Basin, the first member of the Yaojia formation, the second and third members of the Qingshankou formation in the Sanzhao Depression are selected as the suitable aquifers for CO2 injection. Then a generalized two-dimensional model is set up to characterize the injection of CO2 into the Yaojia and Qingshankou formation, and to investigate the migration of CO2 in the aquifers. The results of model show that CO2 would migrate upwards and spread laterally over time after injection; and the phenomenon of convective mixing could occur obviously later, which could enhance the dissolution of CO2 process. The residual gas saturation and the ratio of horizontal to vertical permeability have the greatest effects on the results of model. Besides, the interbedded shale layers in the reservoir can enhance the dissolution of CO2. It’s suggested that the reservoirs with low-permeability intercalation could be allowed when the injectivity and storage capacity are guaranteed.

Key words: deep saline aquifers, CO2 geological storage, fluid migration, simulation, TOUGH2 code

中图分类号: 

  • TU 42
[1] 周翠英, 孔令华, 崔光俊, 于磊, 刘镇, . 基于天然红层材料的软岩成型模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 419-427.
[2] 李翻翻, 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 基于塑性损伤的黏土岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 132-140.
[3] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[4] 蒋水华, 冯泽文, 刘贤, 姜清辉, 黄劲松, 周创兵. 基于自适应贝叶斯更新方法的岩 土参数概率分布推断[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 325-335.
[5] 郭院成, 李明宇, 张艳伟, . 预应力锚杆复合土钉墙支护体系增量解析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 253-258.
[6] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[7] 刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
[8] 陈栋, 王恩元, 李楠, . 不同煤岩介质模型的波场特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 449-458.
[9] 金爱兵, 刘佳伟, 赵怡晴, 王本鑫, 孙浩, 魏余栋, . 卸荷条件下花岗岩力学特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 459-467.
[10] 韩征, 粟滨, 李艳鸽, 王伟, 王卫东, 黄健陵, 陈光齐, . 基于HBP本构模型的泥石流动力过程SPH数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 477-485.
[11] 吴锦亮, 何吉, . 岩质边坡动态开挖模拟的复合单元模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 535-540.
[12] 张强, 李小春, 周英博, 石露, 白冰, . 高压孔隙CO2/水作用下完整四川三叠系 砂岩剪切特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3028-3036.
[13] 吴凤元, 樊赟赟, 陈剑平, 李军, . 基于不同侵蚀模型的高速崩滑碎屑 流动力过程模拟分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3236-3246.
[14] 孙峰, 薛世峰, 逄铭玉, 唐梅荣, 张翔, 李川, . 基于连续损伤的水平井射孔-近井筒三维破裂模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3255-3261.
[15] 穆锐, 浦少云, 黄质宏, 李永辉, 郑培鑫, 刘 旸, 刘 泽, 郑红超, . 土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2825-2837.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘小文,常立君,胡小荣. 非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3302 -3306 .
[2] 黄建华,宋二祥. 大型锚碇基础围护工程冻结帷幕力学性态研究[J]. , 2009, 30(11): 3372 -3378 .
[3] 王观石,李长洪,陈保君,李世海. 应力波在非线性结构面介质中的传播规律[J]. , 2009, 30(12): 3747 -3752 .
[4] 王朝阳,许 强,倪万魁. 原状黄土CT试验中应力-应变关系的研究[J]. , 2010, 31(2): 387 -391 .
[5] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[6] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[7] 徐维生,柴军瑞,陈兴周,孙旭曙. 岩体裂隙网络非线性非立方渗流研究与应用[J]. , 2009, 30(S1): 53 -57 .
[8] 赵尚毅,郑颖人,李安洪,邱文平,唐晓松,徐 俊. 多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用[J]. , 2009, 30(S1): 160 -164 .
[9] 刘振平,贺怀建,朱发华. 基于钻孔数据的三维可视化快速建模技术的研究[J]. , 2009, 30(S1): 260 -266 .
[10] 赵跃堂,林家炜,石 磊. 冲击荷载作用下层裂问题研究[J]. , 2011, 32(S2): 122 -126 .