岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (2): 505-514.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1206
邓汉鑫1, 2,武东生1, 2,王晓光2, 3,王东坡1
DENG Han-xin1, 2, WU Dong-sheng1, 2, WANG Xiao-guang2, 3, WANG Dong-po1
摘要: 孔隙介质中的两相渗流和毛细捕获是深部咸水层中二氧化碳(CO2)封存的重要过程和关键机制。尽管已有研究对两相流驱替模式及其判据进行了深入探讨,但循环驱替过程中两相渗流特性和毛细捕获机制的研究仍相对不足。通过孔隙尺度的水-油两相循环驱替可视化试验研究,分析了孔隙非均质性和循环驱替次数对两相渗流特性及毛细捕获效率的影响。试验结果显示,循环驱替破坏了非润湿相的连续性,使其分解为难以重新活化的孤立“液滴”,经过4次循环驱替后,毛细捕获效率最高可达40%。随着孔隙介质非均质性的增加,通过绕流机制大量捕获非润湿相,非均质孔隙结构中毛细捕获效率相比均质介质提高了32.5%。试验结果还揭示了循环驱替过程中4种典型的毛细捕获液滴类型:附着型、桥接型、团状型和簇状型液滴,其中,附着型液滴的数量占比最高,但其捕获体积较小,而簇状型液滴对毛细捕获效率贡献最大。该研究结果加深了对循环注入过程中毛细捕获机制的理解,并为提高深部咸水层CO2地质封存的效率提供了理论支持和实践依据。
中图分类号: TV 139| [1] | 黄继辉, 秦世康, 赵昱, 陈景煦, 张浩, . 压气法盾构仓内气压与围岩气−液两相流相互作用模型研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3555-3565. |
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