自工業(yè)革命以來,空氣中二氧化碳的含量持續(xù)增加,而二氧化碳地質(zhì)封存是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段。二氧化碳的注入和運(yùn)移改變了地層初始應(yīng)力場(chǎng)和孔壓場(chǎng),可能導(dǎo)致地表隆起變形,亦可能引起蓋層產(chǎn)生新的裂隙,或者導(dǎo)致已有裂隙張開、錯(cuò)位,影響蓋層的力學(xué)完整性。因此,探究深部咸水層中二氧化碳的遷移規(guī)律,將會(huì)對(duì)二氧化碳減排提供重要的技術(shù)支撐。本文以鄂爾多斯神華碳捕獲與封存項(xiàng)目石千峰組為研究對(duì)象,進(jìn)行二維超臨界二氧化碳-咸水氣液兩相流模擬和三維滲流場(chǎng)-力場(chǎng)流固耦合模擬,對(duì)二氧化碳羽流在咸水層中運(yùn)移的影響因素和蓋層形變進(jìn)行了探究。主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:（1）考慮溫度、壓力變化對(duì)超臨界二氧化碳運(yùn)移分析的影響,對(duì)超臨界二氧化碳的密度、粘度進(jìn)行參數(shù)插值,得到其密度、粘度隨溫壓變化的函數(shù)表達(dá)式。（2）考慮二氧化碳的可壓縮性,進(jìn)行二維超臨界二氧化碳-咸水氣液兩相流模擬,研究不同注入速率、地層圍壓、儲(chǔ)層溫度、儲(chǔ)層孔隙度、咸水鹽度等影響因素對(duì)儲(chǔ)層孔隙壓力以及二氧化碳運(yùn)移的影響。（3）根據(jù)二維氣液兩相流模擬的影響因素探究結(jié)果,比較不利影響因素,建立儲(chǔ)層、蓋層流固耦合模型,進(jìn)行三維滲流場(chǎng)-力場(chǎng)耦合模擬,得到蓋層位移及應(yīng)力應(yīng)變分布... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

圖１．１近１５０年空氣中二氧化碳含量的變化

?深部咸水層封存二氧化碳遷移規(guī)律研究???年之間的總溫升為０．７８°Ｃ，因此解決溫室效應(yīng)問題迫在眉睫。在所有的溫室氣體中，二??氧化碳對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)最大，占６０％。２０１３年，大氣中主要溫室氣體二氧化碳、甲??烷和一氧化二氮的濃度創(chuàng)下歷史新高，二氧化碳的濃度為３９６ｐｐｍ（ｐｐｍ為百萬分之一），??為工業(yè)化前平均水平的１４２％。因此，控制和減緩二氧化碳排放是減緩全球變暖的關(guān)鍵??環(huán)節(jié)。??目前，中國(guó)年人均二氧化碳排放為７噸，已超過世界平均水平，與歐盟水平相當(dāng)。??中國(guó)作為一個(gè)國(guó)際地位不斷提高的大國(guó)，在減少溫室氣體排放、減緩氣候變化方面面臨??著前所未有的壓力【３］。近年來，國(guó)家開展了一系列的二氧化碳減排活動(dòng)：２００８年，海洋??公益產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)科研項(xiàng)目——１‘中國(guó)二氧化碳海底封存能力評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)預(yù)研究”??項(xiàng)目正式啟動(dòng)；２０１８年“藍(lán)碳行動(dòng)”國(guó)際會(huì)議在威海召開，不僅增強(qiáng)了國(guó)際社會(huì)對(duì)亞太地??區(qū)藍(lán)碳發(fā)展的認(rèn)識(shí)，也為全球藍(lán)碳技術(shù)發(fā)展和溫室氣體減排項(xiàng)目提供了創(chuàng)新思路［７］。??１．１．１碳捕獲與封存??碳捕獲與儲(chǔ)存（ｃａｒｂｏｎ?ｄｉｏｘｉｄｅ?Ｃａｐｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｔｏｒａｇｅ，簡(jiǎn)稱ＣＣＳ）是實(shí)現(xiàn)減排的有效??措施之一，也是當(dāng)今世界許多國(guó)家正致力開發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)。圖１．３為ＣＣＳ封存示意圖。??Ｉ?：??圖１．３?ＣＣＳ封存示意圖（圖源ＩＰＣＣ第五次評(píng)估報(bào)告）??Ｆｉｇ．?１．３?ＣＣＳ?ｓｅａｌｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｎｉ（Ｆｒｏｍ?ｔｈｅ?ｆｉｆｔｌｉ?ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ?ｒｅｐｏｒｔ?ｏｆ?ＩＰＣＣ）??－１０－??

?深部咸水層封存二氧化碳遷移規(guī)律研宄???（１）地質(zhì)構(gòu)造封存原理??圖Ｌ４為地質(zhì)構(gòu)造封存示意圖，地質(zhì)構(gòu)造埋存是指二氧化碳?xì)怏w、液體或兩相流體??遇到不透水層，不能繼續(xù)移動(dòng)并停留在不透水層下而形成的地質(zhì)構(gòu)造埋存。雖然二氧化??碳的浮力較大，但是由于不透水層的阻隔作用，使得二氧化碳無法進(jìn)行橫向和側(cè)向遷移。??一些地層地質(zhì)構(gòu)造中含有油氣或地下水，向其注入二氧化碳后，就形成了所謂的地質(zhì)構(gòu)??造封存。??上覆地層??蓋層??Ｌ３〇Ｃ０２?目標(biāo)儲(chǔ)層??卷石??圖１．４構(gòu)造封存??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｅａｌｉｎｇ??（２）殘余氣體封存原理??圖１．５為殘余氣體封存示意圖，二氧化碳羽流在地層運(yùn)移時(shí)，部分二氧化碳因?yàn)闅??體和液體的表面張力作用而長(zhǎng)期留存在巖石多孔介質(zhì)顆粒孔隙中，這一過程被稱為殘余??氣體埋存。當(dāng)大量的二氧化碳通過多孔介質(zhì)時(shí)，通常以球狀水滴的形式被束縛在巖石孔??隙的中間。所以，這一種埋藏方法也稱為束縛氣體儲(chǔ)存。然而，僅有二氧化碳在多孔巖??石中運(yùn)移是不夠的，當(dāng)二氧化碳穿過儲(chǔ)層巖石后，咸水再次滲透到二氧化碳所占據(jù)的孔??隙空間時(shí)，二氧化碳才能大量?jī)?chǔ)存，殘余氣體才能發(fā)揮真正的作用。通常殘余氣體封存??溶解封存相結(jié)合的情況下，二氧化碳才會(huì)被大量埋存在地下。殘余氣體埋藏的影響時(shí)間??從二氧化碳的注入開始將持續(xù)幾十年、幾百年甚至更久。??－１４－??

【參考文獻(xiàn)】：
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