二氧化碳埋存過程中,致密的蓋層巖石及水泥封固系統(tǒng)完整性是保證其長期安全埋存的關鍵。但是,在漫長的存儲時間內(nèi),蓋層與水泥封固系統(tǒng)都存著潛在的失效風險,蓋層巖石雖然致密,但其中也存在一些天然的微裂紋或小的孔隙等一些薄弱環(huán)節(jié),當二氧化碳滲入到蓋層后,由于孔隙壓力壓力的增大,裂紋可能會發(fā)生擴展,形成較大的裂縫,特別是較大的垂直裂縫,為二氧化碳逸出到地面提供一條暢通的通道。水泥環(huán)內(nèi)部或界面處的微裂紋也是二氧化碳逃逸的主要途徑之一,水泥環(huán)長期處于富含二氧化碳的環(huán)境中,這會使水泥的水泥發(fā)生腐蝕降解,對這些微裂縫的滲透性能或傳輸能力有一定的影響。為此在二氧化碳進行地質(zhì)埋存前,本文對二氧化碳埋存過程中存在的裂縫性風險進行分析研究是十分有必要的。本文首先對二氧化碳逃逸的主要途徑及埋存失效的機理進行了深入的分析,得出蓋層巖石產(chǎn)生的垂直裂縫和水泥內(nèi)部或界面處的微裂縫是兩個最具逃逸潛力的通道。為了評估蓋層巖石密封能力強弱,建立了蓋層巖石裂縫擴展及縫網(wǎng)形成的概率模型,得到了蓋層巖石形成裂縫或裂縫擴展的概率以及裂縫的平均半徑,并對單一裂縫的擴展與縫網(wǎng)的形成進行了研究。建立了油井水泥腐蝕變化模型,該模型把反應區(qū)分為三...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點摘要
第1章 概述
    1.1 研究目的及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 研究現(xiàn)狀
        1.2.2 發(fā)展趨勢
    1.3 本文研究內(nèi)容
第2章 CO₂逃逸的主要途徑及失效機理研究
    2.1 CO₂逃逸的主要途徑
        2.1.1 蓋層巖石產(chǎn)生的裂縫
        2.1.2 水泥封固系統(tǒng)
    2.2 蓋層巖石和水泥環(huán)封固系統(tǒng)失效機理
        2.2.1 蓋層巖石失效機理
        2.2.2 水泥環(huán)封固系統(tǒng)失效機理
第3章 蓋層巖石裂縫擴展及縫網(wǎng)形成的概率模型研究
    3.1 假設條件
    3.2 蓋層巖石裂紋啟裂概率
    3.3 蓋層巖石平均裂縫半徑
    3.4 蓋層巖石裂縫的擴展
        3.4.1 單一裂紋的擴展
        3.4.2 縫網(wǎng)形成的概率分析
第4章 CO₂腐蝕對油井水泥微裂縫滲透性能的影響分析
    4.1 油井水泥微裂紋滲透性能實驗方法
    4.2 腐蝕后的水泥樣本分析
        4.2.1 水泥腐蝕區(qū)的結(jié)構與化學反應情況
        4.2.2 水泥反應面位置變化分析
        4.2.3 水泥腐蝕區(qū)力學性能的變化分析
        4.2.4 水泥非晶體層化學反應過程分析
        4.2.5 水泥腐蝕區(qū)化學反應過程的修正
    4.3 水泥裂縫擴大與閉合的數(shù)值模型
    4.4 裂縫滲透性能變化及原因分析
結(jié)論
參考文獻
發(fā)表文章目錄
致謝
詳細摘要



本文編號：3807713