目前,由氣候變化引發(fā)的自然災(zāi)害頻發(fā),造成了大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。C02等溫室氣體的大量排放被認(rèn)為是導(dǎo)致氣候變化的主要原因,因此,如何減少CO2的排放已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。將原本排放至大氣中的CO2捕集收集,進(jìn)行處理后埋存于深部地層中是一種能夠有效減少CO2排放的方法,即CCS技術(shù)(Carbon Capture and Storage),目前已得到廣泛應(yīng)用,而C02從深部地質(zhì)構(gòu)造中泄露問(wèn)題是能否實(shí)現(xiàn)C02安全有效封存的關(guān)鍵。廢棄油層被認(rèn)為是適合實(shí)施CO2封存的地質(zhì)構(gòu)造之一。CO2注入后會(huì)增大儲(chǔ)層內(nèi)巖體中的流體壓力從而引起巖石產(chǎn)生體積應(yīng)變’,其宏觀表象為巖石發(fā)生膨脹變形、儲(chǔ)層地表抬升。當(dāng)體積變形超過(guò)一定的范圍,會(huì)導(dǎo)致巖石發(fā)生損傷破裂,使儲(chǔ)層中原有的密封構(gòu)造遭到破壞,產(chǎn)生高滲通道并最終導(dǎo)致CO2發(fā)生泄露,影響封存的安全性。本文以吳起油溝油田長(zhǎng)4+5’區(qū)塊為目標(biāo)儲(chǔ)層,采用室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬的方法,從滲流-應(yīng)力-損傷耦合理論出發(fā),建立考慮儲(chǔ)層巖體損傷的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)數(shù)值模擬,對(duì)目標(biāo)儲(chǔ)層封存C02封存過(guò)程中的地質(zhì)力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了預(yù)測(cè),并對(duì)影響封存安全性的主要因素進(jìn)行了敏感性分析。最后,...

【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景、目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 CO₂地質(zhì)埋存方式及特點(diǎn)
        1.2.2 CO₂地質(zhì)封存的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)
        1.2.3 存在的問(wèn)題和不足
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
    1.4 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第2章 CO₂封存地質(zhì)體力學(xué)特性及演化的實(shí)驗(yàn)研究
    2.1 引言
    2.2 儲(chǔ)層/蓋層巖石動(dòng)靜態(tài)力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)研究
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    2.3 CO₂封存對(duì)地層孔滲特性影響的實(shí)驗(yàn)研究
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 廢棄油層封存CO₂中滲流-應(yīng)力-損傷耦合數(shù)學(xué)模型
    3.1 引言
    3.2 滲流-應(yīng)力-損傷耦合作用機(jī)理
    3.3 滲流-應(yīng)力-損傷耦合控制方程
        3.3.1 應(yīng)力場(chǎng)方程
        3.3.2 滲流場(chǎng)方程
        3.3.3 固相介質(zhì)的力學(xué)損傷方程
        3.3.4 化學(xué)場(chǎng)及損傷演化方程
    3.4 滲流-應(yīng)力-損傷耦合關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
第4章 滲流-應(yīng)力-損傷耦合模擬軟件系統(tǒng)集成
    4.1 引言
    4.2 軟件的整體架構(gòu)與運(yùn)行模式
        4.2.1 軟件整體架構(gòu)
        4.2.2 Petrel接口的實(shí)現(xiàn)
        4.2.3 Eclipse接口的實(shí)現(xiàn)
    4.3 CO₂地質(zhì)封存HMD模擬系統(tǒng)用戶界面
    4.4 本章小結(jié)
第5章 廢棄油氣層封存CO₂模擬及影響因素分析
    5.1 引言
    5.2 數(shù)值模型的建立
    5.3 模擬結(jié)果及分析
        5.3.1 注入CO₂后儲(chǔ)層應(yīng)力-應(yīng)變變化規(guī)律
        5.3.2 注入CO₂后儲(chǔ)層物性參數(shù)的變化規(guī)律
    5.4 儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)油藏封存CO₂的影響
    5.5 井型對(duì)油藏封存CO₂的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 長(zhǎng)4+5¹區(qū)塊CO₂地質(zhì)封存穩(wěn)定性研究
    6.1 引言
    6.2 油藏地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
        6.2.1 地質(zhì)背景
        6.2.2 研究區(qū)域儲(chǔ)層特征
        6.2.3 儲(chǔ)層巖石及流體特征
        6.2.4 研究區(qū)勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
    6.3 地質(zhì)模型概況
    6.4 模擬結(jié)果
    6.5 參數(shù)敏感性分析
        6.5.1 邊界類型的影響
        6.5.2 注氣量的影響
        6.5.3 水平井的影響
    6.6 本章小結(jié)
第7章 CO₂與地層水相互作用模擬研究
    7.1 引言
    7.2 CO₂與地層水及儲(chǔ)層巖石的相互作用機(jī)理
    7.3 CO₂與地層水之間相互作用的數(shù)值模擬研究
    7.4 模擬結(jié)果分析
    7.5 本章小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號(hào)：3984685