多场耦合作用下CO2地质封存对储层力学性质及气体运移扩散的影响

作者：纪佑军^*; 王骁扬; 周体尧; 王泽根; 蒋国斌

来源：环境工程, 2023, 41(S2): 442-446.

• 二氧化碳
• 多场耦合
• 力学性质
• 化学反应
• 气体运移

CO2地质封存(CSS)作为1项减小温室气体效应的有效措施,在降低CO2排量的同时也会引发应力变化和地层变形等地质效应,如果控制不当,还会诱发CO2窜流甚至泄漏等灾害。采用非达西渗流定律描述了流体在储层中的流动;考虑了应力对岩石渗透率和孔隙度的影响;采用增量形式来表示储层岩石的本构关系以及水岩反应中矿物溶解沉淀过程。建立了CO2封存过程多相流动、应变变形、化学损伤的耦合模型进行数值求解。通过数值模拟,对单井注入CO2条件下储层岩石的应力与应变、孔隙度、渗透率变化规律进行分析。同时建立了考虑岩体与含水层发生化学反应、气体溶解、滞后效应的化学模型,对CO2地质封存过程中气体进入地层水的过程进行了模拟研究,分析CO2进入含水层后的扩散现象;是否考虑气体溶解以及滞后效应的气体运移效果;地层不同矿物溶解/沉淀规律以及对储层pH值改变。

• 单位
  绵阳师范学院; 中国石油勘探开发研究院; 西南石油大学; 中国石油西南油气田分公司