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二氧化碳注入下岩层变形和流体运移分析:(II)实例分析
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TU452[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]湖北工业大学土木工程与建筑学院,武汉430068, [2]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,武汉430071, [3]中国核电工程有限公司,北京100840
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51009132,No.51209085,No.51479193);岩土力学与工程国家重点实验室资助课题(No.Z013007).
  • 相关项目:CO2咸水砂岩层存储中渗流-应力-化学耦合机理及岩层稳定性与CO2运移规律研究
中文摘要:

第I部分[1]提出了一个两相流-岩层流固耦合模型,为了应用该模型对超临界二氧化碳注入过程中岩层力学响应和流体运移进行评估,采用Comsol商业程序,提出了相应的数值分析方法。给出了模型参数的确定方法,并采用室内试验数据对模型进行了验证;通过现场的温度和压力条件以及岩层的Van Genuchten参数,确定了二氧化碳的密度和黏度。基于三轴压缩试验、有效应力系数试验和渗透性试验,对力学模型及耦合关系中的参数进行了验证。最后给出一个应用实例,该岩层位于地下680~700 m深度,宽度为100 m,分析了不同二氧化碳注入速率下注入压力的演化规律,得到了岩层中孔隙压力、竖向应变和损伤变量的分布,并对二氧化碳的运移规律也进行了分析。研究结果为超临界二氧化碳注入过程中岩层力学响应和流体运移的评估提供了理论基础。

英文摘要:

The first part proposed a two-phase flow-reservoir coupling model, in order to apply this model to evaluate the stability of reservoir and fluid transportation, the commercial algorithm, Comsol Multiphysics, is used and the corresponding numerical modeling method is proposed. The determination procedure of model parameters is firstly presented and the simulation results are validated by the laboratory tests. The density and viscosity of CO2 are determined according to the in situ condition of temperature and pressure, the Van Genuchten parameters of rock layer are from the literature. Based on the triaxial compression tests, effective stress coefficient tests and permeability tests, the model parameters involved in mechanical model and coupling relations are identified. We then perform a case study. The rock layer is situated at depth between 680 to 700 m, and the width is 100 m. The evolution of injection pressure under different injection rates is studied, the distributions of pore pressure, vertical strain and damage variable are presented;the CO2 transportation is also analyzed. The present work offers theoretical basis for evaluating the stability of reservoir and fluid transportation.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873