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利用TOUGH2进行场地规模CO_2地质封存的模拟方法被引量：7: 2012年; 温室气体排量的增加,对人类的可持续发展造成了严重的影响。减少CO2的排量是人类急需解决的问题。作为有效的CO2减排途径,CO2地质封存技术发展前景乐观。本文首先从理论上详细介绍基于TOUGH2进行场地规模CO2地质封存数值模拟所采用的方法,说明了空间离散,边界条件的刻画,模型参数的获取,初始条件的确定以及不同注入方式下注入井的设置。以鄂尔多斯盆地的场地规模CO2地质封存为例,在TOUGH2-MP/ECO2N软件平台的支持下,介绍数值模拟的过程,并简要给出了数值模拟的结果,验证了这一过程的可行性。; 许雅琴张可霓王洋; 关键词：地质封存二氧化碳数值模拟

数值模拟在CO_2地质封存示范项目中的应用被引量：9: 2013年; CO2深部咸水层地质封存被认为是减缓温室效应的一种有效的工程技术手段。针对神华鄂尔多斯105t/a CO2捕集与封存(CCS)示范项目,用数值模拟方法对CO2在地层中的运移过程进行了详细地刻画,分析了CO2的流动迁移、地层压力积聚过程及地层封存潜力。数值模型不但可以为工程的顺利进行提供技术支撑,而且可以节省人力财力。首先,根据实际监测数据对模拟参数进行校准,得到了合适的压力拟合曲线,确定了主要的水文地质参数。然后,对为期3 a的CO2续注工程进行预测,详细分析了CO2的晕扩散、溶解情况、地层压力变化情况、储层封存潜力等。得到如下结论:CO2在3 a内的最大迁移距离约为350 m;水裂可以有效提高CO2的注入性;隔离层能有效防止CO2逃逸。研究表明,尽管鄂尔多斯盆地属于低渗咸水层仍然能够有效安全地封存CO2。; 凌璐璐许雅琴王永胜张可霓; 关键词：CO2

加拿大温尼伯IKEA场地开环地热系统数值模拟被引量：4: 2013年; 为确保浅层地热资源能够得到合理开发利用,文章首先详细介绍了基于TOUGH2模型进行地热数值模拟的基本方法,再以加拿大温尼伯宜家(IKEA)场地规模开环地热系统开发为例,利用TOUGH2-MP/EOS3数值代码,建立三维数值模型并分析地热热储温度场的变化、注入温度发生改变、冷水回灌以及地层非均质性对热运移的影响等,验证了该方法对于开环地热系统的精细模拟具有一定的优势及可行性。模拟结果表明,该地区利用开环地热进行供暖或降温具有一定的潜力。; 王洋张可霓Allan D.Woodbury吴能友; 关键词：数值模拟温度场

非饱和砂-膨润土混合物渗流过程实验的数值模拟被引量：4: 2011年; 利用TOUGH2-MP软件对侧限条件下砂-膨润土混合物的室内注水渗流过程试验进行了数值模拟,并且采用水-气两相流模型来模拟非饱和渗流过程。数值模型中的非饱和渗流特性参数即由室内试验确定。本研究是在分别假设沿TDR探测杆或圆柱壁存在界面流、砂-膨润土混合物内存在非均质性的前提下,用数值模拟的方法探索研究其对砂-膨润土混合物的再饱和行为的影响。本文模型的计算结果和试验结果较为一致,说明数值模拟方法可以研究砂-膨润土混合物的渗流特性。通过本研究可以加深对这种介质渗流特性的认识,为今后高放核废料地质处置中缓冲/回填材料以及水利工程等防渗材料的选择提供重要的理论依据。; 张可霓王洋; 关键词：非饱和渗流

二氧化碳地质封存瞬时非达西流井筒泄漏模型研究被引量：3: 2013年; 二氧化碳地质封存的有效性和持久性依赖于地层的完整性,废弃井的存在是潜在的CO2逃逸路径,需要了解流体在井中的流动过程,才能确保封存的安全性。使用最近开发的TOUGH2系列软件的T2Well/ECO2N模块进行研究,此模块利用DFM模型(Drift Flux Model)考虑流体的相间滑移过程,能够更为精确地描述高速多相井流过程。笔者以我国首个CCS示范项目———神华10万吨/年CCS项目为背景,对CO2潜在的井泄漏情况进行了模拟研究,了解泄漏过程中压力和流体速度等参数的变化过程,并对系统压力、盐度(井底增加0.1MPa、1Mpa和改变储层盐度)参数进行了敏感性分析。结果表明:井筒中的流体传播速度极快,难以用达西流描述;井筒浅部出现二氧化碳的相态转变;二氧化碳的大量累积使得气体饱和度、压力、气液相流量和密度等参数出现明显波动;压力和盐度的是气液相流量和流速的敏感参数。; 凌璐璐张可霓; 关键词：多相流地质封存 DFM

基于数值模拟探讨提高咸水层CO_2封存注入率的途径被引量：15: 2012年; 咸水层CO2地质封存是减少大气中CO2排放量的有效途径。CO2注入率是衡量咸水层中CO2注入能力的有效因素,因此,研究注入速率的变化规律及提高的措施是很有工程价值的。在很多区域,地层的低渗透性限制了CO2的注入率。针对鄂尔多斯盆地的水文地质条件,通过数值模拟,探讨在低渗透性咸水层中提高CO2注入率的途径,包括改变储层中的盐度、采用水平井注入、增加注入井段的长度以及采取水力压裂等工程措施。其中改变储层中的盐度可通过在注入CO2前向储层中注入一定量的水来实现。模拟结果表明,这些方式可以有效地提高CO2注入率,其中水平井改造方式和水力压裂工程措施效果显著,盐度改造措施在地层初始含盐度较高时,会有更好的效果。研究结果可为鄂尔多斯盆地和类似地区的咸水层CO2地质封存项目提供参考。; 许雅琴张可霓王洋; 关键词：二氧化碳注入率数值模拟

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国家自然科学基金(41072178)