海底地层内CO2渗流与水合耦合现象初步研究——热-流-固耦合数学模型

摘要

CO2以超临界状态被注入深海沉积地层封存,CO2在地层下具有泄漏的风险.适当的地层物理环境具备CO2水合物生成条件,CO2的运移、水合物形成和分解呈现为复杂的物理化学过程,针对CO2在海底地层内的渗流运移问题,分析、归纳了CO2在海底地层中的水合演化规律,考虑到CO2水合物生成具有化学热效应,所生成水合物晶体会引起海底地层孔隙度和渗透率的改变,构建了反映可变形多孔地层中多相多组分热流固耦合渗流运移的数学模型,给出了变形场、渗流场和温度场的相互耦合关系以及孔隙度、渗透率的动态演变等数理分析.