二氧化碳深部盐水层地质封存二维实验及三维平台设计方案

摘要

在全球持续变暖，气候不断恶化的背景下，二氧化碳减排已成为极为紧迫的任务。二氧化碳地质封存是重要且最有效的手段之一。然而，国内目前对于二氧化碳地质封存的研究除利用强化驱油所进行的二氧化碳在油藏中的地质封存已展开现场大型试验外，在其余地质封存形式方面还处于起步阶段。特别是二氧化碳深部盐水层地质封存。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于二氧化碳捕获与封存(CCS)的特别报告，这种二氧化碳深部盐水层封存是所有二氧化碳封存方法中潜在封存量最大的一种。国际上，尤其是欧美等发达国家已经对二氧化碳深部盐水层地质封存技术展开了积极的研究，并且有些国家已经开始了现场大型实验。现场大型试验的周期长、成本高、技术难度大。而物理模拟实验能以较短的时间和相对低廉的成本完成相关实验，特别是大型三维模型，在相关参数模拟适当的情况下也能较好地模拟真实情况，结合数值模拟可以为现场大型实验提供依据。
　　本论文以中美重大合作项目课题二氧化碳地下封存长期稳定性预测与控制研究为依托，针对国内外二氧化碳深部盐水层地质封存物理模拟很少的情况，以相似理论为基础对该方法以及其中需要注意的问题进行探讨和研究。通过物理模拟深部地质封存二氧化碳的平面模型实验装置，模拟以膏岩作为盖岩层的二氧化碳深部盐水层封存过程，分析二氧化碳在被注入含水砂岩层的过程中的迁移规律，同时对三维实验平台做出初步的设计方案和展望。