COMSOL在CO2封存过程中的模拟应用.ppt

CO2的相图 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 深层均质盐水层CO2饱和度的分布特性 注入1天 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 深层均质盐水层CO2饱和度的分布特性 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 深层非均质盐水层CO2饱和度的分布特性 注入10天 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 深层非均质盐水层CO2饱和度的分布特性 采用对数正态分布的孔隙率分布进行描述，在计算过程中引入与地层条件相适应的孔隙分布特性将使计算结果更符合实际； CO2注入点压力主要与盐水层的深度和体积平均孔隙率有关，而孔隙率分布特性对注入点压力的影响较小； 均质孔隙特性盐水层中CO2饱和度分布较为规则，而在非均质盐水层中CO2饱和度分布与盐水层孔隙率分布有关。 6 结论 谢 谢 各 位！ 欢 迎 指 正！ * * * * * * * * * 地下盐水层中超临界CO2封存过程的模拟 王 乐，刘永忠 西安交通大学 化工系 * 主要内容 引言 地下盐水层中超临界CO2注入过程的数学模型 模型方程的求解方法 计算模型的验证 超临界CO2注入盐水层的过程特性 结论 中国的CO2排放在世界所占份额 2006年 世界人均CO2排放 2006年 CO2是导致全球气候变化的主要因素 CO2注入地下盐水层成为CO2地质封存的重要途径 盐水层中注入和封存CO2的过程涉及多孔介质中超临界CO2－盐水的两相流驱替过程 1 引言 1 引言 * S.Holloway.Energy, 2005 目前研究以均质多孔介质孔隙特性为主 本文引入随机孔隙率分布的驱替模型 分析了CO2注入压力和饱和度分布的影响 本文的主要工作 2 地下盐水层中超临界CO2注入过程的数学模型 超临界CO2－盐水为不混溶体系，超临界CO2在盐水中的溶解度可忽略不计； 计算区域中盐水层中的地温梯度和地压梯度沿 方向线性变化，不同深度盐水层的地温和地压值不同； 忽略多孔盐水层孔隙中的毛细压力； 流体之间以及流体与岩层之间的处于热平衡，仅考虑地温梯度对超临界CO2性质的影响。 2 基本假设 采用MATLAB软件构造具有随机孔隙分布特性的多孔盐水层，并将所构造的孔隙率分布函数导入COMSOL软件的二维计算区域中 超临界CO2驱替盐水的两相流动数学模型方程采用COMSOL软件PDE模式中的系数型和弱项型两个模块写出 网格划分的最大单元尺寸为0.01。求解器选用GMRES模块，预处理器为不完全LU分解。 3 模型方程的求解方法 连续性方程 动量方程 附加方程 3 模型方程 非清晰界面的水平集方程 3 模型方程 3 模型方程 对数正态分布的概率密度函数 3 随机孔隙率分布模型 3 随机孔隙率分布模型 常数和表达式的设置 常数和表达式的设置 求解区域和边界条件的设置 求解区域和边界条件的设置 3 求解器参数的设置 4 计算模型的验证 4 计算模型的验证 本周的工作安排和进度 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 浅层盐水层均质与非均质注入压力的变化特性 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 深层盐水层均质与非均质注入压力的变化特性 注入压力的变化特性 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 浅层均质盐水层CO2饱和度的分布特性 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 注入1天 浅层均质盐水层CO2饱和度的分布特性 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 浅层非均质盐水层CO2饱和度的分布特性 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性 注入10天 浅层非均质盐水层CO2饱和度的分布特性 5 超临界CO2注入盐水层的过程特性