二氧化碳注入砂岩透镜体中裂缝扩展模拟

论文摘要

二氧化碳地质封存技术是一种减少二氧化碳排放量的有效方式。砂岩透镜体具有良好的储-盖组合,是较为理想的二氧化碳封存场址。砂岩透镜体中注入超临界二氧化碳引起的裂缝萌生、扩展、演化等一系列复杂问题直接决定着封存的安全性。利用ABAQUS数值模拟软件,基于扩展有限元法（XFEM）建立流-固耦合模型,通过将超临界二氧化碳注入砂岩透镜体,观察透镜体内部砂岩储层裂缝破裂过程。数值模拟研究得出结论:在透镜体产状不同的条件下,倾斜透镜体相对于水平透镜体封存能力较差,不适宜进行二氧化碳封存;将二氧化碳以3种不同的流速充注到砂岩透镜体中,流速增加不利于封存的安全性,但是裂缝长度和形态没有发生明显变化;裂缝在扩展过程中裂缝首先变宽成为导流通道,然后变长扩展,裂缝尖端应力先增大达到峰值然后逐渐降低,最终裂缝停止扩展。

论文目录

• 0 引言
• 1 地质模型和数值计算模型
•   1.1 地质模型
•   1.2 数值计算模型
• 2 扩展有限元数值计算
•   2.1 计算方法
•     2.1.1 裂缝内流体流动
•     2.1.2 裂缝损伤初始准则
•     2.1.3 裂缝扩展的描述
•   2.2 计算结果分析
•     2.2.1 不同产状砂岩透镜体的影响
•     2.2.2 不同排量的影响
•     2.2.3 裂缝尖端的应力场分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 于慧,王昕,崔振东,韩伟歌,张建勇,王燚钊

关键词: 二氧化碳地质封存,砂岩透镜体,扩展有限元法,裂缝扩展

来源: 工程地质学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室,北京石油化工学院机械工程学院,中国科学院大学地球科学学院,北京科技大学土木与资源工程学院

基金: 国家重点基础研究发展规划(973)项目(2015CB258501),中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB10030301),国家自然科学基金项目(41202228)资助~~

分类号: P618.13

DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2018-001

页码: 239-249

总页数: 11

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