地質(zhì)封存中注CO2井筒傳熱模擬分析.pdf

1、目前人類面臨著全球資源緊缺和由溫室效應(yīng)帶來(lái)的全球變暖等問(wèn)題，CO2封存與資源化利用技術(shù)將CO2注入到咸水層、油田、天然氣田和煤氣田等，一方面可以提高石油、天然氣和煤層氣的采收率，另一方面可以封存CO2，減少大氣中的CO2含量，緩解溫室效應(yīng)。在實(shí)施過(guò)程中，CO2到達(dá)井底的熱物性狀態(tài)對(duì)驅(qū)替效果和封存效果會(huì)有很大的影響，故有必要對(duì)CO2在井筒流動(dòng)中的傳熱過(guò)程進(jìn)行深入研究。
　　Ramey模型是經(jīng)典、簡(jiǎn)單實(shí)用的井筒傳熱模型，本論文在Ram

2、ey模型基礎(chǔ)上，基于能量守恒方程和動(dòng)量守恒方程建立了改進(jìn)的井筒傳熱模型，為了提高計(jì)算的精度，在改進(jìn)的模型中考慮了焦耳湯姆遜效應(yīng)，并給出了CO2熱物性參數(shù)的計(jì)算方法，包括PR-EXP法計(jì)算CO2密度、立方型PR狀態(tài)方程計(jì)算黏度、擬合計(jì)算得到定壓比熱容公式和BWRS法計(jì)算焦耳湯姆遜系數(shù)。
　　對(duì)建立的井筒傳熱模型進(jìn)行了敏感性分析，包括CO2注入溫度、壓力、注入時(shí)間、注入流量、焦耳湯姆遜效應(yīng)等參數(shù)對(duì)井筒傳熱的影響。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CO2注

3、入溫度在開(kāi)始階段對(duì)井筒溫度分布影響較大，在趨于平穩(wěn)后注入溫度的變化對(duì)其影響很小。焦耳湯姆遜效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致井筒溫度略微升高，但由于CO2的焦耳湯姆遜系數(shù)很小，這種影響也很小。注入時(shí)間較長(zhǎng)的情況比注入時(shí)間較短的情況溫度更加穩(wěn)定，但注入到10天之后，由注入時(shí)間不同引起的溫度變化非常小，傳熱趨于穩(wěn)定。與流量較小的情況相比，流量較大時(shí)流體溫度受地層溫度影響較小。注入壓力會(huì)對(duì)井筒壓力分布產(chǎn)生直接的影響。而壓力分布受CO2注入溫度、注入時(shí)間和焦耳湯姆遜效