多孔介質(zhì)內(nèi)氣—水兩相滲流特性模擬研究.pdf

1、咸水層封存被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)CO2深度減排的主要途徑之一。儲(chǔ)層的許多宏觀特性，如絕對(duì)滲透率、毛細(xì)管力、相對(duì)滲透率等，均取決于它的微觀結(jié)構(gòu)和組成它的固體及其孔隙空間中流體的物理性質(zhì)。應(yīng)用數(shù)值模擬的方法研究?jī)?chǔ)層宏觀特性，這對(duì)進(jìn)一步分析咸水層CO2儲(chǔ)存能力和安全性評(píng)估有著重要的意義。
　　由于儲(chǔ)層巖心的微觀孔隙結(jié)構(gòu)是十分復(fù)雜且不規(guī)則的，傳統(tǒng)的毛細(xì)管束模型已經(jīng)不能準(zhǔn)確描述儲(chǔ)層巖心的絕對(duì)滲透率。本文利用孔隙網(wǎng)絡(luò)模型能真實(shí)反映儲(chǔ)層巖心的微觀孔隙結(jié)構(gòu)

2、和毛細(xì)管束模型不依賴于流體性質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避了兩種模型的劣勢(shì)，得到了一個(gè)改進(jìn)的毛細(xì)管束模型計(jì)算方法。運(yùn)用這種算法計(jì)算得到:四種BZ系列填砂巖心的絕對(duì)滲透率與實(shí)驗(yàn)值的誤差可以控制在6％左右。這與傳統(tǒng)的毛細(xì)管束模型和孔隙網(wǎng)絡(luò)滲流模型相比有很大的改善。
　　為了能讓滲流模擬條件與實(shí)驗(yàn)條件相符。本文中自主設(shè)計(jì)了一套既能高壓、控溫又能同時(shí)測(cè)量界面張力和接觸角的系統(tǒng)裝置。該裝置能夠應(yīng)用懸滴法測(cè)量界面張力和坐滴法測(cè)量接觸角。利用該套系統(tǒng)裝置測(cè)量得

3、到:CO2在某給定的超臨界壓力下，溫度低于準(zhǔn)臨界溫度時(shí)，CO2和NaCl溶液的界面張力會(huì)變得平緩而穩(wěn)定;接觸角的計(jì)算選用圓錐法較為合適。
　　將實(shí)驗(yàn)得到的各項(xiàng)參數(shù)作為基于孔隙網(wǎng)絡(luò)模型氣水兩相滲流模擬的輸入?yún)?shù)，模擬Drainage過程和Imbibition過程可以得到相應(yīng)的氣水兩相相對(duì)滲透率曲線和毛細(xì)管力曲線。考察了填砂粒徑、溫度、壓力、NaCl溶液濃度對(duì)氣水兩相滲流特性的影響。從模擬結(jié)果中得到:在Imbibition過程中，殘余