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题名杂质气体对二氧化碳在废弃气藏咸水层埋存的影响
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作者
吕晓聪
刘慧卿
王敬
东晓虎
拜杰
沈旭东
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机构
中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室
中国石油大学(北京)教育部重点实验室
中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院
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出处
《油气地质与采收率》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期153-161,共9页
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基金
中国石油大学(北京)科研基金“泡沫强化咸水层CO_(2)封存机理研究”(2462022BJRC003)和“CCUS/CCS埋存地质体选区评价及监测关键技术研究”(2021ZZ01-05)
国家自然科学基金企业创新发展联合基金项目“难采稠油多元热复合高效开发机理与关键技术基础研究”(U20B6003)。
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文摘
废弃气藏是埋存二氧化碳的理想场所,但气藏中的杂质气体会影响二氧化碳在水中的溶解过程。针对此问题,建立了考虑逸度-活度的热力学模型,准确捕捉杂质气体-二氧化碳-咸水混合体系的热力学特征。在此基础上,采用基于算子的线性化数值方法,高效准确求解质量守恒方程,研究不同混合物对二氧化碳在咸水中扩散-对流的影响。以荷兰西佩尔尼斯气藏为例,分析并评价了废弃气藏二氧化碳埋存的可行性及潜力。研究结果表明,二氧化碳在咸水中的溶解度随压力的升高而增加,随温度及矿化度的升高而降低,相同压力下,25℃下的溶解度约为90℃下的2倍。不同杂质气体对二氧化碳溶解能力的影响不同,甲烷对二氧化碳溶解度降低程度最大,降低幅度约为12%。二维模拟结果表明,杂质气体会降低二氧化碳羽流指进的速度,延长对流触发的时间,5%的甲烷-二氧化碳混合体系对流触发时间是纯二氧化碳的2.5倍,但杂质气体对总的溶解量影响不大。西佩尔尼斯气藏模拟结果表明,废弃气藏开展二氧化碳埋存潜力巨大;短时间内,二氧化碳主要以游离气及束缚气形式存在,溶解气量较少。关井30 a后,游离气占74.2%,残余气占19.1%,溶解气仅占6.7%。
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关键词
杂质气体
废弃气藏
二氧化碳溶解度
咸水层
基于算子的线性化方法
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Keywords
impurities
abandoned gas reservoirs
CO_(2)solubility
saline aquifers
operator-based linearization approach
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分类号
TE122.3
[石油与天然气工程—油气勘探]
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