地热水回灌耦合CO_2地质封存数值模拟

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单位中国科学技术大学能源科学与技术学院;中国科学院广州能源研究所;吉林大学新能源与环境学院;
来源新能源进展
出版年2024
期号03
摘要
溶解封存可有效解决CO_2地质封存的泄漏问题,但地下溶解耗时长,地表溶解成本高。提出将地热水回灌和CO_2地质封存耦合,采用CO_2和水在回灌井一定深度混合的方法,促进CO_2溶解、降低溶解成本。建立了CO_2-地热水-盐在井筒和地层的多相流模型,对不同CO_2注入速率、混合深度、储层渗透率条件下的井口压力和储层运移情况进行模拟。结果表明:(1)注CO_2和水质量比例较小时,随CO_2注入速率增加,注水和CO_2压力分别维持在1.0 MPa和4.3 MPa左右;当CO_2和水质量比例大于储层条件下CO_2饱和浓度时,注入压力大幅度增加,游离态CO_2在储层上方积聚;(2)混合深度在390~650 m之间时,注水压力保持稳定;随混合深度增加,注CO_2压力逐渐增加;(3)随着水平渗透率和垂直渗透率比值逐渐增大,注水和注CO_2压力以及储层压力均减小,碳酸水在储层顶部和底部运移距离的差值逐渐增大。该方法可充分利用地热回灌水实现CO_2地质封存同时降低溶解功耗。

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