CO$_2$注入过程中气液相变对封存影响

Mina Karimi; Elizabeth Cochran; Mehrdad Massoudi; Noel Walkington; Matteo Pozzi; Kaushik Dayal

doi:10.1016/j.jmps.2025.106232

CO$_2$注入过程中气液相变对封存影响

地球物理 2025-06-23 v1

作者: Mina Karimi , Elizabeth Cochran , Mehrdad Massoudi , Noel Walkington , Matteo Pozzi , Kaushik Dayal

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摘要

在深盐岩层中进行CO $_2$ 封存是控制快速CO $_2$ 排放上升的有效且重要的过程。注入CO $_2$ 需要可靠地预测层内应力和流体压力分布——特别是由于CO $_2$ 迁移监测困难——以缓解泄漏、防止诱发地震并分析井筒稳定性。CO $_2$ 的一个关键方面是其在与泄漏和封存相关的温度和压力下的气液相转变，这已被认识到对于准确预测至关重要，但在没有经验性假设的情况下建模一直具有挑战性。本文提出了一种稳健的多相热力学基准力学模型，以捕捉CO $_2$ 复杂相变行为并预测注入过程下的应力和压力分布。该模型在有限元实现中用于分析CO $_2$ 作为其它流体盐水相位的多相多孔介质系统行为。我们发现，如果CO $_2$ 在地质储层中发生相变，其密度的空间变化显著影响储层中CO $_2$ 的迁移迁移性。我们方法的一个关键特点是不预先假设CO $_2$ 气液界面位置——甚至是否发生相变——而是将其作为模型的预测结果，随后预测CO $_2$ 相态的空间分布以及由于相变导致的饱和度轮廓变化。

关键词

CO$_2$封存相变孔隙力学多相流应力分析压力分布

引用

@article{arxiv.2506.15996,
  title  = {Impact of gas/liquid phase change of CO$_2$ during injection for sequestration},
  author = {Mina Karimi and Elizabeth Cochran and Mehrdad Massoudi and Noel Walkington and Matteo Pozzi and Kaushik Dayal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.15996},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to appear in Journal of the Mechanics and Physics of Solids

CO$_2$注入过程中气液相变对封存影响

摘要

关键词

引用

备注

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