放大 FluidFlower 实验结果为地质介质中二氧化碳封存所用
地球物理
2023-01-25 v1
摘要
建立了描述不可混溶但可溶的二氧化碳（CO2）驱替卤水的偏微分方程，包含局部传质效应。在假设注入过程中自由相 CO2 运移由对流主导的前提下，找到了实验室与代表性封存地层条件之间特征时间的缩放关系。其含义是，FluidFlower（大尺度可视化模型）中的一小时相当于封存地层中数百年的 elapsed time。该缩放准则允许对参数与操作条件变化的影响进行外推。相间传质使 CO2 饱和卤水相，且此类传质是一种显著的非平衡现象。实验发现并预测了溶解于地层卤水中的 CO2 与原卤水的显著混合。含 CO2 的下行指进的起始时间量级通常仅为 CO2 注入时长的很小一部分，且与文献中的理论分析总体一致。对代表性封存地层条件下对流混合起始时间的预测同样表明，在某些情况下黏性指进的起始时间显著小于 CO2 注入时长。该观测的含义包括：CO2 与卤水的混合及随后因重力产生的沉降相对迅速，并与主动 CO2 注入期相重合。
引用
@article{arxiv.2301.09853,
title = {Scaling up FluidFlower results for carbon dioxide storage in geological media},
author = {Anthony R. Kovscek and Jan Martin Nordbotten and Martin A. Ferno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.09853},
year = {2023}
}