| 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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| 引用本文： | 吕晓聪,刘慧卿,王敬,东晓虎,拜杰,沈旭东. 杂质气体对二氧化碳在废弃气藏咸水层埋存的影响[J]. 油气地质与采收率, 2023, 30(2): 153-161 |
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| 作者姓名： | 吕晓聪 刘慧卿 王敬 东晓虎 拜杰 沈旭东 |
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| 作者单位： | 1.中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京102249；2.中国石油大学（北京）教育部重点实验室，北京102249；;3.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安710021 |
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| 基金项目： | 中国石油大学（北京）科研基金“泡沫强化咸水层CO2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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| 摘 要： | 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 |
Effect of impurities on CO2 sequestration in saline aquifers in abandoned gas reservoirs |
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