Термогидродинамическое моделирование многофазной фильтрации в проблемах подземного захоронения углекислого газа

9 Июня 2015

11:00

Телемост ЦАГИ-ИТПМ СО РАН-СПбГПУ-НИИМ МГУ

Оnline-трансляция из НИИМ МГУ

ЦАГИ, корп. № 8, конференц-зал

Докладчик: Афанасьев Андрей Александрович (НИИ механики МГУ), afanasyev@imec.msu.ru

Тезисы доклада "Термогидродинамическое моделирование многофазной фильтрации в проблемах подземного захоронения углекислого газа"

Глобальное потепление -— острая проблема, стоящая перед человечеством. Для смягчения его последствий и уменьшения климатических изменений перспективной считается технология захоронения парниковых газов, в частности углекислого газа (CO₂) в проницаемых недрах Земли. Закачка газов в проницаемые геологические формации сопровождается многофазными фильтрационными течениями. Моделирование фильтрации необходимо для оптимизации и оценки последствий захоронения CO₂.

Доклад посвящен развитию численных моделей для описания подземного захоронения CO₂ в водонасыщенных пластах. Предлагается новая модель, описывающая однофазные и двухфазные и трёхфазные композиционные течения бинарной смеси CO₂-H₂O в пористой среде, с парожидкостными равновесиями смеси типа жидкость-жидкость-газ. Для расчёта теплофизических свойств смеси в пластовых условиях используется процедура поиска максимума энтропии среди возможных термодинамических состояний смеси.

В рамках разработанной модели рассмотрена задача об утечке CO₂ из пласта через разлом геологических пород. Показано, что снижение давления может приводить к сжижению CO₂ и сопутствующему снижению температуры при фазовых переходах между жидким и газообразным CO₂ (рис.1,a,b). Проведена серия 3D расчётов подземного захоронения CO₂ в реальной геологической формации при различных положениях нагнетательной скважины. Определено положение скважины, при котором происходит практически полное удержание углекислого газа в резервуаре (рис.1,c).

Рисунок 1 — Молярная концентрация СO₂ (а) и температура (b) в задаче об утечке; Насыщенность свободной фазы CO₂ в 3D расчете подземного захоронения ©.