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含水层封存中CO2驱替流动过程模拟及现场实验汇报人：2024-01-14REPORTING2023WORKSUMMARY

目录CATALOGUE引言CO2驱替流动过程模拟现场实验设计与实施模拟结果与实验数据对比分析CO2驱替流动影响因素探讨结论与展望

PART01引言

CO2的大量排放是全球气候变化的主要原因之一，含水层封存技术是一种有效的减排手段。应对全球气候变化化石能源的开采和利用过程中会产生大量CO2，通过含水层封存技术可以减少CO2的排放，提高能源利用效率。保障能源安全低碳经济是未来经济发展的重要方向，含水层封存技术的研究和应用有助于推动低碳经济的发展。推动低碳经济发展研究背景与意义

目前，国内外学者在含水层封存技术方面开展了大量研究，包括封存机理、封存能力、封存安全性等方面。国内外研究现状随着计算机技术的发展和数值模拟方法的不断完善，含水层封存技术的模拟研究将更加精确和高效。同时，随着现场实验的不断开展，含水层封存技术的实际应用将得到进一步验证和推广。发展趋势国内外研究现状及发展趋势

要点三研究内容本研究旨在通过数值模拟和现场实验相结合的方法，探究含水层封存中CO2驱替流动过程的机理和影响因素。要点一要点二研究目的揭示含水层封存中CO2驱替流动过程的规律，为含水层封存技术的优化和应用提供理论支持。研究方法采用数值模拟方法建立含水层封存中CO2驱替流动过程的数学模型，并通过现场实验验证模型的准确性和可靠性。同时，运用统计分析方法对实验结果进行处理和分析，探究各因素对CO2驱替流动过程的影响程度。要点三研究内容、目的和方法

PART02CO2驱替流动过程模拟

根据实际地质条件，建立含水层的地质模型，包括地层厚度、孔隙度、渗透率等参数。地质模型流体模型边界条件描述CO2和地下水的物理性质，如密度、粘度、压缩性等，以及它们之间的相互作用。确定模型的边界条件，如压力、温度、流量等，以模拟实际的地质封存环境。030201物理模型建立

建立描述CO2和地下水在含水层中流动的数学方程，如达西定律、连续性方程等。流动方程描述CO2和地下水的状态变化，如压力、温度、组成等的变化。状态方程根据实际需要，引入辅助方程，如热传导方程、化学反应方程等。辅助方程数学模型建立

选择合适的数值方法，如有限差分法、有限元法、有限体积法等，对数学模型进行离散化处理。数值方法网格划分初始条件和边界条件处理求解过程对计算区域进行网格划分，确定每个网格节点的位置和属性。将初始条件和边界条件转化为数值计算所需的格式。采用迭代或直接求解等方法，对离散化后的数学模型进行求解，得到CO2驱替流动过程的模拟结果。数值模拟方法及求解过程

PART03现场实验设计与实施

选择具有代表性且地质条件适合进行CO2封存实验的场地，如具有适当厚度和渗透率的含水层。场地地质条件对选定的实验场地进行必要的预处理，如清理场地、安装井筒、建立监测系统等。场地准备实验场地选择与准备

注入系统设计并搭建用于将CO2注入含水层的注入系统，包括注入泵、注入管线、注入井等。监测系统建立用于实时监测CO2驱替流动过程的监测系统，包括压力传感器、温度传感器、流量计等。数据采集与处理系统设计并搭建用于采集、处理和分析实验数据的系统，包括数据采集器、数据传输设备、数据处理软件等。实验装置设计与搭建

实验过程按照实验方案进行CO2的注入和驱替流动过程，同时实时监测并记录各项实验数据，如压力、温度、流量等。数据记录与处理对实验过程中采集的数据进行及时记录，并进行必要的处理和分析，以便后续对实验结果进行评估和讨论。实验前准备检查实验装置的完好性，确保所有设备正常运行；对实验场地进行最后的检查，确保符合实验要求。实验过程及数据记录

PART04模拟结果与实验数据对比分析

模拟过程描述通过数值求解方法，模拟CO2在含水层中的注入、扩散、运移和封存过程。模拟结果可视化利用专业软件对模拟结果进行可视化处理，展示CO2在含水层中的浓度分布、压力变化等。模拟模型建立基于地质资料、岩石物理性质等，建立含水层封存中CO2驱替流动的数值模拟模型。模拟结果展示

123设计含水层封存中CO2驱替流动的实验方案，包括实验装置、操作步骤、数据记录等。实验设计在实验过程中，实时采集并记录温度、压力、流量等数据，并对数据进行预处理和整理。数据采集与处理对实验数据进行统计分析，计算相关指标如CO2注入量、扩散系数、封存效率等。统计分析实验数据整理与统计

ABCD对比分析及讨论模拟与实验结果对比将模拟结果与实验数据进行对比，分析两者之间的差异和一致性。封存效果评价根据模拟和实验结果，评价含水层封存中CO2的驱替流动效果及封存潜力。影响因素分析探讨影响CO2在含水层中驱替流动的主要因素，如地层渗透性、注入压力、温度等。不确定性分析分析模拟和实