Моделирование захоронения углекислого газа в неизотермической вязкоупругой пористой среде
УДК 532.5 + 517.95 + 519.63
Аннотация
Предложена математическая модель захоронения диоксида углерода в неизотермической вязкоупругой пористой среде. В рамках двумерной постановки исходная система уравнений, учитывающая малость скорости твердой фазы, приводится к задаче для отыскания эффективного давления и пористости среды. Для учета тепловых эффектов, возникающих при нагнетании газа, в модель включено уравнение для температуры среды. Исследованы сценарии закачки углекислого газа в пласт с низкой начальной пористостью, включая анализ влияния температуры на распределение газа и динамику порового пространства. Показано, что учет теплопереноса позволяет выявить зоны повышенного механического напряжения, критичные для долговременной герметичности хранилища. Чувствительность модели к вариациям параметров (теплопроводность среды, скорость закачки) проанализирована путем серии вычислительных экспериментов. На основе расчетов определены оптимальные параметры нагнетания, обеспечивающие минимизацию тепловых потерь и устойчивость геологической структуры. Результаты демонстрируют, что учет температурного воздействия улучшает прогнозирование динамики пласта при длительном хранении CO2.
Скачивания
Литература
Wang Y., Flauraud E., Lachet V., et al. A Numerical Model for Offshore Geological Carbon Storage (GCS) Undergoing Hydrate Formation // Computational Geosciences. 2024. Vol. 28. No 6. P. 1085-1097. https://doi.org/10.1007/s10596-024-10311-z
Wang Qm Zhang D., Li Y., Li C., et al. Numerical Simulation Study of CO2 Storage Capacity in Deep Saline Aquifers // Science and Technology for Energy Transition. 2024. Vol. 79. P. 12. https://doi.org/10.2516/stet/2024005
Kim Y.H., Park Y.G. A Review of CO2 Plume Dispersion Modeling for Application to Offshore Carbon Capture and Storage // Journal of Marine Science and Engineering. 2023. Vol. 12. No 1. P 38. https://doi.org/10.3390/jmse12010038
Афанасьев А.А., Мельник О.Э., Цветкова Ю.Д. Моделирование фильтрации при подземном захоронении углекислого газа с применением высокопроизводительных вычислительных систем // Вычислительная механика сплошных сред. 2013. Т. 6. № 4. С. 420-429. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2013.6.4.46
Андреева А.И., Афанасьев А.А. Сравнение оптимальных режимов водогазового воздействия в рамках одномерной и двумерной постановок задачи фильтрации // Вычислительная механика сплошных сред. 2022. Т. 15. № 3. С. 253-262. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.3.19
Connoly J.A.D., Podladchikov Y.Y. Compaction-driven Fluid Flow in Viscoelastic Rock // Geodinamica Acta. 1998. Vol. 11 (2-3). Р 55-84. https://doi.org/10.1016/S0985-3111(98)80006-5
Fowler A. Mathematical Geoscience. London: sprin-ger-Verlag London Limited, 2011. 883 p. https://doi.org/10.1007/978-0-85729-721-1
Вирц Р.А., Папин А.А. Моделирование захоронения углекислого газа в вязкоупругой пористой среде // Вычислительные технологии. 2022. Т. 27. № 6. С. 4-18. https://doi.org/10.25743/ICT.2022.27.6.002
Вирц Р.А. Осесимметричная задача фильтрации газа в пороупругой среде // Вычислительная механика сплошных сред. 2024. Т. 17. №. 4. С. 496-508. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2024.17.4.40
Хакимзянов Г.С., Черный С.Г. Численные методы решения задач для уравнений параболического и эллиптического типов. Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т., 2007. 160 c.
Калиткин Н.Н. Численные методы. М: Наука, 1986. 512 c.
Шамшев Ф.А. Технология и техника разведочного бурения : учебное пособие. М. : Недра, 1973. 495 с.
Copyright (c) 2026 Рудольф Александрович Вирц
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
