埋地CO_(2)管道泄漏扩散温度场特性数值模拟研究

埋地CO_(2)管道不可避免地存在泄漏风险,可能造成极大的经济损失和人员伤亡。因此,深入研究埋地CO_(2)管线泄漏点附近温度场对泄漏定位监测至关重要。运用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件FLUENT模拟管道不同位置泄漏扩散温度场的变化情况。结果表明,在顶部泄漏时,由于CO_(2)发生相变和射流作用,在泄漏口正上方呈现低温线,且最低温也持续降低。因受到热传递和土壤的影响,低温线无法继续向土壤表层传递。在埋地CO_(2)管道侧向泄漏情形下,当口径小于8 mm时,随着泄漏口径的增大,CO_(2)的泄漏状态更加剧烈,泄漏口喷射出的CO_(2)水平速度矢量也随之增大;当口径达到8 mm时,速度矢量达到最大;当口径大于8 mm时,CO_(2)的泄漏状态再度趋于稳定,而后随着口径增大,速度矢量逐渐减小。

复杂地形条件下CO_(2)泄漏扩散规律研究

随着“双碳”目标的提出,CO_(2)驱油技术在我国油田得到快速发展,应用前景巨大。然而,在油田复杂地形条件下CO_(2)泄漏风险更大,容易造成人员窒息。为有效控制CO_(2)驱油工艺过程中的CO_(2)泄漏扩散危害,需研究复杂地形条件下CO_(2)泄漏扩散规律。结合某油田CO_(2)驱油现场地形实际情况,开展了全尺寸CO_(2)泄漏扩散试验研究,分析了不同条件下的CO_(2)体积分数分布规律。结果表明:在不同泄漏情形下,CO_(2)时均体积分数由近及远均满足指数分布规律,阶梯地形条件下体积分数1%CO_(2)的影响范围约为65 m,比水泥平坦地形下远54.8%;此外,随泄漏时间延长,温度逐渐降低,整体呈现距离泄漏口越近,温度下降速率越快的特征,平均温度梯度约为0.39℃/m。因此,在阶梯形地形条件下应加密CO_(2)体积分数监测布点,在近场区域人员应佩戴防冻劳保用品。