VG模型参数选择对咸水层CO_2封存的影响研究

在使用TOUGH2程序模拟咸水层CO2封存时,常使用VG模型计算岩石表面毛细压力,而岩石表面毛细压力的大小则会直接影响CO2在咸水层中运移形式和储存量。总结了不同类型常见砂泥岩的VG模型参数取值范围,基于松辽盆地典型储盖地质结构特征,运用TOUGH2构建了二维CO2封存模型,设计3组算例对比分析了VG参数取值对咸水层CO2封存的影响。研究结果表明:VG模型参数值大小取决于岩石的性质,TOUGH2使用的VG模型缺省值仅适用于小部分岩石;盖层的3个VG模型参数取值对咸水层CO2封存效果影响很大,单纯微调部分VG参数仍不能提高模拟可信度,而对于高、中渗透率储层,VG模型参数取值对模拟结果影响较小。因此,咸水层CO2封存模拟时,应结合储盖层岩性特征赋VG模型参数值。

单井闭循环地热系统可持续开发潜力数值模拟

为了提高地热系统的产热量、实现地热能高效可持续开发的目标,需要明确储层温度恢复在地热系统间歇运行过程中的作用及其重要性。为此,以吉林省松原市某实际供热场地的单井闭循环地热系统为研究对象,利用物联网技术进行地热系统智能监测与数据采集,采用TOUGH2-WELL模拟程序模拟了单井闭循环地热系统可持续开发的潜力;进而将实测、模拟数据进行拟合来确定精确的模型参数,通过改变注入温度和注入流速来探究最佳的开采方式。研究结果表明:①在现有开采模式下,地热系统运行30年后产热量下降17%;②若将注入温度由25℃提高到31℃,则出水口温度下降幅度变小,产热量降低10.5%;③若将注入流速从8 kg/s提高到20 kg/s,出水温度虽然降低约4℃,但岩层的热恢复情况较好,产热量增大2.67%。结论认为:①在保持注入温度不变的情况下,提高注入流速,系统长期运行后生产水温下降幅度较小,岩层的热恢复情况好,更有利于地热能的持续开采;②在保持注入流速不变时情况下,地热系统在长期运行后注入温度越高,出水温度下降幅度越低,储层热恢复情况越好。

海潮引起的滨海地区包气带气压周期性变化的数值模拟

滨海地区的地下水位由于海潮而上下波动,这早已是为人熟知的事实.但是,滨海地区包气带中气压也会随海潮的起伏而作周期性变化,这一点却很少为人注意.如果地表由渗透性差的材料如水泥或沥青路面覆盖(这种情况在香港高度城市化的近海地区很常见),海潮的起伏会产生幅度异常高的气压波动.在某些情形下,足够高的气压会引起如路面拱起等工程问题.因此,研究海潮引起的包气带气流,不仅具有理论意义,还对滨海地区土木工程有实际指导作用.以香港某滨海地区为例,建立了该地区一剖面上水气两相流的二维数学模型,并用TOUGH2程序进行了数值模拟.通过数值敏感度分析,探讨了影响沥青路面下气压的主要水文地质因素.在根据该地区实际水文地质情况选取了适当的模型边界条件和模型参数后,沥青路面下气压的数值模拟结果和观测数据吻合程度良好.