《採用數值流形法對CO2地質封存多場耦合的數值模擬》是依託北京工業大學，由馬國偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：採用數值流形法對CO2地質封存多場耦合的數值模擬
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馬國偉
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超臨界態的二氧化碳（CO2）具有近似液體的較高密度，又具有氣體的良好流動性。本項目擬對超臨界態CO2地質封存過程中應力場、多相流場、熱場、化學場多場多相態耦合進行數值模擬研究。通過合理考慮節理岩體的不連續性、不均勻性以及各向異性等特點，推導並建立不連續介質中超臨界態CO2地質封存的數學、力學和化學模型。在由申請人主導開發的三維數值流形法軟體的基礎上，建立應力場和不同物理場的數學覆蓋和物理覆蓋模型，通過各物理場覆蓋之間的相互耦合，模擬超臨界態CO2的滲流、遷移以及和節理岩體的物理、化學相互作用。通過對超臨界態CO2地質封存進行數值模擬，並用模型實驗進行驗證，進一步完善CO2地質封存穩定性和安全性的評價標準。本研究在理論上突破傳統的孔隙和裂隙介質多物理場耦合的計算模型，將節理岩體中的多場多相態耦合用先進的數值流形法來模擬，在實踐中為CO2地質封存提供科學依據。
結題摘要
超臨界”態的二氧化碳CO2具有近似液體的較高密度，又具有氣體的良好流動性。本項目對超臨界態CO2地質封存過程中應力場、多相流場耦合作用進行數值模擬研究。針對流體在裂隙孔隙岩體介質中滲透的特點，本項目提出一套適可以進行穩態、瞬態、變飽和多相滲流計算的統一管道網路滲流計算方法，可用於二維及三維裂隙和孔隙介質滲流分析。該方法具有概念簡單、計算高效、編程方便等特點。既可以針對超臨界二氧化碳地質封存在裂隙和孔隙岩層中的油驅替分析，也可以拓展到其它與不連續岩體介質滲流相關的工程領域，如：隧道突水突泥、水封儲油、地下核廢料存儲、水力劈裂等計算分析。主要研究內容包括7個方面：（1）裂隙網路和介質的管道網路生成方法；（2）統一管道網路滲流模擬方法；（3）基於統一管道網路方法對岩體穩態滲流各向異性的研究；（4）基於統一管道網路方法裂隙孔隙介質自由面滲流研究和套用；（5）瞬態變飽和滲流統一管道網路計算方法及其套用；（6）統一管道網路多相滲流方法在二氧化碳地質封存注入模擬的套用；（7）CO2驅油管道網路數值流形法。本研究在理論上突破傳統的孔隙和裂隙介質等效連續介質模型，將節理岩體中的多場多相態耦合用先進的統一管道網路滲流分析方法和數值流形法來模擬，在實踐中為CO2地質封存的評估提供科學依據。
