含喉部裂隙介质CO2反应迁移的格子Boltzmann模拟研究

• 作者: 田智威 谭云亮
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 格子Boltzmann方法(LBM) CO2反应迁移 喉部裂隙介质
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 基础理论与实验研究
• 页码范围: 663-671
• 页数: 9页
• 分类号: O552.3+2
• 语种: 中文
• DOI: 10.16285/j.rsm.2017.03.007

摘要

CO2地质封存是目前最经济、最可靠的CO2减排技术之一,对CO2反应迁移规律的研究具有重要的理论价值.采用Dardis多孔介质模型与已有的CO2反应迁移模型耦合,对含喉部裂隙的复杂介质中反应迁移规律进行模拟研究.速度场的模拟结果表明,裂隙内的速度明显高于基质速度,在喉部中心线位置处速度达到最大值.溶解反应主要集中于入口段及裂隙的上、下边缘附近;受喉部的影响,喉部下游的裂隙边缘几乎不发生溶解反应.反应物H+在裂隙及喉部中的浓度明显高于在基质中的浓度;而生成物Ca2+的高浓度区则出现在下游基质区中.针对不同喉部位置的情况进行对比,分析其对反应率及组分浓度的影响规律.最后对含突扩孔的裂隙介质进行了模拟,发现其提高了裂隙内的速度及组分迁移,这与喉部裂隙介质内的规律正好相反.上述结果较好地说明了本模型具有模拟研究复杂裂隙介质内的CO2反应迁移规律的能力.