二氧化碳注入砂岩透镜体中裂缝扩展模拟

• 作者: 于慧 崔振东 张建勇 王昕 王燚钊 韩伟歌
• 来源期刊: 工程地质学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 二氧化碳地质封存 砂岩透镜体 扩展有限元法 裂缝扩展
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 岩体工程地质
• 页码范围: 239-249
• 页数: 11页
• 分类号: P642.5
• 字数: 5775字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2018-001

摘要

二氧化碳地质封存技术是一种减少二氧化碳排放量的有效方式.砂岩透镜体具有良好的储-盖组合,是较为理想的二氧化碳封存场址.砂岩透镜体中注入超临界二氧化碳引起的裂缝萌生、扩展、演化等一系列复杂问题直接决定着封存的安全性.利用ABAQUS数值模拟软件,基于扩展有限元法(XFEM)建立流-固耦合模型,通过将超临界二氧化碳注入砂岩透镜体,观察透镜体内部砂岩储层裂缝破裂过程.数值模拟研究得出结论:在透镜体产状不同的条件下,倾斜透镜体相对于水平透镜体封存能力较差,不适宜进行二氧化碳封存;将二氧化碳以3种不同的流速充注到砂岩透镜体中,流速增加不利于封存的安全性,但是裂缝长度和形态没有发生明显变化;裂缝在扩展过程中裂缝首先变宽成为导流通道,然后变长扩展,裂缝尖端应力先增大达到峰值然后逐渐降低,最终裂缝停止扩展.