| 地质封存二氧化碳沿断层泄漏数值模拟研究 |
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| 引用本文： | 张志雄,谢健,戚继红,胡立堂,张可霓,吴礼舟.地质封存二氧化碳沿断层泄漏数值模拟研究[J].水文地质工程地质,2018,0(2):109-116. |
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| 作者姓名： | 张志雄 谢健 戚继红 胡立堂 张可霓 吴礼舟 |
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| 作者单位： | 1.成都理工大学环境与土木工程学院，四川 成都610059；2.北京师范大学水科学研究院，北京 100875； 3.劳伦斯伯克利国家实验室，美国加州 伯克利94720 |
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| 基金项目： | 国家能源应用技术研究及工程示范项目（NY20111102-1）；多源同汇地下水流系统水动力弥散混合特征沙槽模型研究（41402223） |
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| 摘 要： | 安全性和封存效果是二氧化碳（CO2）地质封存（GCS）最受关注的问题，其中以断层/裂缝引起的场地不确定性因素较为复杂。利用储层多相流模拟软件TOUGH2/ECO2N，研究了不同情境下注入深部咸水层中的CO2沿断层发生泄漏的时间、速率、泄漏量等特征。通过15个场地尺度的模型结果分析表明，CO2注入方案、断层性质（发育位置、产状、几何形态、内部结构）、系统内岩层的组合形态对CO2泄漏均有影响。相同储存环境和断层发育条件下，CO2注入速率从1.59 kg/s增加至6.34 kg/s，CO2泄漏时间提前3 706 d，泄漏量在20 a后增加至注入总量的32.43%。断层发育位置对CO2封存影响极为显著，本次研究，距注入井100 m位置的断层可造成CO2的泄漏量在20 a后高达总注入量的63.39%。相同条件下，倾斜/窄小的断层比垂直/宽厚的断层对CO2及储层咸水的泄漏影响更小。断层渗透率增加一倍，可导致CO2泄漏量增加2.11%，泄漏速率约提高0.006~0.01 kg/s。
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| 关 键 词： | CO2地质封存（GCS） 咸水层 CO2泄漏 断层 TOUGH2 |
| 收稿时间： | 2017-07-29 |
| 修稿时间： | 2017-09-10 |
Numerical simulation of CO2 leakage along faults from geologic carbon dioxide sequestration |
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| ZHANG Zhixiong,XIE Jian,QI Jihong,HU Litang,ZHANG Keni,WU Lizhou.Numerical simulation of CO2 leakage along faults from geologic carbon dioxide sequestration[J].Hydrogeology and Engineering Geology,2018,0(2):109-116. |
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| Authors: | ZHANG Zhixiong XIE Jian QI Jihong HU Litang ZHANG Keni WU Lizhou |
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| Affiliation: | 1.College of Environment and Civil Engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu, Sichuan610059, China; 2. College of Water Science, Beijing Normal University, Beijing100875, China; 3. Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA |
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