孔隙尺度下超临界CO_2驱水两相流数值模拟

作     者：姜水生 赵万东 张莹 李培生 王昭太 钟源 JIANG Shuisheng;ZHAO Wandong;ZHANG Ying;LI Peisheng;WANG Zhaotai;ZHONG Yuan

作者机构：南昌大学机电工程学院江西南昌330031 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2017年第36卷第11期

页      面：3955-3962页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0705[理学-地理学] 0815[工学-水利工程] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51566012 11562011) 江西省科技厅支撑项目(2009BGA01800) 江西省研究生创新基金(YC2017-S056)项目 

主　　题：超临界二氧化碳 咸水层封存 孔隙尺度 数值模拟 两相流 毛细管数 接触角 

摘      要：以咸水层封存二氧化碳(CO_2)为研究背景,利用流体体积函数(Volume of Fluid,VOF)多相流模型建立孔隙尺度多孔介质计算模型,研究了超临界二氧化碳(Sc-CO_2)注入到含水多孔介质中的两相运移规律。对比分析了毛细管数、地质封存压力、Sc-CO_2注射温度、两相表面张力系数、接触角等因素对两相运移速率以及驱替效率的影响,同时将不同毛细管数下的驱替效率与实验数据进行了对比。研究结果表明,随着毛细管数的增大,驱替效率先减小然后趋于稳定,数值模拟与实验数据吻合良好;在同一孔隙率下,在壁面表现为亲水性时,壁面润湿性越好,驱替速率越快,但驱替效率有所下降;同时毛细管数越小、地质封存压力越低、注射温度越高、张力系数越小驱替速率越快,且驱替效率越高。