超临界CO2-水两相流与CO2毛细捕获:微观孔隙模型实验与数值模拟研究
CO2毛细捕获机制是CO2地质封存中的关键科学问题,然而有关孔隙尺度下(微米极)超临界CO2毛细捕获的研究较少.采用高压流体-显微镜-微观模型实验装置,开展超临界CO2条件(8.5 MPa,45?C)下CO2驱替水(排水)和水驱替CO2(吸湿)实验,采用高分辨率照相机采集CO2水两相流运动图像,并借助光学显微镜直接观测孔隙尺度下CO2毛细捕获特征.同时,采用计算流体动力学方法对实验过程进行三维数值模拟.数值模拟不仅反映了实验过程中两相流驱替锋面的推进过程,还刻画了孔隙尺度下被捕获的CO2液滴/团簇三维空间形态特征.最后,基于数值模拟给出了CO2初始饱和度与残余饱和度曲线,即毛细捕获曲线,并对比分析了3种毛细捕获曲线预测模型(即Jurauld模型、Land模型和Spiteri模型)的优劣.分析表明,Jurauld模型的描述能力稍优于Land模型,Spiteri模型的描述能力较弱.由于Land模型只需单个参数,且参数具有明确的物理意义,因此在实际工程中,建议优先采用Land模型.
CO2地质封存、微观模型、两相流、数值模拟、毛细捕获
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O363.2;V211.1+7
国家自然科学基金51409198,51579188;中国博士后科学基金2015T80833
2017-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共11页
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