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武汉大学学报(工学版)2024年第04期:砂岩微观孔隙结构建模和CO_2渗流路径数值分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘述明;张翔;雷真;

单位:云南大学建筑与规划学院;

摘要:砂岩是CO_2地质封存的潜在岩石。为了分析CO_2在砂岩中的流动,探究微观尺度下作为CO_2运移和扩散基础的岩石孔隙网络特征,通过孔隙介质建模和渗流路径数值分析研究了2种砂岩。利用高斯随机场二相化模拟岩石的两相并生成具有随机形态的岩石孔隙网络模型。采用数学形态学图像分析方法,提取渗流路径并分析了相关参数。结果表明:Mt. Simon砂岩和Berea砂岩孔隙网络形态复杂,微观尺度下存在多条曲折的气液渗流路径,在边长为600μm的立方体内,渗流路径长度分别在1 341~2 514μm和1 302~2 328μm之间,迂曲度分别在2.24~4.19和2.17~3.88之间,孔喉直径分别分布在2~14μm和2~10μm范围内。砂岩孔隙网络连通性好,连通孔隙占总孔隙的81.5%和76.6%,可以为CO_2的扩散和运移提供良好的环境,这是砂岩成为CO_2地下储层潜在岩石的重要原因之一。

关键词:二氧化碳封存;;砂岩;;微观建模;;数学形态学;;渗流路径

基金资助:云南省科技厅科技计划资助项目(编号:2019FD125);; 云南省教育厅科学研究基金项目(编号:2019J0024;2021Y015)