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作者：王新;杨鹏飞;梁冰;孙维吉;徐军;王芳;杨新乐;
单位：辽宁工程技术大学机械工程学院;辽宁工程技术大学力学博士后流动站;辽宁工程技术大学力学学院;
摘要：深部咸水层CO_2封存面临复杂的热-流-力耦合问题，已有研究在均质模型中对孔隙度、渗透率变化的动态响应考虑不足，且对超临界CO_2的密度和黏度参数在实际储层条件下的适用性缺乏进一步的修正.为弥补这些不足，本文提出一种改进的均质模型，在数学模型中添加动态孔隙度和渗透率，结合Peng-Robinson状态方程与Brokaw模型校正超临界CO_2在不同压力和温度条件下的密度和黏度特性.基于此改进模型，构建并验证了深部咸水层CO_2封存的数学模型，并在15 a模拟周期内探究了储层压力、温度、CO_2饱和度、孔隙度、渗透率及位移变形的变化规律.结果表明：改进模型能准确捕捉注入CO_2带来的压力升高与热交换效应，注入井周围及上方区域的压力、温度随时间呈现先下降后上升的趋势；CO_2饱和度呈梯度扩散分布，盖层底部CO_2累积导致孔隙度和渗透率减小；封存期间，储层垂向隆起的最大位移为0.283 m,主要受到压力引起的压实效应和温度导致的冷缩效应的共同作用，其中压实效应引起的隆起大于冷缩效应带来的沉降，使得整体位移表现为隆起，明确了压力和温度对于储层垂向位移的耦合主导性.与传统模型相比，改进后的模型更贴近真实储层的多场耦合效应.通过引入动态孔隙度和渗透率模型，更准确地反映了CO_2注入过程中压力的非线性变化、岩石热应力变化以及储层渗透性变化，可为提升CO_2封存效果提供理论支持.
关键词：深部咸水层;;CO_2封存;;动态孔隙度和渗透率;;数值模拟;;耦合效应
基金资助：国家自然科学基金面上项目(52074143,52474038)
