二氧化碳地质存储中固井结构破坏分析
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更新于2024-09-05
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"二氧化碳地质埋存中固井结构损伤因素"
在二氧化碳地质埋存过程中,固井结构是保障储层密封性和防止二氧化碳泄漏的关键。固井结构主要由套管、水泥环和地层组成,它们之间的界面胶结质量直接影响结构的完整性。当二氧化碳被注入地层时,流压增加会对固井结构产生显著影响,可能导致结构的破坏和渗漏路径的形成。本文深入探讨了这些力学影响因素,并利用计算机软件FLAC和FLAC3D进行数值模拟,构建了套管-水泥环-地层的三维模型,以研究其在高压条件下的行为。
研究表明,随着孔底套管内压力的升高,水泥环会受到剪切或拉伸应力的作用,可能导致其破坏。通过分析,可以确定孔底内压与水泥环的安全系数之间的关系。安全系数是衡量结构稳定性的重要指标,当其降低到一定程度时,表示结构可能面临失效风险。
此外,流体侵入固井结构界面会引起持续开裂,这同样威胁着结构的完整性。为了分析这种情况,研究人员建立了轴对称模型,该模型能够反映孔底内压与界面破坏单元数目以及它们的安全系数变化关系。界面破坏单元的增多意味着裂缝扩展的可能性增大,进而可能导致渗漏。
文中提到的基金项目和研究背景表明,这是一个多学科交叉的课题,涵盖了地质工程、岩土力学、材料科学等多个领域。研究团队利用了先进的数值模拟技术,为理解和预测二氧化碳地质埋存过程中固井结构的行为提供了理论支持。
关键词中的“二氧化碳地质埋存”是指将二氧化碳封存在地下深层地质构造中,以减少温室气体排放。“套管”和“水泥环”是固井工程的主要组成部分,套管用于支撑井壁,水泥环则填充套管与地层之间的空隙,形成密封屏障。“渗漏”是固井结构完整性受损后可能出现的问题,可能导致二氧化碳逃逸到地表,对环境和安全构成威胁。“结构完整性”和“压力”是评估固井结构稳定性的关键因素,而“界面”和“裂缝”则涉及到固井结构的薄弱环节和破坏机制。
总结来说,这篇研究工作揭示了二氧化碳地质埋存过程中固井结构损伤的因素,包括压力增加、界面破坏和裂缝形成,提供了定量分析这些因素的方法,并运用数值模拟技术进行预测,对于优化地质埋存工程设计和保障地下储存安全具有重要意义。
2021-09-02 上传
2021-10-03 上传
2024-09-21 上传
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2024-09-21 上传
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