揭示咸水层CO2封存沿断层泄漏的关键因素

本文主要探讨了咸水层封存二氧化碳（CO2）过程中沿断层带泄漏的影响因素。作者胡叶军和王媛，以及任杰在研究中重点关注了CO2地下封存技术的关键问题，尤其是泄漏风险的控制。他们基于理论建模和数值模拟，构建了一个两相流驱替模型，以描绘CO2在咸水层中的泄漏动态过程。 研究首先揭示了断层带特性对CO2泄漏的重要影响。断层和注入井之间的距离对稳定泄漏速率有显著的倒数对数关系，即距离越小，泄漏速率可能越大。断层的倾角也与泄漏速率有关，倾斜度越大，泄漏可能性越高。断层宽度则与泄漏速率呈现抛物线关系，意味着宽度适中的断层可能导致更高的泄漏风险。断层渗透率对泄漏速率的影响则表现为幂函数关系，即渗透率越高，CO2更容易泄漏。 此外，CO2的注入速率和深度对泄漏也有直接影响，注入速率的增加会加速泄漏，而注入深度的增加可能会减少泄漏的可能性，因为深部的压力条件可能有利于封存。然而，相比于断层带的特性，注入速率的影响更为明显，而断层与注入井间距和注入深度的影响相对较弱。 作者们还提出了多因素综合评价方法，这是一种新的评估CO2泄漏风险的方法，通过量化不同因素对泄漏行为的影响，有助于决策者制定更有效的封存策略。研究结果显示，断层破碎带宽度和断层渗透率是影响CO2泄漏的两个重要因素，其系数波动大，显示出控制这些参数对防止泄漏至关重要。 关键词包括“咸水层”、“CO2地下封存”、“泄漏”、“断层带”和“影响因素”，这些都是深入理解该研究领域的核心概念。本文的工作不仅提供了理论支持，也为实际的CO2封存项目设计和安全管理提供了科学依据。这篇首发论文对于推进CO2封存技术的可持续性和安全性具有重要意义。