苏北盆地咸水层CO2封存模拟：全局敏感性分析

"该研究是关于深部咸水层二氧化碳(CO2)地质封存的数值模拟参数的全局敏感性分析，以苏北盆地的盐城组为具体研究对象。研究采用了二维径向剖面模型，并利用TOUGH2/ECO2N程序模拟CO2在咸水层中的迁移和分布。通过定性（Morris法）和定量（Sobol和EFAST法）敏感性分析，探讨了7个关键参数，包括水平渗透率、孔隙度、残余液体饱和度、孔隙分布指数、压缩系数、进气压力的倒数和盐度对CO2封存效果的影响。" 在深部咸水层进行CO2地质封存是减少温室气体排放的一种策略。这项研究关注的是这一过程中参数敏感性的重要性，它可以帮助我们理解哪些因素最影响封存的效果和可能的泄漏风险。首先，研究人员构建了一个基于苏北盆地盐城组下段砂岩储层的二维模型，这是为了模拟CO2在咸水层中的行为。 通过TOUGH2/ECO2N软件进行数值模拟，可以观察到CO2在地下的动态分布和迁移。接着，他们选择了三个模型响应变量，即注入井处的压力、气相CO2总量以及CO2气相羽扩散距离，这些变量能够反映封存过程的关键指标。 全局敏感性分析是一种评估模型参数对模型输出影响的方法，它分为定性和定量两种类型。Morris法是一种定性方法，用于快速识别主要的敏感性参数；而Sobol和EFAST法则属于定量方法，可以更精确地量化参数的相对贡献。 研究发现，对于不同的响应变量，参数的敏感性排序有所差异。例如，当关注注入井处的压力时，孔隙度是最敏感的参数；而在考虑气相CO2总量和CO2扩散距离时，水平渗透率的敏感性最高。这意味着，提高孔隙度可能对稳定井口压力更为关键，而优化水平渗透率则可能有助于控制CO2的扩散。 此外，其他参数如残余液体饱和度、孔隙分布指数、压缩系数、进气压力的倒数和盐度也对CO2封存有显著影响。例如，较高的盐度可能增加CO2溶解在咸水中的能力，从而影响其在地下的稳定状态。 这项研究强调了在设计和评估深部咸水层CO2封存项目时，需要对地质参数进行细致的敏感性分析。这些结果不仅为苏北盆地的咸水层封存提供了指导，也为全球其他类似项目提供了有价值的参考。通过理解和优化这些参数，我们可以更好地预测和管理CO2地质封存的长期效果，降低环境风险。