Modèle de correction des paramètres d'équilibre phase pour le stockage géologique du CO2 dans les aquifères salins profonds

YANG LONG ,  

XU XUN ,  

GUO LIQIANG ,  

ZHANG YIZHONG ,  

WANG KUN ,  

ZHENG JINGJING ,  

摘要

Dans la simulation numérique du stockage géologique du CO2 dans les aquifères salins profonds, le calcul de l'équilibre phase gaz-eau est l'étape centrale pour obtenir les paramètres des propriétés physico-chimiques gaz-eau, dont la précision influence directement la fiabilité des résultats de simulation. Les simulations actuelles de l'équilibre gaz-eau salin ne prennent pas suffisamment en compte l'effet des ions et ne reprennent pas le cadre mature de l'équilibre gaz-eau, ce qui entraîne une fiabilité insuffisante des simulations. Cette étude vise à développer un modèle d'équilibre phase CO2-eau salée haute précision. Basé sur la loi de conservation molaire et le principe d'égalité des fugacités, un modèle innovant tenant compte de l'effet ionique a été construit. La précision du modèle a été validée par comparaison aux données expérimentales, et les règles d'équilibre phase du stockage géologique du CO2 dans les aquifères salins profonds ont été analysées sous différentes conditions stratigraphiques. Les résultats montrent que : les paramètres corrigés peuvent représenter avec précision la solubilité du CO2 dans des solutions d'un sel unique ou de sels multiples ; le modèle établi peut quantifier les indicateurs clés du calcul de l'équilibre phase CO2-eau salée (densité molaire de la phase liquide, densité molaire de la phase gazeuse, composition molaire des composants, saturation, etc.) ; la présence d'ions entraîne une augmentation de la fraction molaire d'H2O et une diminution de la fraction molaire de CO2 dans la phase liquide, ainsi qu'une augmentation de la densité molaire de la phase liquide et une réduction de la saturation de la phase liquide ; la composition et la densité molaire de la phase gazeuse restent globalement constantes, mais la saturation gazeuse présente une tendance à la hausse ; plus la concentration ionique est élevée, plus son influence sur les résultats du calcul de l'équilibre phase est importante, et les ions Ca2+ et Mg2+ ont un impact plus marqué sur le calcul de l'équilibre phase que les ions Na+ et K+. Le modèle développé dans cette étude, héritant du cadre du système gaz-eau pure et introduisant de manière innovante des corrections ioniques, dépasse les limites des modèles traditionnels, fournissant des données fondamentales précises pour la simulation numérique du stockage du CO2 dans les aquifères salins profonds, ce qui revêt une importante valeur théorique pour promouvoir les technologies de stockage du carbone. Ce modèle découle du système gaz-eau pure et possède une bonne extensibilité.

关键词

aquifères salins profonds;équilibre phase gaz-eau;conservation molaire;stockage géologique du CO2;densité molaire

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