Revisión y perspectivas del estudio de simulación de migración y transformación de fugas de almacenamiento geológico de CO2

LIN QIANGUO ,  

WANG JIXING ,  

摘要

El almacenamiento geológico de CO2 es un eslabón clave para lograr los objetivos de reducción de emisiones en la tecnología de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS). Con la expansión de la escala y la prolongación del tiempo de inyección de CO2, los riesgos de fugas en los pozos y en la capa de cobertura debido a la falla de la integridad de los pozos, la activación de fallas, la expansión de grietas y el desarrollo de fisuras aumentan gradualmente. El CO2 filtrado migra hacia arriba verticalmente y lateralmente hacia las aguas subterráneas y el suelo, donde se difunde ampliamente y se transforma en múltiples formas, afectando así la seguridad ecológica regional. Bajo la acción del acoplamiento térmico, mecánico, de flujo y químico en las formaciones, este proceso de migración, difusión y transformación de múltiples rutas, a través del espacio, a gran escala y a largo plazo es extremadamente complejo. La identificación precisa y la evaluación cuantitativa de los riesgos de fugas y ambientales requieren depender de diversos métodos de simulación de migración y transformación. Este artículo resume sistemáticamente las principales rutas de fuga para el almacenamiento geológico de CO2 (pozos, capa de cobertura y fallas), explica los mecanismos de fuga, y resume los factores clave como la temperatura, la presión y las reacciones gequímicas; analiza los mecanismos de migración y transformación del CO2 después de la fuga en fallas, capa de cobertura, aguas subterráneas y suelo, identificando los factores dominantes y los efectos ambientales; revisa los métodos de simulación acoplada de migración y transformación del CO2 en la capa de cobertura, fallas, aguas subterráneas y suelo, y la aplicación de estas simulaciones para validar los mecanismos de fuga, identificar patrones de migración y transformación, y predecir riesgos ambientales. Los estudios muestran que los modelos actuales enfrentan desafíos para simular con precisión la distribución dinámica de la fase gaseosa en las fallas, el acoplamiento multiambiente entre capas y los procesos de transformación microbiana. En el futuro, se debería enfocar en la investigación de simulación acoplada de migración y transformación a través de múltiples ambientes y capas, construir un sistema de análisis de procesos integrales de migración y fuga en todo el espacio y flujo, y establecer un marco de simulación integrado para el sistema de inyección-migración-fuga-difusión, lo que proporcionará soporte teórico para la optimización global de monitoreo de fugas y la predicción precisa de riesgos ambientales.

关键词

Almacenamiento geológico de CO2;Fugas de CO2;Migración y transformación;Simulación numérica;Impacto ambiental

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