页岩储层二氧化碳封存关键参数敏感性特征

摘要

为实现二氧化碳的高效地质封存，探究页岩储层参数对二氧化碳封存效率的影响，基于COMSOL Multiphysics软件构建裂隙-基质双重介质三维模型，采用正交试验和全因子试验的方法开展数值模拟，结合极差分析法系统分析渗透率、孔隙度、温度及注入压力对封存效果的作用规律与敏感性特征。结果表明:二氧化碳封存效率随注入压力、渗透率及温度的升高而显著提升，高压加速渗流扩散、高渗透率畅通运移通道、高温优化吸附动力学性能，而孔隙度过低限制赋存空间、过高减少吸附位点，均会抑制封存效果;为实现二氧化碳封存效率的最优化，应将核心参数设置在温度353.12～393.12 K、注入压力15～25 MPa、渗透率不低于1×10^-18m²和孔隙度4%～8%的范围，数值区间可为实际页岩储层二氧化碳封存的参数调控提供优化依据;孔隙度对封存效率的敏感性最强，其次为渗透率、注入压力与温度，在靶层优选时，应优先选择孔隙结构适宜、渗透性较好的层段，并实施高压注入。研究可为页岩层二氧化碳封存中的靶层优选与参数优化提供理论依据。

关键词

二氧化碳封存 / 页岩储层 / 数值模拟 / 优化参数 / 敏感性分析