做咸水层封存时，CO2的溶解速度怎样求取？是让二氧化碳的注入网格瞬间饱和，然后扩散到其它网格吗？

在CMG数值模拟中，咸水层封存时CO₂的溶解速度求解涉及多物理场耦合和数值模型的选择，其核心方法并非简单假设注入网格瞬间饱和，而是通过动态扩散与溶解机制实现。以下是具体分析：

​​1. CO₂溶解速度的求取方法​​
CO₂在咸水中的溶解速度主要受控于​​分子扩散​​、​​对流扩散​​以及​​相态平衡关系​​，具体实现方式如下：

• ​​亨利定律与扩散方程结合​​
  在CMG的GEM模块中，CO₂在水相中的溶解度通过亨利定律计算，同时其扩散过程通过扩散方程（如Fick定律）描述。例如，扩散方程被用于模拟CO₂在水中的浓度分布。
• ​​动态溶解过程​​
  溶解速度还与地层压力、温度、盐度等因素相关。例如，CMG-GEM通过Span-Wagner状态方程调整CO₂密度，并结合PR（Peng-Robinson）模型模拟相态变化，从而动态计算溶解速度。

​​2. 注入网格的溶解与扩散机制​​
CMG模拟中​​不会直接假设注入网格瞬间饱和​​，而是通过以下步骤动态处理：

• ​​初始溶解与局部饱和​​
  在注入阶段，CO₂首先与注入网格内的水相接触，通过亨利定律达到局部溶解平衡，但溶解速度受扩散系数和注入速率限制。例如，近井区域的局部毛管捕集可能在注入期间被填充，但整体溶解需要时间
• ​​扩散驱动的迁移​​
  溶解后的CO₂通过浓度梯度向周围网格扩散，同时未溶解的CO₂气相在浮力作用下向上迁移。这一过程涉及多组分多相流的耦合计算。
• ​​网格尺度的影响​​
  粗网格模拟可能忽略局部毛管异质性导致的溶解差异，而精细网格或自适应网格能更准确地捕捉溶解前沿的动态变化。

​​3. 关键参数与模型选择​​

• ​​扩散系数（D）​​：需根据实验或经验公式确定（如网页3中D=10⁻⁹ m²/s的实例）。
• ​​相态模型​​：推荐使用PR或SRK状态方程，并结合盐度修正。
• ​​数值方法​​：需启用CMG中的多相多组分流动模块，并设置合理的溶解动力学参数（如亨利常数、扩散系数）