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The impact of formation characteristics on CO2 sequestration into an aquifer

摘要：随着全球气温和二氧化碳排放量的上升趋势，人们对地质封存作为安全快速处置二氧化碳潜在场地的兴趣日益浓厚。这种日益增长的兴趣需要研究地质参数对二氧化碳封存的影响。二氧化碳封存过程中涉及多种复杂过程，众多不同参数影响注入二氧化碳的行为，因此需要进行数值模拟。
本研究的目的是研究含水层特性和操作参数的影响，以了解二氧化碳羽流行为及其对各种捕集机制的贡献。此类研究将有助于减少二氧化碳封存容量和注入能力估算中的不确定性。
为实现这些目标，首先对含水层的一组代表性特征作为基准案例进行了建模。接下来，对注入方案和注入率的变化进行了建模，以评估二氧化碳羽流行为和二氧化碳存储潜力。此外，本研究还展示了不同捕集机制如何受储层特性和倾角变化的影响。
这些研究表明，在略微倾斜的含水层中以高速率从底部注入二氧化碳，对注入、溶解和封存在含水层中的二氧化碳总量有显著影响。底部完井和高速率注入允许注入更多二氧化碳，并且由于浮力效应和羽流分布范围更大，羽流能与更多盐水接触，从而增强溶解和残余捕集机制。温度和压力对二氧化碳溶解度的影响较小。结果还表明，储层渗透率对溶解和封存的二氧化碳有重大影响，因为它促进了二氧化碳的侧向迁移，从而增强了其在盐水中的溶解。

Figure 8: Relevant Transport Processes of CO2