地質(zhì)能源清潔利用數(shù)值模擬實(shí)例

目錄
第1章 地質(zhì)能源及清潔利用 1
1.1 地質(zhì)能源概念 1
1.2 地質(zhì)能源清潔利用類(lèi)型與現(xiàn)狀 1
1.2.1 地?zé)崮?1
1.2.2 壓縮空氣儲(chǔ)能 7
1.2.3 CO2 地質(zhì)封存 15
第2 章 地質(zhì)能源利用數(shù)值模擬方法與工具 20
2.1 基本理論 20
2.1.1 多相流達(dá)西定律 20
2.1.2 地球化學(xué)模擬理論 23
2.1.3 力學(xué)模型 29
2.1.4 溫度場(chǎng)-水力場(chǎng)-力學(xué)場(chǎng)-化學(xué)場(chǎng)耦合方法 32
2.2 TOUGH 軟件簡(jiǎn)介 41
2.2.1 功能 41
2.2.2 質(zhì)能守恒方程 43
2.2.3 其他程序模塊 44
2.3 網(wǎng)格生成及數(shù)據(jù)前后處理 46
2.3.1 mView——強(qiáng)大的前后處理軟件 46
2.3.2 TOUGHMESH——網(wǎng)格生成軟件 47
第3 章 地?zé)衢_(kāi)采利用模擬應(yīng)用 49
3.1 地?zé)衢_(kāi)采的歷史擬合及未來(lái)開(kāi)采預(yù)測(cè) 49
3.1.1 場(chǎng)地水文地質(zhì)背景 49
3.1.2 研究區(qū)模型建立 51
3.1.3 初始邊界條件 54
3.1.4 模型自然狀態(tài)數(shù)值模擬 56
3.1.5 1981～1993 年生產(chǎn)歷史擬合模擬 65
3.1.6 未來(lái)開(kāi)采預(yù)測(cè)模型 74
3.1.7 總結(jié)與建議 89
3.2 地?zé)衢_(kāi)采模擬參數(shù)敏感性分析 90
3.2.1 基本模型設(shè)置 91
3.2.2 不同開(kāi)采流量、注采方式和注入水溫度敏感性分析 93
3.2.3 滲透率對(duì)地?zé)衢_(kāi)采的影響 101
第4 章 壓縮空氣含水層儲(chǔ)能 111
4.1 壓縮空氣含水層儲(chǔ)能評(píng)價(jià)方法 111
4.2 壓縮空氣含水層儲(chǔ)能可行性模擬分析 117
4.2.1 壓縮空氣含水層儲(chǔ)能過(guò)程模擬分析 117
4.2.2 含水層和鹽洞儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)能效率對(duì)比分析 126
4.3 含水層地質(zhì)條件影響因素分析 131
4.3.1 含水層系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 131
4.3.2 含水層介質(zhì)滲透性 133
4.3.3 含水層埋深 140
4.3.4 含水層原生礦物類(lèi)型 145
4.4 系統(tǒng)操作影響因素分析 146
4.4.1 工作井設(shè)計(jì)影響分析 146
4.4.2 初始?xì)饽殷w積的影響 154
4.4.3 注氣量對(duì)系統(tǒng)可持續(xù)循環(huán)次數(shù)的影響 156
4.4.4 注氣速率對(duì)系統(tǒng)可持續(xù)循環(huán)次數(shù)的影響 157
4.4.5 注氣溫度對(duì)系統(tǒng)的影響 160
4.5 系統(tǒng)改造與優(yōu)化分析 165
4.5.1 含水層介質(zhì)改造 165
4.5.2 CO2 的利用優(yōu)化 184
4.6 機(jī)遇與挑戰(zhàn) 185
4.6.1 我國(guó)壓縮空氣含水層儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用潛力 185
4.6.2 壓縮空氣含水層儲(chǔ)能技術(shù)存在的問(wèn)題和發(fā)展方向 186
第5 章 CO2 地質(zhì)封存 188
5.1 CO2 混合N2 和O2 注入含水層的多相多組分模擬 188
5.1.1 場(chǎng)地概況 188
5.1.2 模型建立 189
5.1.3 計(jì)算結(jié)果 192
5.2 鄂爾多斯盆地神華CCS 示范項(xiàng)目THM 耦合模擬 200
5.2.1 場(chǎng)地概況 200
5.2.2 模型建立 200
5.2.3 計(jì)算結(jié)果 203
5.3 毛細(xì)壓力及相對(duì)滲透率滯后效應(yīng)影響分析 207
5.3.1 模型建立與網(wǎng)格剖分 207
5.3.2 初始條件與邊界條件 208
5.3.3 模型驗(yàn)證對(duì)比方案 209
5.3.4 不考慮殘余氣相飽和度的無(wú)滯后與相對(duì)滲透率滯后對(duì)比方案 211
5.3.5 相對(duì)滲透率滯后對(duì)比方案 218
5.3.6 殘余氣相飽和度計(jì)算選擇 225
第6 章 模擬工具說(shuō)明及操作示例 227
6.1 TOUGH CO2 部分輸入關(guān)鍵詞格式說(shuō)明 227
6.1.1 開(kāi)始和結(jié)束關(guān)鍵詞 227
6.1.2 內(nèi)存分布關(guān)鍵詞 227
6.1.3 多孔介質(zhì)屬性關(guān)鍵詞 230
6.1.4 網(wǎng)格相關(guān) 233
6.1.5 初始條件和邊界條件 235
6.1.6 源匯項(xiàng)相關(guān) 238
6.1.7 計(jì)算控制參數(shù) 239
6.1.8 輸出信息 244
6.1.9 相對(duì)滲透率和毛細(xì)壓力計(jì)算函數(shù) 246
6.2 TOUGH2Biot 中力學(xué)模型有限元離散 250
6.2.1 三維力學(xué)數(shù)學(xué)模型 250
6.2.2 三維力學(xué)模型有限元離散 253
6.3 mView 安裝使用案例 258
6.3.1 mView 安裝 258
6.3.2 mView 界面-功能介紹 259
6.3.3 mView 案例操作 264
6.4 TOUGHMESH 使用案例 287
6.4.1 一般使用步驟 287
6.4.2 二維網(wǎng)格生成所需的文件格式 287
6.4.3 程序界面及功能 292
6.4.4 網(wǎng)格生成案例操作 295
參考文獻(xiàn) 299