封存CO_2在泄漏通道中迁移及相变过程的模拟分析 Simulation of Migration and Phase Transition of Sealed CO_2 in a Leaky Pathway

预测相变位置对封存CO2泄漏过程的监控和风险评估具有重要意义。针对泄漏通道中CO2的非等温流动相变过程,提出了Span-Wagner状态方程与等效比热法的耦合计算方法描述CO2泄漏过程中相变过程,研究了焦耳-汤姆逊效应、黏性耗散效应以及地层传热效应对CO2泄漏相变过程的影响,阐明CO2泄漏过程中相变过程的影响因素及其作用。研究表明:虽然焦耳-汤姆逊效应和黏性耗散对泄漏通道温度的作用相反,但两者均使泄漏CO2液气相变位置向深层移动;增强泄漏通道与地层之间换热将使泄漏通道温度降低,焦耳-汤姆逊效应和地层换热的共同作用将进一步降低泄漏通道的温度,导致泄漏CO2液气相变位置向浅层移动,泄漏通道出口处CO2的泄漏流率增大。