【本站讯】二氧化碳地质封存是减少碳排放的一项重要技术，其中盐水层因其巨大的孔隙体积而被视为理想的封存场所。在封存过程中，低渗透性的盖层起着关键作用，能有效阻止二氧化碳从盐水层中逸出。然而，盖层中可能存在一些未预料到的断层，这些断层可能因二氧化碳注入而被重新激活，从而成为泄漏通道。一旦断层被激活，将导致复杂的流体沿断层迁移，例如封存的二氧化碳可能泄漏、深层盐水可能从盐水层中逸出，同时上覆淡水含水层中的淡水也可能流失。因此，对二氧化碳地质封存过程中沿断层的流体迁移行为进行全面分析至关重要，有助于深入理解泄漏机制、评估封存安全风险，并为优化封存场地选择与工程管理提供科学依据，从而推动该技术更安全、更有效地应用于实际减排。

为深入探究CO₂地质封存过程中多相流体（包括CO2、盐水及淡水）在断层中的复杂运移行为，张立松副教授课题组构建了一个包含两条断层的三维多相流数值模型。该模型基于多组分流体动力学理论，考虑了重力分异、毛细管力效应以及相对渗透率对流体运移的影响。通过系统分析沿断层的多相流体泄漏速率动态变化，将整个流体运移过程划分为六个阶段：阶段1盐水沿断层A向上外逸，同时淡水沿断层B向下流失；阶段2盐水沿两条断层向上外逸，淡水仍沿断层B向下流失但逐渐消失；阶段3盐水沿两条断层大量向上外逸，淡水不再向下流失；阶段4CO₂沿断层A向上泄漏，盐水仍沿两条断层向上外逸；阶段5淡水流失再次出现，盐水外逸逐渐减少；阶段6CO₂沿断层A泄漏且淡水沿两条断层向下流失，盐水不再外逸。

相关成果以“A comprehensive analysis to illustrate complex migration behaviors of fluid along fault forCO₂geological storage”为题，发表于《Energy》。张立松副教授为第一作者及通讯作者，中国石油大学（华东）为第一署名单位。该研究得到山东省自然科学基金项目、中央高校基本科研业务费专项资金联合资助。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544225033158