Численное моделирование эксперимента, проведенного на установке FluidFlower
Автор: Светлана Константиновна Вязьмина
Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва
Углекислый газ - один из нескольких парниковых газов, увеличение атмосферной концентрации которого приводит к повышению средней температуры планеты, вызывая изменения климата, окружающей среды и условий жизни человека. Одним из методов снижения негативного воздействия CO2 является его хранение в подземных водоносных пластах. В этом случае за счет непроницаемости породы, а также растворения в воде углекислый газ не будет выходить в атмосферу.
Успешное развитие геологического размещения CO2 требует широкого использования симуляторов для проверки и оптимизации мест хранения. Однако временные масштабы рассматриваемых явлений таковы, что нет достаточно долгосрочных данных для проверки симуляторов. Для достижения разумных временных масштабов исследовательской группой Бергенского университета (Норвегия) в 2022 году была построена модель геологического хранилища лабораторного размера FluidFlower. Проведено 5 экспериментов по закачке углекислого газа в водонасыщенный пласт в одинаковых условиях.
Преобладающим процессом в этой системе является конвекция CO2 при растворении в воде. Наблюдение и учет данного явления имеют важное значение для моделирования размещения углекислого газа в пластах, так как характерные размеры конвективных потоков малы по сравнению с протяженностью геологических резервуаров. В рамках данной работы получена численная модель этой системы на симуляторе Mufits, и проведено сравнение с реальными результатами. Также установлено, что примененные уравнения подходят для исследования влияния конвекции на поведение CO2 при размещении в водоносных пластах, поскольку симулятор с достаточной точностью предсказывает поведение газа.
