【V18N3-3】青岛科技大学杜东兴：岩层迷宫的博弈：揭秘裂缝如何“抄近道”与毛管力“设关卡”

背景：将二氧化碳注入深部咸水层是封存温室气体、减缓气候变化的关键技术之一，但多孔介质中复杂的多相流动机制，特别是非均质性（如裂缝）对CO₂驱替盐水过程的影响尚未被充分揭示。研究目的：通过孔尺度数值模拟，阐明均质与裂缝性多孔介质中CO₂-盐水驱替行为的根本差异，为评估和优化地质封存策略提供理论依据。结论：在均质介质中，驱替行为由毛细管力主导，低驱动力下CO₂运移受毛细圈闭限制，效率低，需超过临界压力梯度才能有效驱替；在裂缝性介质中，裂缝为CO₂提供优势流动通道，降低突破门槛，但突破后对基质中盐水的额外驱替贡献有限。界面张力与润湿性是控制驱替效率的关键参数，降低界面张力或改变润湿性可显著提高驱替效率。研究揭示了两种介质的机理差异，明确了裂缝的作用与局限性，为场地筛选与注入策略优化提供了指导。