عنوان پایان‌نامه
مدل سازی عددی اختلاط همرفتی و بررسی پارامترهای موثر ضمن ذخیره سازی کربن دی اکسید در مخازن آب شور
- رشته تحصیلی
- مهندسی نفت - مخازن هیدروکربوری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1150.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53685;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 106
- تاریخ دفاع
- ۱۴ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- محسن پاسدار
- استاد راهنما
- علیرضا بهرامیان, بهزاد رستمی
- چکیده
- افزایش نگرانی¬ها در مورد گرمایش زمین باعث ایجاد علاقه¬ی فراوانی به ذخیره¬سازی زیرزمینی کربن¬دی¬اکسید شده است. یکی از جنبه¬های مهم ذخیره¬سازی زیرزمینی کربن¬دی¬اکسید، به¬ویژه در مخازن آب شور عمیق، ریسک نشتی کربن¬دی¬اکسید از مکان¬های تزریق می¬باشد. پیش¬بینی رفتار دراز¬مدت کربن¬دی¬اکسید تزریقی نیازمند شناخت مکانیزم¬های حاضر در فرایند ذخیره¬سازی می-باشد. کربن¬دی¬اکسید تزریقی در مخازن آب شور، در آب شور نفوذ کرده و باعث افزایش چگالی آب شور می¬شود که خود منجر به پدیده¬ی اختلاط همرفتی شده و نرخ انحلال را افزایش می¬دهد. بنابراین شناخت فاکتور¬های مؤثر بر اختلاط همرفتی در مخازن آب شور از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است. این پایان¬نامه به سه بخش اصلی تقسیم می¬گردد: مدل¬سازی عددی اختلاط همرفتی، توصیف خواص ترمودینامیکی سیستم آب شور - کربن¬دی¬اکسید و کاربرد¬های عددی مدل ساخته شده در ذخیره¬سازی زیرزمینی کربن¬دی¬اکسید. یک مدل دو¬بعدی و تک-فازی برای شبیه¬سازی اختلاط همرفتی ساخته شده است. مدل عددی ساخته شده با مسائل محک استاندارد تطبیق داده و استفاده از یک مدل دقیق و ساده¬ی ترمودینامیکی، مناسب برای ذخیره¬سازی، توضیح داده می¬شود. مدل عددی ساخته شده برای بررسی نقش اختلاط همرفتی بر ذخیره¬سازی کربن¬دی¬اکسید در مخازن آب شور همگن و همسانگرد به کار گرفته شده است. آنالیز مقیاسی اختلاط همرفتی کربن¬دی¬اکسید در مخازن آب شور بیان می¬گردد. تأثیر پارامتر¬های پتروفیزیکی و خواص ترمودینامیکی مخازن آب شور بر اختلاط همرفتی و ذخیره¬سازی زیرزمینی کربن¬دی¬اکسید بررسی شده است. همچنین آنالیز مقیاسی برای مخازن آب شور همگن و ناهمسانگرد بیان می¬شود، قطعاً چنین روابطی بهتر می¬توانند رفتار واقعی مخازن آب شور را توصیف کنند. نتایج این پایان-نامه شناخت و آگاهی لازم را برای اجرای پروژه¬های ذخیره¬سازی کربن¬دی¬اکسید در مخازن آب شور عمیق افزایش می¬دهد.
- Abstract
- The growing concern about global warming has increased interest in the geological storage of carbon dioxide (CO2). One important aspect of the geological storage of CO2, especially in deep saline aquifers, is the risk of leakage of CO2 from the injection sites. Predicting the long-term evolution of the injected CO2 requires an understanding of the basics mechanisms involved in storage process. CO2 injected in deep saline aquifers, diffuses in the resident brine, increasing the brine density potentially leading to convective mixing which increases the rate of dissolution. Hence understanding the factors driving convective mixing in deep saline aquifers is of great importance. This dissertation has three main parts: numerical modeling of convective mixing, describing PVT behavior of CO2-Brine mixture and application of numerical modeling to CO2 sequestration. A two dimensional single phase numerical model for simulation of convective mixing is developed. The developed model is validated with standard benchmark problems with different physics. An accurate and simple thermodynamic model appropriate for geological CO2 storage application is explained. The numerical model is used to investigate the role of convective mixing on CO2 storage in homogeneous and isotropic saline aquifers. Scaling analysis of the convective mixing of CO2 in saline aquifers is presented. Effect of petrophysics parameters and thermodynamic properties of saline aquifers on convective mixing and CO2 sequestration is investigated. Also scaling analysis for anisotropic saline aquifers is presented. Of course these scaling relationships can better describe the physics of the problem. Results of this dissertation give insight into appropriate implementation of geological CO2 storage in deep saline aquifers.
