مدلسازی تزریق گازهای اسیدی به مخازن آبده زیرزمینی

ذخیره سازی و دفع گاز های گلخانه ای در سفره های آب زیر زمینی به عنوان یک گزینه مهم در جهت کاهش این نوع گازها از فضای اتمسفر مطرح است. پی بردن به مفاهیم و مکانیزم های درگیر در فرایند ذخیره سازی از قبیل فرایند جابجایی طبیعی و اثرات آنها بر زمان بلند مدت ذخیره سازی و تزریق از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. فرایند جابجایی طبیعی به عنوان یکی از مکانیزم های تاثیر گذار در افزایش حلالیت کربن دی اکسید در فرایند ذخیره سازی مطرح می باشد. در این تحقیق تزریق کربن دی اکسید در آبده زیر زمینی مورد مطالعه و شبیه سازی عددی قرار گرفته است. برای دستیابی به دقت مناسب حل عددی، محدودیت های حل عددی با استفاده از آنالیز حساسیت اندازه گره و بازه زمانی توسعه داده شده اند. سپس اثر مقدار ورودی عدد موج در تابع اختلاط ایجاد شده در سطح تماس گاز - مایع و همچنین اثر مرتبه المان محدود به کار گرفته شده در روش عددی المان محدود برروی میزان دقت حل در ناحیه نفوذ و جابجایی آمیخته مورد بررسی قرار گرفته است. زمان شروع جابجایی طبیعی در فرایند تزریق کربن دی اکسید در مخازن آبده زیر زمینی با استفاده از داده های میدانی موجود در تاریخچه مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به بررسی انجام شده مشخص گردید که زمان بدون بعد برای شروع جا به جایی طبیعی برای محدوده اعداد رایلی مورد استفاده در این تحقیق با توان دوم عدد رایلی رابطه عکس دارد. به طوری که برای زمان بدون بعد شروع جابجایی و عدد رایلی رابطه ra-2845td= برقرار می باشد. رابطه بدست آمده می تواند در جهت تشخیص زمان شروع جا بجایی طبیعی در یک سیستم با عدد رایلی مشخص و همچنین پیش بینی زمان طولانی مدت ذخیره سازی در مقیاس های ذخیره سازی و دفع زیر زمینی مورد استفاده قرار گیرد. در بخش پایانی این تحقیق اثر میزان شوری محیط آبده تحت تزریق بر زمان شروع جابجایی طبیعی مورد استفاده قرار گرفته است. برای این کار، شش سناریو با محوریت تغیر درصد شوری آبده و ثابت نگه داشتن سایر متغیرهای درگیر در فرایند، مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده حاکی از تأثیر مستقیم درصد شوری آبده بر زمان شروع جابجایی طبیعی است. به نحوی که با افزایش درصد شوری آبده، زمان وقوع جابجایی طبیعی به تأخیر می افتد. در نتیجه آن مقدار تجمعی گاز حل شده نیز پس از زمان مشخص کمتر خواهد بود.