مدلسازی عددی فرآیند ذخیره سازی گاز دی اکسیدکربن در مخازن زیرزمینی و بررسی مکانیسم های موثر در آن

با توجه به تاثیرات گازهای گلخانه¬ای به ویژه دی¬اکسیدکربن در اتمسفر از جمله افزایش دمای هوا طی سال¬های اخیر، ذخیره¬سازی دی-اکسیدکربن در مخازن زیرزمینی از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این تحقیق، فرآیند ذخیره¬سازی دی¬اکسیدکربن در مخازن زیر-زمینی بررسی شده است. در بخش اول این مطالعه، ذخیره¬سازی گاز دی¬اکسید¬کربن در مخازن آب شور بررسی شده است. در فرآیند ذخیره¬سازی دی¬اکسید¬کربن در مخازن آب شور، یک مدل عددی به صورت همدما، دو بعدی و دوفازی در نظر گرفته شده است که شامل یک فاز ترشونده (فاز غنی از آب¬شور) و یک فاز غیرترشونده (فاز غنی از دی¬اکسیدکربن) می¬باشد. همچنین این مدل شامل دو جزء آب و دی¬اکسیدکربن می¬باشد که اثر انحلال جزء دی¬اکسیدکربن در فاز ترشونده در نظر گرفته شده ولی از انحلال جزء آب در فاز غیرترشونده صرف نظر شده است. بعد از نوشتن معادلات موازنه جرم برای هر فاز، معادلات به طور همزمان با استفاده از روش تفاضل محدود تفکیک شدند و به روش عددی حل گردیدند. سرانجام پس از شبیه¬سازی یک مخزن نمونه با استفاده از نرم¬افزار متلب و سی¬ام-جی، تغییرات فشار، میزان دی¬اکسیدکربن حل شده در فاز ترشونده و اشباع فاز ترشونده پیش¬بینی شدند و با یکدیگر مقایسه شدند. در بخش دوم، فرآیند تزریق دی¬اکسید¬کربن در مخزن نفت به منظور دستیابی به میزان بازیابی یکی از مخازن نفت ایران بررسی شده است. در این فرآیند، یک مدل عددی به صورت همدما، سه فازی و دو بعدی در نظر گرفته شده که شامل یک فاز گاز، یک فاز آب و یک فاز نفت می¬باشد. بعد از نوشتن معادلات موازنه جرم و ممنتوم، یک مدل ترکیبی برای دستیابی به معادلات نهایی فشار و اشباع مخزن به کار گرفته شده که برای تفکیک آنها از روش تفاضل محدود استفاده شده است. در حل این معادلات، فرمولاسیون فشار ضمنی، اشباع صریح به کار گرفته شده است. نتایج مدل با نتایج تجربی منتشر شده توسط محققان دیگر، مقایسه گردیده است. نتایج نشان دادند که مقدار بازیافت نهایی در نمونه آزمایشگاهی 54% حجم فضاهای خالی است، اما در مدل ارائه شده در این تحقیق 62% می¬باشد. سرانجام پس از اطمینان از صحت مدل، تجزیه وتحلیل عملکرد فرآیند در یکی از مخازن نفتی جنوب غربی ایران انجام شد.