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CO2地质封存多孔介质内气液两相渗流特性研究任务书
题目：CO2地质封存多孔介质内气液两相渗流特性研究任务书
一、研究背景
随着全球经济的发展和能源需求的增长，化石燃料的使用不仅导致了环境污染的严重问题，还引起了全球气候变化的不断加剧。因此，探索可再生能源和减少温室气体排放成为了推进可持续发展的重要途径。其中一项重要的解决途径是将二氧化碳（CO2）等大气温室气体封存到地下储层中。CO2的地质封存技术虽然在国内外已经有多项研究成果，但目前对多孔介质内气液两相渗流特性的深入研究还比较缺乏。
二、研究目标
本研究旨在深入研究CO2在多孔介质中的气液两相渗流特性，揭示CO2地质封存过程中CO2的渗流、扩散和吸附等物理和化学过程，探讨CO2在多孔介质中的运移、储存效率及其与多孔介质压力、温度和化学组成等因素之间的关系，为CO2地质封存的工程实践提供理论指导和技术支持。
三、研究内容
（一）多孔介质气液两相渗流特性理论研究
1.多孔介质内气液两相渗流的基本理论研究，包括多孔介质内的气液两相流动方程式，两相流速度和压力的关系，气液两相流的相变和传热等机理研究。
2.CO2在多孔介质中的吸附和扩散特性研究，包括CO2在不同温度和压力下的吸附等温线和等压线、等温和等压下的CO2扩散、CO2在多孔介质中的相变特性以及CO2相变和分布对多孔介质渗流特性的影响等等。
（二）实验研究
1.设计CO2在不同多孔介质内的渗流实验，包括CO2在沙、泥和岩石等不同多孔介质中的气液两相渗流性质研究。
2.建立适应于多孔介质内气液两相渗流测试的实验技术，包括多孔介质内气液两相渗流实验装置的研发和实验检测技术的优化等。
（三）工程应用
1.通过开展现场CO2地质封存实验和观测，深入探究CO2在地下多孔介质中的物理和化学过程。
2.根据实际CO2地质封存的需求，完善多孔介质内气液两相渗流的模拟计算方法，以便进行CO2在多孔介质中的有效储存效率预测和优化设计。
四、研究意义
CO2地质封存技术是解决温室气体排放问题的重要途径之一。通过深入研究多孔介质内气液两相渗流特性，可以更好地揭示CO2在多孔介质中的物理和化学过程，为CO2的地质封存过程提供理论指导和技术支持。具体地，本研究有以下几个方面的意义：
1.利用本研究成果可以在工程实践中优化地设计CO2地质封存的技术方案；
2.为CO2地质封存工程提供了关键参数的可靠估计，提高了CO2地下封存的安全性和效率；
3.为未来研究提供了具有参考价值的实验支持和理论指导。
五、研究方法
本研究采用理论研究和实验研究相结合的方式来解决研究问题。具体方法如下：
1.理论研究：对多孔介质内气液两相渗流过程的基本理论进行深入分析和研究，建立数学模型和计算方法并进行数值模拟。
2.实验研究：将已研究的模型和计算方法应用于CO2在不同多孔介质中的渗流实验，对实验结果进行分析和优化。
3.工程应用：将研究结果用于CO2地质封存工程，进行现场实验和数值模拟并进行数据分析和评估。
六、研究进度
1.前期准备阶段（3个月）：完成课题的立项阶段，撰写研究方案和任务书等文献资料的阅读和收集。
2.理论分析及建模阶段（6个月）：分析多孔介质内气液两相渗流过程的基本理论，并建立相关的数学模型和计算方法。
3.实验研究阶段（6个月）：建立适应于多孔介质内气液两相渗流测试的实验技术，开展CO2在不同多孔介质内的渗流实验。
4.工程应用及数据分析及评估阶段（9个月）：将研究成果应用于CO2地质封存工程，进行现场实验和数值模拟，并进行数据分析和评估。
5.研究总结和论文撰写阶段（6个月）：整理研究成果，撰写研究报告及相关论文。
七、研究团队
本研究的研究团队由多位地质学、环境工程学及工程力学等多学科领域的专家团队组成。
八、参考文献
1.黄伏生,任国玉.二氧化碳封存科学[M].北京:科学出版社,2004.
2.蒋保华,程林,于龙业等.地下CO2封存关键技术与工程应用[M].北京:科学出版社,2013.
3.程林,蒋保华.CO2地质封存[M].北京:科学出版社,2017.
4.龚振华,马福君.地下气藏题目及解决途径[J].中国科学院研究生院学报,2005,22(2):183-187.