二氧化碳井喷泄漏扩散不确定性分析和危险水平分级研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:iorikof1107
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
二氧化碳地质封存(CCS)是一项重要的节能减排措施,在全球变暖的背景下,该技术有着非常良好的发展前景。然而,CCS项目井喷事故后的CO2气体泄漏对周围居民的影响问题始终是制约该项技术发展的安全忧虑之一。从目前国内外已有的CO2气井井喷事故经验可以看出,气井一旦井喷,往往喷射量巨大且井控困难,CCS项目中的井筒(CO2注入井、监测井、场地范围内废弃井等)一旦发生井喷,其机理以及井喷特性和一般油气井井喷具有很大的相似度。因此,对CCS项目井喷事故的研究对该项目的环境风险管理和工程安全非常重要。目前国内外对CCS泄漏相关的研究更多的是从医学角度或土壤生态角度出发给出健康阀值,或者从地质角度分析CCS泄漏途径和泄漏过程,很少有结合实际气象条件和地形条件等,对CO2气体泄漏扩散范围进行定量分析的。本文以内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗地形、气候等条件为环境背景,以神华CCS示范项目为参考,模拟井筒发生井喷事故,计算CO2气体的影响范围,开展了不确定性分析和危险水平分级的研究工作,并结合周围人口分布情况,分析井喷事故对周围居民可能造成的危害。主要工作和创新成果如下:  (1)以神华集团CCS示范项目为背景,模拟井喷事故,利用SLAB软件计算泄漏CO2气体的影响范围,并采用响应面分析法进行相关因素的不确定性分析,做出风险矩阵。结果表明,井喷速度和环境风速对CO2的扩散范围有非常显著的影响,并且井喷速度和扩散范围之间呈正相关,而大气风速和扩散范围之间呈负相关;井喷温度、大气温度、湿度以及大气稳定度等参数对CO2的扩散范围影响不十分显著;静风环境下,当井喷速度达到60 kg/s之后,环境风险就会比较大。  (2)以鄂尔多斯伊金霍洛旗地区地形气候条件为环境背景,假设不同的井喷速度,利用CALPUFF软件计算CO2扩散范围与井喷速度变化的相关关系,以井喷速度为分级指标,对CO2扩散危险水平进行分级。结果表明,逆温现象对污染物扩散有严重的抑制作用,污染物不易稀释;根据冬季最危险情况下的污染物扩散特征,以30000 ppm浓度作为暴露阀值,根据井喷速率的变化,可将事故危险性等级分为三级,对应的最大扩散距离分别为130m,370 m和610m,对应的井喷速率范围分别为0-2.5 m/s,2.5-10 m/s,10-20 m/s。  本文给出与CO2扩散范围相关的风险因素,建立了以扩散范围为目标函数,以重要的风险因素为自变量的风险矩阵;并选取井喷参数作为危险性分级指标,提出了以扩散范围为目标函数的危险性水平分级方法。本文的研究成果为CCS项目中井喷事故的风险评价和应急反应提供了一定的指导,有助于国家相关部门健全对CCS的监管,同时有助于推动CCS示范项目的健康发展。  本文对CO2井喷泄漏扩散影响范围的研究仅仅是以鄂尔多斯伊金霍洛旗地区为背景,想要将风险矩阵和危险性水平分级的研究成果应用到更大范围内的CCS项目中,还需要补充许多的统计和计算工作;对于CO2扩散影响范围相关的风险因素的考虑也仍有许多的欠缺和不完备之处。因此,尚需要进一步的探索研究。
其他文献
该课题就是在这种情况下提出了解总是的方案.即利用新材料、新技术按中国新的建筑节能指标制造工业化房屋的部件和构件,并且设计了一些新的构造方法.该文以建筑工业化为源头,
我国的高速铁路经过短短十余年的发展,已经成为一种人们出行的主要方式。由于高铁运行速度是普通列车速度的两到三倍,因而铁路结构的稳定安全显得尤为重要。在国内外都曾出现过
最近深海资源开始被人瞩目因为比较容易生产的陆上能源资源已经到了枯竭的状态。因此像FPSO(漂泊,生产,保存及卸料)这样的海洋平台有了很大的需求。海洋平台运营条件相比陆地
该文提一种研究腐蚀对钢筋混凝土构件和钢构件抗力、变形和裂缝的影响的方法,该文在分析了钢筋混凝钢构件锈蚀机理的基础上,分析建立了它们的蜕化模型,并运用概率论的方法分
垃圾填埋场导排系统是填埋场工程结构中的重要组成部分,是渗沥液顺利导排不致水位过高的保证,其长期可靠性是填埋场工程生态安全保障。无纺布良好反滤性能是导排系统安全运行的
学位
该文结合蚌埠某防讯物资仓库刚架结构进行研究,利用几何非线性理论,编制了三维非线性有限元分析程序,并对该结构在多种工况下的内力和强度进行了数值计算和对比分析,同时根据
该研究以4D-CAD的研究分析为基础,通过广泛的文献调研和工地调研,针对建筑施工管理的特点,建立了4D施工项目管理模型.这一模型将施工计划与建筑的三维实体模型相结合,实现建
随着岩土工程不断加深,工程规模也越来越大,对真三轴应力状态下岩石的力学特性的研究成为岩石力学领域的热点之一。  相对于其它类型的真三轴试验机,采用“二刚一柔”加载方式
在温度变化、孔隙化学溶液成分改变等环境荷载作用下,粘性土表现出强烈的物理化学效应和复杂的工程力学特性。探清孔隙化学溶液对粘性土的工程力学特性的影响规律和作用机理是