Entwicklung physikalisch-mathematischer Modellansätze für die Simulation von CO2-Injektion in geologische Formationen

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Im Rahmen der nationalen und internationalen Treibhausgasdiskussion wird zur Zeit über die Möglichkeit einer Abtrennung mit anschließender Injektion und Speicherung von CO2 im Untergrund nachgedacht. Numerische Simulationsprogramme sind dabei wichtige Hilfswerkzeuge für die Entscheidungsfindung. Da keine Methoden und Algorithmen zur umfassenden Beschreibung dieser Vorgänge existieren, soll in dem geplanten Forschungsvorhaben zunächst ein physikalisch-mathematisches Modellkonzept erarbeitet werden. Dieses muss die besonders im Bereich des kritischen Punktes stark nichtlinearen Fluideigenschaften von CO2, die Eigenschaften des im Untergrund vorliegenden Mehrphasen-Mehrkomponenten-Systems sowie die Phasengleichgewichte berücksichtigen. Es ist eine Formulierung des mathematischen Modells zu wählen, die eine Veränderung der lokalen Fluidphasenzusammensetzung durch eine adaptive Wahl der Primärvariablen beschreiben kann. Die zu entwickelnden Methoden und Algorithmen sollen in einem leistungsfähigen Simulationsprogramm umgesetzt und für Parameterstudien und Sensitivitätsanalysen genutzt werden, um u.a. folgende Fragen beurteilen zu können: Wie lange kann das CO2 im Untergrund gespeichert werden? Welchen Einfluss haben geologisch bedingte Heterogenitäten?