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地质封存CO_2-水-岩作用对页岩有机碳的萃取效应研究 被引量：9
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作者 郭冀隆 李紫晶 +1 位作者 张阳阳 陈家玮 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期239-246,共8页
CO2-水-岩相互作用实验研究对于CO2地质封存以及页岩气开发都具有重要意义。近年来多数研究主要侧重于岩石中矿物成分的反应过程,对于岩石中有机质成分的研究比较有限。本文选取盖层页岩,重点研究CO2对于页岩中有机碳的萃取效应作用。... CO2-水-岩相互作用实验研究对于CO2地质封存以及页岩气开发都具有重要意义。近年来多数研究主要侧重于岩石中矿物成分的反应过程,对于岩石中有机质成分的研究比较有限。本文选取盖层页岩,重点研究CO2对于页岩中有机碳的萃取效应作用。实验使用高压反应釜在95℃和15 MPa条件下进行CO2-水-页岩反应,同时考查不同的水-岩接触方式对反应的影响,实验中分别测试了反应后水体中的溶解性有机碳(DOC)和反应前后岩石表面形态变化(SEM表征)。DOC的测试结果表明,相对于空白对照组高压N2作用,超临界CO2体系对于岩石有机碳具有明显的萃取效果,其中在不含水和仅含少量水的体系中,CO2体系对DOC的萃取量能达到N2体系的3倍以上,显示超临界CO2极强的萃取能力。对比不同含水量的实验体系,发现含有少量水的情况下,CO2对于有机碳的萃取量达到最大,比不含水的体系高出了87%,而这种能力的提高是由于少量极性分子H2O的加入,能够增强超临界CO2流体的溶剂化性能导致的。SEM结果也说明了不同的水-岩气接触方式对岩石表面形貌具有不同的改造效果。本文实验结果有助于更好认识CO2地质封存水-岩作用及其潜在环境风险。 展开更多
关键词 超临界CO2 地质封存 溶解性有机碳 萃取 污染
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砂岩高温超临界CO_2水岩模拟实验及其地质意义 被引量：6
2
作者 李紫晶 郭冀隆 +1 位作者 张阳阳 陈家玮 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期31-38,共8页
在中国东部的含油气盆地中发育有较多的高含CO_2天然气藏,其富含的CO_2为深层高温CO_2气体沿断层向上运聚而成。在高温CO_2的运聚过程中,与之接触的砂岩储层会发生超临界CO_2水岩反应,过去对这方面的研究报道较少。为此,利用采自柴达木... 在中国东部的含油气盆地中发育有较多的高含CO_2天然气藏,其富含的CO_2为深层高温CO_2气体沿断层向上运聚而成。在高温CO_2的运聚过程中,与之接触的砂岩储层会发生超临界CO_2水岩反应,过去对这方面的研究报道较少。为此,利用采自柴达木盆地冷湖构造带南八仙气田新近系的砂岩样品,开展了超临界CO_2—水—砂岩反应模拟实验(温度为150℃、压力为15MPa)。结果表明:①高温超临界CO_2侵入后,主要对砂岩中的方解石、黏土、石英等矿物产生重要影响,而对长石的影响较小;②酸性流体环境导致方解石不仅被大量溶蚀,还经历了由溶蚀→单向短锥形生长→双向长锥形复三方偏三角面体生长的过程;③黏土矿物含量明显减少,石英含量则明显增加,原因在于形成了较多的次生石英,其形成演化经历了微晶石英→他形石英→柱状或团块状石英的过程;④长石含量变化很小,未发现长石明显溶蚀的现象,反而存在钠长石含量的微弱增加。结论认为:高温超临界CO_2水岩反应会推进火山侵入岩围岩中砂岩储层的致密化。 展开更多
关键词 砂岩储层 高温 超临界CO2 水岩反应 次生方解石 锥状生长 次生石英 黏土矿物
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页岩储层-超临界CO_2-模拟压裂液相互作用实验研究及其环境意义 被引量：7
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作者 徐永强 李紫晶 +1 位作者 郭冀隆 陈家玮 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期245-254,共10页
近年来,页岩气作为一种重要的非常规天然气来源,逐渐成为国内外关注的热点。当前的研究工作总体侧重于页岩气开采技术的改进与环境监测,对页岩气开采过程中水岩相互作用还少有报道。本文采用模拟实验,选取储层页岩样品,在温度90℃、压力... 近年来,页岩气作为一种重要的非常规天然气来源,逐渐成为国内外关注的热点。当前的研究工作总体侧重于页岩气开采技术的改进与环境监测,对页岩气开采过程中水岩相互作用还少有报道。本文采用模拟实验,选取储层页岩样品,在温度90℃、压力10 MPa环境下,开展了CO_2-压裂液-页岩相互作用实验研究。主要探讨页岩气开采过程中,由于常规水力压裂液以及后期超临界CO_2的增注,造成的储层岩石矿物的变化以及返排液成分的变化。实验结果显示:压裂液能使岩石矿物发生溶蚀,超临界CO_2的存在会进一步加剧溶蚀反应的进行,促使孔隙变大并产生更多的微孔隙,为页岩气提供更多的运移通道,有利于油气的运移。但是,存在的环境威胁不容忽视:一方面,岩石中会溶解出大量的Ca、Mg、Si元素和少量Fe、Mn等金属元素,超临界CO_2、富有机质页岩以及压裂液中表面活性剂等物质在高温高压酸性环境条件下,容易生成挥发性有机物残留在地层中,极有可能沿着岩石破碎的孔隙、断裂发生迁移或泄露,从而对地下含水层造成污染;另一方面,多种成分进入高矿化度溶液体系经返排回到地表,也会增大处理返排液的难度。本文取得的实验数据和成果有助于理解页岩气储层在开采过程中可能发生的水岩相互作用过程及其潜在的环境风险。 展开更多
关键词 页岩气 压裂液 超临界CO2 水-岩相互作用 环境风险
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