CO_(2)-水-岩相互作用对CO_(2)地质封存体物性影响研究进展及展望 被引量：6

1

作者 杨术刚 蔡明玉 +3 位作者 张坤峰 曹冬冬 赵兴雷 刘双星 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期80-91,共12页

CO_(2)-水-岩相互作用是CO_(2)地质封存的核心问题,CO_(2)的注入打破了岩石-地层水化学平衡,引发的地层水化学性质改变、原生矿物溶蚀和次生矿物沉淀,会导致储层和盖层岩石孔隙度、润湿性、力学性质等物性变化并进而影响CO_(2)的注入能... CO_(2)-水-岩相互作用是CO_(2)地质封存的核心问题,CO_(2)的注入打破了岩石-地层水化学平衡,引发的地层水化学性质改变、原生矿物溶蚀和次生矿物沉淀,会导致储层和盖层岩石孔隙度、润湿性、力学性质等物性变化并进而影响CO_(2)的注入能力、封存效率以及封存安全性与稳定性。从CO_(2)-水-岩相互作用机制出发,系统阐述了CO_(2)-水-岩相互作用对地层岩石孔隙度、渗透率、润湿性、力学性质的影响研究进展。研究表明,CO_(2)-水-岩相互作用导致岩石孔隙度和渗透率的变化与其初始孔渗特征和矿物组成密切相关,岩石孔渗特征的改变直接影响储层的注入能力与封存潜力和盖层的封闭能力。润湿性的变化与初始亲水亲油特征有关,CO_(2)-水-岩相互作用通常会减弱亲水岩石而增强亲油岩石的水润湿性,进而影响多相流体在岩石孔隙中的微观分布与渗流特征。由于胶结物溶蚀以及溶蚀孔的形成,CO_(2)-水-岩相互作用会引起岩石损伤,抗压强度、抗拉强度、弹性模量等力学参数减小,一定程度上影响封存安全性。碳中和背景下,微纳米尺度孔隙、深地微生物介导、非纯CO_(2)或工业尾气注入、封存全周期等情景下的CO_(2)-水-岩相互作用及岩石物性响应仍有待深入研究。 展开更多

关键词 CO_(2)地质封存 CO_(2)-水-岩相互作用 孔隙度 渗透率 润湿性 力学特性

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采动岩体裂隙自修复的水-CO2-岩相互作用试验研究 被引量：16

2

作者 鞠金峰 李全生 +1 位作者 许家林 杨磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3700-3709,共10页

采动破坏岩体易与采空区水、气发生一系列物理化学作用,促使裂隙发生导水能力降低的自修复现象;研究揭示导水裂隙的自修复机理对于科学评价地下水生态恢复能力、合理制定裂隙限流的保水采煤对策等具有重要的指导意义。基于砂质泥岩裂隙... 采动破坏岩体易与采空区水、气发生一系列物理化学作用,促使裂隙发生导水能力降低的自修复现象;研究揭示导水裂隙的自修复机理对于科学评价地下水生态恢复能力、合理制定裂隙限流的保水采煤对策等具有重要的指导意义。基于砂质泥岩裂隙岩样在酸性和碱性水溶液条件下的水-CO2-岩相互作用实验,揭示了裂隙在黏土矿物遇水膨胀以及次生矿物或沉淀物充填作用下的自修复机理和规律。结果表明:无论酸性或碱性水溶液条件,裂隙均具备自修复能力,但酸性水溶液条件下的自修复效果更好。裂隙自修复过程中存在渗透率“先快后慢”的分区特征;首先出现以裂隙面黏土矿物遇水膨胀作用为主引起的渗透率快速下降现象,其下降速度在碱性水条件下更快;其次随着时间的累积,裂隙面岩石矿物溶解、溶蚀形成的离子与水溶液中的阴阳离子、游离CO2发生离子交换化学反应,引起高岭石等衍生矿物或Fe(OH)3等沉淀物的生成,这些新的物质在裂隙面逐渐吸附堆积,不断降低裂隙的导水能力。由于实验砂质泥岩中铝硅酸盐矿物含量偏低,无法充分消耗加大通入量的CO2,导致多余的CO2会以碳酸的形式对裂隙面矿物形成溶蚀作用,从而引起裂隙开度及其水渗流能力的提高,表现出对裂隙岩石自修复进程的阻滞作用。 展开更多

关键词 导水裂隙 自修复 水-co 2-岩相互作用 岩石矿物 保水采煤

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增强地热系统热储层-盐水-CO_2相互作用 被引量：8

3

作者 那金 许天福 +3 位作者 魏铭聪 冯波 鲍新华 姜雪 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1493-1501,共9页

增强型地热系统(EGS)是采用人工形成地热储层的方法,从低渗透性岩体中经济地采出深层热能的人工地热系统。以CO2为载热流体的增强地热能系统(CO2-EGS)是实现CO2减排和深部地热资源开发的有效手段,系统运行时的水-岩-气相互作用对热储层... 增强型地热系统(EGS)是采用人工形成地热储层的方法,从低渗透性岩体中经济地采出深层热能的人工地热系统。以CO2为载热流体的增强地热能系统(CO2-EGS)是实现CO2减排和深部地热资源开发的有效手段,系统运行时的水-岩-气相互作用对热储层孔渗特征有着重要影响,最终会影响储层的产热能力。笔者利用高温高压反应釜模拟CO2-EGS高温下的热储层-盐水-CO2的相互作用,通过对实验中反应液离子成分变化和岩样扫描电镜进行分析,结果表明:实验后的钾长石和方解石出现溶解现象,且方解石溶蚀剧烈;岩样表面出现极少量次生方解石和钠长石,并有新矿物析出,其主要组成元素为C、O、Si、Fe,为菱铁矿的中间产物。通过TOUGHREACT建立反应性溶质运移模型,模拟上述实验的化学反应过程,模拟结果和实验数据拟合较好。该研究可为CO2-EGS的水-岩-气作用机制提供地球化学数据。 展开更多

关键词 CO2-EGS 水-岩-气相互作用 数值模拟 干热岩 松辽盆地

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砂岩储层中CO_2-地层水-岩石的相互作用 被引量：23

4

作者 王广华 赵静 +3 位作者 张凤君 陶怡 杨潇瀛 王怀远 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期1167-1173,共7页

利用高温高压反应釜模拟不同温度条件下CO2-地层水-砂岩间的相互作用,并观察反应前后样品形貌、分析质量和比表面积的变化,讨论反应液pH和各离子浓度的变化原因,进一步阐明CO2-地层水-砂岩相互作用过程中矿物的溶解和沉淀机制。研究结... 利用高温高压反应釜模拟不同温度条件下CO2-地层水-砂岩间的相互作用,并观察反应前后样品形貌、分析质量和比表面积的变化,讨论反应液pH和各离子浓度的变化原因,进一步阐明CO2-地层水-砂岩相互作用过程中矿物的溶解和沉淀机制。研究结果表明,超临界CO2注入后,随着温度的升高,砂岩中可溶矿物(长石类)的溶蚀作用加剧;样品表面和孔隙中均有新物质生成,主要矿物为石英、高岭石、绿泥石和一些未知的含"C"硅铝酸盐。 展开更多

关键词 CO2 地层水 砂岩 水-岩相互作用

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CO_2-水-岩相互作用对盖层渗透率影响的数值模拟 被引量：16

5

作者 董建兴 李义连 +2 位作者 杨国栋 柯怡兵 武荣华 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期115-121,共7页

针对我国江汉盆地深部含水层的基础地质和水文地质条件,运用国际先进的反应溶质运移数值模拟软件TOUGHRE-ACT建立垂向一维模型,探索研究了CO2进入盖层后,CO2-水-岩相互作用对盖层渗透率的影响。模拟结果表明,CO2进入盖层后,会使pH值降低... 针对我国江汉盆地深部含水层的基础地质和水文地质条件,运用国际先进的反应溶质运移数值模拟软件TOUGHRE-ACT建立垂向一维模型,探索研究了CO2进入盖层后,CO2-水-岩相互作用对盖层渗透率的影响。模拟结果表明,CO2进入盖层后,会使pH值降低,导致矿物组分和渗透率的变化。模拟5 000a后,盖层底部和顶部渗透率分别增加了10%和6.7%,主要是由石膏在该处的溶解以及菱镁矿未能沉淀造成的;盖层中部渗透率降低了约6.7%,主要是因为铁白云石和菱镁矿在后期发生了沉淀;绿泥石的溶解为铁白云石和菱镁矿的沉淀提供了必要的Mg2+和Fe2+离子来源,对盖层渗透率的变化起到了至关重要的作用。 展开更多

关键词 CO2-水-岩相互作用 盖层渗透率 数值模拟

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CO_2-水-方解石相互作用后岩石表观形貌及渗透率变化特征 被引量：11

6

作者 肖娜 李实 林梅钦 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第24期38-44,共7页

将CO_2注入地下油藏用于驱替原油是减少温室气体的排放及提高原油采收率的一种有效方法。CO_2注入地层后会与地层流体和岩石发生反应,其中岩石组成中的碳酸盐矿物极易与CO_2和水发生反应导致储层岩石物性发生改变。论文以方解石为代表样... 将CO_2注入地下油藏用于驱替原油是减少温室气体的排放及提高原油采收率的一种有效方法。CO_2注入地层后会与地层流体和岩石发生反应,其中岩石组成中的碳酸盐矿物极易与CO_2和水发生反应导致储层岩石物性发生改变。论文以方解石为代表样品,采用X射线衍射仪(XRD),电诱导双等离子体原子排放光谱测定仪(ICP-AES),扫描电镜(SEM)及在5 MPa压力下填砂模型的试验方法进行评价,分别考察了方解石的矿物学性质、CO_2-水-方解石反应前后方解石的表面物性、反应前后溶液的离子浓度变化及方解石填砂模型与CO_2、水反应后渗透率的变化。实验结果表明,与CO_2和水反应后,方解石出现溶蚀现象;反应压力增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca^(2+)、HCO_3^-浓度增加;反应温度增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca^(2+)、HCO_3^-浓度先增加,后降低;与CO_2和水反应后的方解石/石英砂填砂模型水测渗透率增加。 展开更多

关键词 CO2驱 CO2-水-岩石相互作用 方解石 溶蚀 表观形貌 离子浓度 渗透率

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CO_2-岩石-地层水相互作用实验 被引量：1

7

作者 曹冲 张京伦 +2 位作者 朱鸿昊 廖松林 汤勇 《成都工业学院学报》 2016年第4期3-8,共6页

为研究温室气体CO2埋存及提高采收率注入过程对储层物性的影响,在室内开展了CO2-岩石-地层水相互作用的静态和动态实验。主要研究了饱和CO2地层水注入对储层岩石矿物的溶蚀作用、新矿物沉淀现象、地层水矿化度的变化情况以及储层渗透率... 为研究温室气体CO2埋存及提高采收率注入过程对储层物性的影响,在室内开展了CO2-岩石-地层水相互作用的静态和动态实验。主要研究了饱和CO2地层水注入对储层岩石矿物的溶蚀作用、新矿物沉淀现象、地层水矿化度的变化情况以及储层渗透率的变化原因。结果表明:1)静态实验反应液中HCO-3与岩石反应,出现CO32-液体呈弱酸性,黄铁矿导致Fe(OH)3沉淀生成;2)动态实验驱替过程中同时存在CO2的溶蚀作用和沉淀作用,沉淀作用较强,溶蚀作用较弱使得物性变差。该研究成果揭示了CO2-地层水-岩石的相互作用机理和储层渗透率变化的原因,为温室气体CO2规模化捕集与封存以及资源化利用提供了地球化学依据。 展开更多

关键词 CO2-岩石-地层水相互作用 地质封存 溶蚀作用

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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

8

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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Mo/γ-Al_2O_3催化剂中金属-载体相互作用位点的研究 被引量：4

9

作者 户安鹏 李明丰 +3 位作者 韩伟 张乐 龙湘云 聂红 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期60-65,共6页

载体表面性质直接影响金属-载体相互作用的强弱,进而对加氢催化剂的结构和性能产生重要影响。为深入认识载体表面性质对金属-载体相互作用的影响机制,以γ-Al_2O_3为研究对象,首先通过对其进行不同温度(20～180℃)的水热处理,调变了其... 载体表面性质直接影响金属-载体相互作用的强弱,进而对加氢催化剂的结构和性能产生重要影响。为深入认识载体表面性质对金属-载体相互作用的影响机制,以γ-Al_2O_3为研究对象,首先通过对其进行不同温度(20～180℃)的水热处理,调变了其表面各种位点(碱性、中性、酸性羟基及Al-CUS)的相对浓度,然后借助IR-OH和Py-IR表征手段对这些位点相对浓度的变化进行了分析,并采用Mo平衡吸附法对金属-载体相互作用强弱进行了量化分析。分析结果表明,随水热处理温度的升高,载体表面碱性羟基和酸性羟基的浓度均先增加后减少,且均在100℃水热处理时浓度最大,但后者的浓度在水热处理温度大于100℃后变化较小;中性羟基的浓度随水热处理温度升高总体上呈减少的趋势;Al-CUS浓度则随水热处理温度的升高逐渐降低。Mo平衡吸附量分析结果表明,随水热处理温度的升高,金属-载体相互作用先增强后减弱。通过将载体表面各位点的相对浓度与金属-载体相互作用进行关联,结果发现,碱性羟基是Mo金属-载体相互作用的关键位点。 展开更多

关键词 Moγ-Al2O3 水热处理温度 金属-载体相互作用 平衡吸附量 作用位点

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2-羟基吡啶与水氢键作用的理论研究 被引量：7

10

作者 陈文凯 许娇 +2 位作者 章永凡 周立新 李俊篯 《Chinese Journal of Structural Chemistry》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2002年第5期567-571,共5页

本文采用量子化学的Hatree-Fock方法和密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G(d)水平上,研究了2-羟基吡啶分子(Hy)及其酮式互变异构体2(1H)-吡啶酮(Py)与水的相互作用。考察它们之间在形成Hy…H2O,Py…H2O,Hy…Hy,Py…Py和Hy…Py等复合... 本文采用量子化学的Hatree-Fock方法和密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G(d)水平上,研究了2-羟基吡啶分子(Hy)及其酮式互变异构体2(1H)-吡啶酮(Py)与水的相互作用。考察它们之间在形成Hy…H2O,Py…H2O,Hy…Hy,Py…Py和Hy…Py等复合物前后的能量变化和分子结构参数变化特点。计算结果表明,在这些复合物中都形成了较强的氢键作用,在水合物中,Py与水形成复合物时能量降低较多,与实验结果一致。经过零点振动能(ZPVE)和基组叠加误差(BSSE)校正后的复合物离解能分别为38.3,40.8,73.0,82.7和71.1 kJ/mol(B3LYP/6-31G(d)),水合物的离解能远小于二聚体复合物,而酮式结构的二聚体的离解能最大。 展开更多

关键词 水 量子化学 2-羟基吡啶 氢键 互变异构体 相互作用 Hatree-Fock 密度泛函

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CO_(2)地质封存盖层封闭性研究现状与展望

11

作者 李超跃 李新林 +1 位作者 贾铎 张成斌 《石化技术》 CAS 2024年第11期279-281,共3页

CO_(2)地质封存作为我国实现双碳战略的兜底技术之一,其规模化应用受到盖层封闭性的严重制约。本文总结了CO_(2)地质封存中盖层封闭性的研究现状,首选阐述了盖层对CO_(2)的主要封闭机理,包括毛细管封闭、水力封闭和超压封闭。其次分析... CO_(2)地质封存作为我国实现双碳战略的兜底技术之一,其规模化应用受到盖层封闭性的严重制约。本文总结了CO_(2)地质封存中盖层封闭性的研究现状,首选阐述了盖层对CO_(2)的主要封闭机理,包括毛细管封闭、水力封闭和超压封闭。其次分析了影响盖层封闭性的关键因素,如盖层岩性、厚度、盖地比特征、裂隙发育情况、黏土矿物成分、润湿性以及CO_(2)-水-岩石相互作用等,其中CO_(2)-水-岩反应通过改变岩石物理化学特性决定了长时间尺度下盖层的封闭能力。最后指出了当前研究中存在的问题和未来研究方向。本研究为CO_(2)地质封存的规模化应用以及气体运移监测提供有益参考。 展开更多

关键词 CO_(2) 地质封存 盖层封闭性 封闭机理 CO_(2)- 水 - 岩相互作用

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绿泥石对CO_2-水-岩石相互作用的影响 被引量：19

12

作者 杨国栋 李义连 +1 位作者 马鑫 董建兴 《地球科学（中国地质大学学报）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期462-472,共11页

为了解关键性矿物在"超临界CO2-水-岩石"系统中的地球化学作用,利用先进的数值模拟软件TOUGHREACT,结合我国鄂尔多斯盆地深部咸水含水层的基础地质条件,建立一维垂向模型,研究了盖层中绿泥石含量分别为3%、9%、15%时对CO2-水... 为了解关键性矿物在"超临界CO2-水-岩石"系统中的地球化学作用,利用先进的数值模拟软件TOUGHREACT,结合我国鄂尔多斯盆地深部咸水含水层的基础地质条件,建立一维垂向模型,研究了盖层中绿泥石含量分别为3%、9%、15%时对CO2-水-岩石相互作用的影响.发现CO2进入盖层后,盖层的矿物成分和渗透率发生了较大变化.当绿泥石体积分数为3%时,盖层渗透率在5 000a期间一直处于增大状态,不适合CO2封存;当绿泥石体积分数为9%和15%时,盖层渗透率呈现先增大后减小的趋势,产生自封闭现象,有利于CO2封存.结果表明,绿泥石的溶解为盖层中钙蒙脱石、铁白云石、片钠铝石、菱镁矿的沉淀提供了必要的Mg2+、Fe2+、AlO2-等离子.绿泥石含量越多,CO2矿化捕集量越大,盖层的自封闭效应越明显,其渗透率最大减少10%.本研究结果可为CO2地质封存的长期性和稳定性评价提供理论依据. 展开更多

关键词 绿泥石 盖层 CO2-水-岩石相互作用 自封闭 渗透率 数值模拟 环境地质

原文传递

隔水层再造——西北保水采煤关键隔水层N_2红土工程地质研究 被引量：37

13

作者 李文平 王启庆 李小琴 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期88-97,共10页

西北干旱-半干旱区浅表层水(河流湖泊水、沟谷径流水、第四系砂层潜水等),是维系区域生态地质环境(生态层)的珍贵水源,是煤层开采水资源保护的主体。根据区域浅表层水含隔水层地质结构,西北煤田煤层覆岩之上广泛分布新近系N_2红土,为浅... 西北干旱-半干旱区浅表层水(河流湖泊水、沟谷径流水、第四系砂层潜水等),是维系区域生态地质环境(生态层)的珍贵水源,是煤层开采水资源保护的主体。根据区域浅表层水含隔水层地质结构,西北煤田煤层覆岩之上广泛分布新近系N_2红土,为浅表层水底部的直接隔水层或沟谷径流的下垫层,对区域保水采煤、生态环境保护,起到至关重要的作用,是关键隔水层。在分析N_2红土区域分布特征、基本物理-水理-力学性基础上,采用N_2红土采动破裂钻孔原位压水试验、蠕变渗透性测试、水-土相互作用试验等,对N_2红土不同程度采动破裂前后及其采后应力恢复蠕变的隔水性能变化特征进行了深入研究分析,发现N_2红土隔水性能受采动破坏后,具有很好的自我恢复功能,并从其地质结构组成、水-土相互作用及其流变特性方面,解释了隔水性自然恢复机理;由此提出隔水层再造及其应具备的主要工程地质属性。 展开更多

关键词 浅表层水 N2红土 采动破裂 水-土相互作用 蠕变 隔水性 隔水层再造

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二氧化碳地质封存中的水-岩反应动力学模拟:进展及问题 被引量：6

14

作者 李义曼 庞忠和 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期352-360,共9页

水-岩相互作用地球化学模拟是基于化学热力学和化学动力学原理,用数学方法定量刻画水-岩体系化学反应过程的研究方法,是研究自然或人为因素影响下地下水系统地球化学演化的重要手段之一。针对二氧化碳地质封存中水-岩相互作用,从5个方面... 水-岩相互作用地球化学模拟是基于化学热力学和化学动力学原理,用数学方法定量刻画水-岩体系化学反应过程的研究方法,是研究自然或人为因素影响下地下水系统地球化学演化的重要手段之一。针对二氧化碳地质封存中水-岩相互作用,从5个方面,包括动力学速率方程的建立、更多矿物动力学参数的获取(如片钠铝石和铁白云石等的反应表面积等参数)、实验数据尺度效应的影响以及微生物作用等其他影响因素的分析等,评述了在人工注入大量CO2条件下深部咸水层中的水-岩-CO2相互作用的动力学过程模拟研究的现状,并指出相关矿物(如片钠铝石)动力学参数的缺乏及实验室尺度效应以及可能的微生物过程的影响等是目前存在的主要问题。阐明了水-岩相互作用地球化学模拟是研究动力学过程,特别是CO2咸水层注入情景下,千年-万年时间尺度上的最重要且唯一的手段,提出未来需要研究的关键问题是各种矿物动力学参数的准确获取和对实验数据尺度效应及微生物过程的考虑。 展开更多

关键词 水-岩相互作用 化学动力学 CO2地质封存 反应速率 地球化学

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天然气地下储气库CO_(2)作垫层气研究现状 被引量：3

15

作者 杜思宇 柏明星 +1 位作者 张志超 刘敬源 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2387-2391,2396,共6页

针对天然气地下储气库垫层气的相关研究,从CO_(2)和CH_(4)的热力学性质对比以及相关混气实验,综述了CO_(2)作垫层气的可行性。从静态因素和动态因素两个方面,详细综述了CO_(2)作垫层气与工作气混合的影响因素,包括储层孔隙度、渗透率、... 针对天然气地下储气库垫层气的相关研究,从CO_(2)和CH_(4)的热力学性质对比以及相关混气实验,综述了CO_(2)作垫层气的可行性。从静态因素和动态因素两个方面,详细综述了CO_(2)作垫层气与工作气混合的影响因素,包括储层孔隙度、渗透率、温度、压力、CO_(2)垫层气比例等。论述了“CO_(2)-地层水-岩石”相互作用对储层结构和稳定性的影响。研究可为CO_(2)作天然气地下储气库垫层气的注采动态变化规律分析以及提高储气库天然气采收率提供理论借鉴。 展开更多

关键词 天然气地下储气库 CO_(2)作垫层气 CO_(2)地质封存 “气-水-岩”相互作用

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岩屑长石砂岩与CO_2流体在水热条件下的相互作用 被引量：11

16

作者 宋土顺 曲希玉 +3 位作者 刘红艳 刘立 于志超 于淼 《矿物岩石》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期19-24,共6页

选用水+CO2+砂岩体系于高压釜中在不同温度下(100℃,150℃,200℃)进行反应,运用偏光显微镜、扫面电镜观察、X射线衍射分析和紫外分光光度计等技术手段来研究CO2流体活动对储层物性的改造。结果表明储层砂岩在CO2流体作用下,发生溶蚀溶... 选用水+CO2+砂岩体系于高压釜中在不同温度下(100℃,150℃,200℃)进行反应,运用偏光显微镜、扫面电镜观察、X射线衍射分析和紫外分光光度计等技术手段来研究CO2流体活动对储层物性的改造。结果表明储层砂岩在CO2流体作用下,发生溶蚀溶解形成次生孔隙,溶蚀主要发生在低能位和晶格缺陷位置。同时生成了次生沉淀物,包括水铝矿和粘土矿物,其中水铝矿不稳定。这一研究对火山岩侵入区碎屑岩储层评价和二氧化碳地质储存的数值模拟研究具有重要意义。 展开更多

关键词 CO2 水热条件 水-岩相互作用

原文传递

喀斯特槽谷区表层喀斯特水化学的暴雨动态特征 被引量：8

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作者 孙钰霞 李林立 魏世强 《山地学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期513-520,共8页

喀斯特水化学是在碳酸盐岩-水-CO2气三相相互作用的开放系统中形成的,水化学变化既反映了喀斯特含水介质特点和喀斯特发育的程度,又反映了喀斯特区水土流失的进程。选择重庆市南川区南平镇兰花沟为代表,以兰花沟喀斯特动力系统观测站为... 喀斯特水化学是在碳酸盐岩-水-CO2气三相相互作用的开放系统中形成的,水化学变化既反映了喀斯特含水介质特点和喀斯特发育的程度,又反映了喀斯特区水土流失的进程。选择重庆市南川区南平镇兰花沟为代表,以兰花沟喀斯特动力系统观测站为依托,采用多功能自动化观测仪CTDP300,对暴雨条件下表层喀斯特泉的pH、电导率、水温和水位进行了连续自动监测。监测结果表明:1.表层喀斯特带对降雨很敏感,其喀斯特水化学明显受降雨条件的影响。在强降雨开始时,喀斯特水pH升高,水温降低、电导率降低、PCO2降低,方解石饱和指数(SIc)升高,喀斯特泉水化学表现出雨水的"活塞效应"。2.在强降雨中后期,表层喀斯特水pH、电导率、水温下降,方解石饱和指数(SIc)降低,这表明稀释作用可贯穿整个降雨过程,但在降雨后3～4 h,表层喀斯特带的高裂隙率和渗透性开始发挥作用,水动力作用和CO2效应逐渐占据主导地位。因此,降雨过程中有两个重要的作用在控制着水化学的动态变化,一是雨水的稀释作用,二是碳酸盐岩-水-CO2气相互作用。3.根据喀斯特水化学在降雨条件下不同结构的含水介质中的反应,兰花沟表层喀斯特带含水介质以管道为主。4.土地利用类型的改变也会影响到表层喀斯特水化学对暴雨的响应。 展开更多

关键词 表层喀斯特泉 降雨 碳酸盐岩-水-co2相互作用 喀斯特水水化学动态

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碳酸盐岩热储中稀土元素的地球化学行为及其指示意义:以施甸地热系统为例 被引量：2

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作者 张晓博 郭清海 +2 位作者 张梦昭 孙伟浩 李鑫 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期908-922,共15页

施甸中-低温地热系统是滇-藏-川地热带的重要组成部分,强烈的构造运动使该地热系统热储结构复杂,当前对其地热水地球化学过程研究程度很低.通过分析施甸地热水中稀土元素(REEs)的地球化学行为,本文旨在揭示碳酸盐岩热储内的主导性水文... 施甸中-低温地热系统是滇-藏-川地热带的重要组成部分,强烈的构造运动使该地热系统热储结构复杂,当前对其地热水地球化学过程研究程度很低.通过分析施甸地热水中稀土元素(REEs)的地球化学行为,本文旨在揭示碳酸盐岩热储内的主导性水文地球化学过程.结果表明,施甸地热水大部分富集LREEs,显示其对围岩REEs特征的继承.地热水也表现出Ce、Eu和Y异常,其中Ce负异常因继承碳酸盐岩Ce负异常或保留地热水古氧化环境特征而形成,Eu正异常源于地热水对长石类矿物的溶解,Y正异常则是地热水运移过程中其中的Ho受碳酸盐矿物优先吸附造成.PHREEQC计算表明施甸地热水中REEs的主要形态为LnCO^(3+)和Ln(CO_(3))^(2-),在同一水样中,LnCO^(3+)含量随原子系数增加依次递减,而Ln(CO_(3))^(2-)则依次递增.此外,地热水中还存在少量Ln^(3+)、LnF^(2+)、LnHCO3^(2+)和LnSO^(4+),其含量均随原子系数增加依次减小,受地热水pH和F^(-)、HCO3^(-)、SO4^(2-)含量共同控制.REEs分析可为地热水地球化学过程研究提供重要证据. 展开更多

关键词 稀土元素 碳酸盐岩 水-岩相互作用 施甸地热系统 地球化学

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地质封存二氧化碳与深地微生物相互作用研究进展 被引量：3

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作者 李术艺 冯旗 董依然 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1632-1649,共18页

地质封存将工业和能源相关领域生产活动产生的二氧化碳(CO_(2))进行捕集并注入到深部地下岩石构造中,以实现长期储存的目标,是降低温室气体排放、实现CO_(2)长期封存的重要可行性手段之一。向深部地下地质构造中注入大量CO_(2)会导致深... 地质封存将工业和能源相关领域生产活动产生的二氧化碳(CO_(2))进行捕集并注入到深部地下岩石构造中,以实现长期储存的目标,是降低温室气体排放、实现CO_(2)长期封存的重要可行性手段之一。向深部地下地质构造中注入大量CO_(2)会导致深地环境发生显著变化,进而引起原生微生物活性及群落结构发生明显改变。因此,地质封存CO_(2)能够直接或间接影响深地微生物驱动的生物地球化学过程。同时,微生物在短期和长期的超临界CO_(2)(scCO_(2))胁迫作用下,也会通过不同的适应性进化方式影响CO_(2)在地下环境中的迁移、转化和赋存形态。本文介绍了国内外二氧化碳捕获与封存发展现状以及地质封存CO_(2)影响条件下的scCO_(2)-水-微生物-矿物的相互作用领域的最新科研进展,并展望了利用深地微生物强化CO_(2)固定以及将其转化为高附加值产物的潜力。 展开更多

关键词 二氧化碳地质封存 深地微生物 CO2胁迫 scCO2-水-微生物-矿物的相互作用 生物转化 CO2固定

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北塘凹陷新近系馆陶组的CO_2-EATER实验研究 被引量：1

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作者 李义曼 庞忠和 杨峰田 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第27期15-20,共6页

地热尾水回灌率低是目前中国沉积盆地砂岩储层中-低温地热资源可持续开发利用的瓶颈。基于利用CO2提高地热回灌率,即CO2-EATER(CO2-Enhanced Aquifer Thermal Energy Recovery)概念模式,以黄骅坳陷中部北塘凹陷新近系馆陶组砂岩热储层为... 地热尾水回灌率低是目前中国沉积盆地砂岩储层中-低温地热资源可持续开发利用的瓶颈。基于利用CO2提高地热回灌率,即CO2-EATER(CO2-Enhanced Aquifer Thermal Energy Recovery)概念模式,以黄骅坳陷中部北塘凹陷新近系馆陶组砂岩热储层为例,利用高温高压反应釜实验模拟了反应时间为10d,温度为100℃,压力为10MPa人工注入CO2条件下,水-岩-CO2相互作用及其对储层水化学组分及矿物组分的改变和对孔隙度及渗透率可能的影响。结果表明,CO2注入后,储层水的pH值从7.7下降到6.3,储层水的HCO3-、Ca、Mg、Na和K等组分显著增加。这是由于CO2溶解于水,形成了酸性环境,储层中长石类矿物和方解石发生溶解而释放出金属阳离子。地层水的δ18O H2O和δ2H H2O分别发生了3.5‰和3‰的负漂移,表明人工CO2的注入促进了水-岩反应。X衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果也证实了长石类矿物的溶解,这对改善储层具有一定意义,也说明CO2-EATER模式可能适合于北塘凹陷新近系馆陶组。 展开更多

关键词 北塘凹陷 馆陶组 地热水回灌 CO2-EATER 水-岩-co2相互作用

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