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《地质科技情报》2021,40(3)
CO_2与水相比,膨胀性大、黏度低、与岩石反应程度低,并且在作为增强型地热系统(EGS)渗流传热流体时,比水具有更高的换热效率。对CO_2-EGS生产过程中储层岩石物性变化的研究具有重要意义,从理论研究、实验研究、数值模拟3个方面,对CO_2基增强型地热系统CO_2-EGS中流体-岩石相互作用的研究现状进行了总结,并且从矿物成分、微观孔结构和力学性质3个方面对储层岩石性质的变化进行了评价。结果表明,CO_2-水-岩石相互作用参与反应的矿物主要为石英、长石类;而沉淀的矿物为蒙脱石、伊利石及方解石等。CO_2-水-岩石相互作用会导致储层岩石的力学性质下降,孔隙结构特征改变。最后,讨论了CO_2作为EGS渗流传热流体仍需攻克的难点问题,包括:CO_2的热动力学特征、换热效率,CO_2-水-岩石的相互作用及其对储层性质的改变,影响CO_2-EGS经济性的因素,以及CO_2-EGS数值模型的研究等。针对这些方面的研究可为今后CO_2-EGS的开发奠定基础。 相似文献
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基于TOUGHREACT并行版,建立了苏北盆地盐城组下段砂岩层在碳封存中的CO2-水-岩反应二维径向模型,并评估储层的矿物封存潜力,探讨分析了网格剖分精度和储层各向异性对矿物封存模拟的影响。模拟结果表明:在CO2封存过程中,片钠铝石、方解石和菱铁矿沉淀较明显,在CO2注入5 000a后矿物封存的比例高达34.0%;网格剖分精度的不同对矿物封存反应路径没有影响,但粗网格模型计算得到的矿物封存量偏高;降低储层的kv(垂向渗透率)在短期内会促进CO2的水平运移,有利于溶解和矿物封存;但随着时间延长,降低kv对对流作用的抑制开始体现,表现为1 000a后中等kv值的模型计算出的矿物封存量高于较大kv和较小kv值的模型。 相似文献
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二氧化碳地质储存是实现二氧化碳减排的有效手段,砂岩储层是二氧化碳地质储存的主要储层类型之一。砂岩储层中的绿泥石溶解对二氧化碳地质储存形式和储存量有着重要的影响。依据某砂岩储层的实测资料,采用数值模拟技术,分析了绿泥石作用下CO2矿物封存机理和绿泥石含量对CO2的矿物封存量的影响。研究结果表明,绿泥石体积分数增大,溶解后可以向溶液中提供更多的Mg2+、Fe2+,有利于固碳矿物菱铁矿和铁白云石生成;绿泥石的体积分数与CO2矿物封存量有良好的正相关性,高绿泥石含量有助于砂岩储层的CO2矿物捕获。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>沉积盆地的形成与演化主要是在水介质参与的条件下完成的,不同性质的地层流体必将导致不同的储层成岩演化过程。流体与岩石之间的相互作用一直是盆地储层的研究核心问题之一,而现今地层水化学特征是储层与流体相互作用的结果,记录了储层矿物与地层流体之间和储层成岩演化历史的信息,对于储层物性等信息具有重要的指示意义。东营凹陷沙四段是深层油气勘探的重点层位,为了更好地了解东营凹陷沙四段储层条件并确定成岩演化过程对其影响,本文通过对东营凹陷沙四段主要预探井、评价井地层水和 相似文献
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二氧化碳羽流地热系统(CPGS)是利用CO2地质储存场地进行地热能开发的一种工程技术,也是整合CO2减排与开发深部地热资源的理想方式。但伴随着对深部地热的提取,注入储层的超临界CO2使深部咸水的pH值降低,导致周围岩体产生溶解和沉淀,从而引起孔隙度、渗透率等地层物性的变化,最终改变系统的生产能力和净热提取效率。以松辽盆地泉头组为目标储层,采用室内实验、数值模拟等技术手段,通过实验和数值计算结果的对比,揭示系统水-岩-气相互作用对热储矿物组分的改变。研究结果显示:实验过程中矿物溶解对温度和盐度变化较为敏感,而受压力影响较小;在实验和模拟时间内发生溶解的矿物主要是长石类矿物,方解石在反应后全部溶解;石英、伊利石和高岭石的矿物组分体积分数有所增加,并有少量菱铁矿生成。 相似文献
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CO2的地质封存技术是减少CO2向大气排放的一种有效方法。矿物封存由于储存时间长,安全性高,对CO2地质封存至关重要。本文以鄂尔多斯盆地石盒子组地层为例,利用模拟软件TOUGHREACT研究了CO2注入后,各矿物的溶解和沉淀机理,确定固碳矿物和CO2的矿物封存量;通过改变绿泥石和长石类矿物的初始含量,研究原生矿物组分对CO2矿物封存潜力的影响。结果表明,以石英、长石为主的砂岩储集层中,长石类、绿泥石和高岭石是主要的溶解矿物,铁白云石是主要的固碳矿物,原生矿物中绿泥石和长石类矿物对CO2的矿物封存量影响很大,绿泥石和长石类矿物的体积分数增加,CO2的矿物封存量也增加。 相似文献
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玄武岩CO2 地质封存相比于常规的封存技术（如驱油驱气注入封存和深部咸水层封存）,具有能促进快速碳矿化、封存效果长期且安全及封存容量巨大等明显优点。目前玄武岩CO2 封存理论方面的研究已经取得了大量进展：① 对常见主要成岩矿物的封存能力进行了排序;② 进一步了解玄武岩的矿物成分、玄武岩层内孔隙分布特征及其形成机理;③ 完善了对玄武岩CO2 封存机理、反应速率及影响因素等方面的认识;④ 查明了玄武岩在地球上的分布并评估了各种典型玄武岩的封存潜力;⑤ 发现适合于CO2 封存的场地主要包括大陆溢流型玄武岩、洋底高原玄武岩和洋中脊玄武岩等三种类型,并对目标储层选择提出了初步评价标准。本文在综述玄武岩固碳机理、玄武岩CO2 地质封存潜力及封存场地与目标储层选择的基础上,介绍了世界上已有的三个玄武岩CO2 地质封存工程示范项目：冰岛Carbfix、美国Wallula和日本Nagaoka,探讨了玄武岩CO2 地质封存存在的若干问题：① 反应速率受多种因素影响,对最终封存效果起着决定性作用;② 堵塞或压裂和保护层会影响注入封存的稳定性或可持续性;③ 封存潜力评价方法和结果不同;④ 封存场地选址和储层选择缺乏统一标准与规范;⑤ Carbfix方法的使用受限。 相似文献
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二氧化碳地质封存(CO2geological sequestration,CGS)是一种直接、高效的减少大气中CO2含量的方式。本文以鄂尔多斯盆地CGS示范工程场地刘家沟组实测数据为基础,利用数值模拟方法,研究储集层岩石初始矿物组分变化对CO2矿物封存能力的影响。结果表明,在长石为主的砂岩储集层中,绿泥石、方解石和长石类矿物是主要的溶解矿物,铁白云石是主要的固碳矿物,初始矿物中钾长石、方解石含量变化对矿物封存量的影响极小,奥长石含量对矿物封存量有一定程度的影响,而绿泥石初始含量显著影响矿物封存量。 相似文献
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CO2的地质储存是迅速减少温室气体向大气排放最直接、最有效的方法之一,其封存量受很多因素影响,储层原生矿物组分是其中之一。本文以松辽盆地、美国墨西哥湾、日本Nagaoka场地资料为基础,对CO2矿物封存过程进行数值摸拟。结果表明:原生矿物组成及含量相差不大时,地球化学反应过程相似,原生矿物组成较为复杂时,地球化学反应过程也更复杂;在以石英、长石为主的砂岩储层中,长石和绿泥石是重要的溶解矿物,铁白云石和片钠铝石是主要的固碳矿物;CO2矿物封存量随着原生矿物中奥长石和绿泥石含量增加而增大,其中奥长石的影响更大。以上研究对CO2地质储存储层的选取有指导意义。 相似文献
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目前国内关于CO2咸水层封存尚处于先导性和试验性研究阶段,对超临界CO2注入过程中岩层力学响应和流体运移的理论与技术方面的认识还不完善。为研究CO2注入下岩层变形和流体运移,基于两相流动数学模型,给出了超临界CO2和咸水质量守恒方程;采用毛细压力和有效饱和度的关系式,将质量守恒方程变换成以毛细压力为变量的表达式,以便于考虑流体压力对岩层的影响。提出了无流体压力影响下的岩层力学本构模型,该模型能够同时考虑岩层的塑性变形和损伤。分析了两相流体-岩层相互作用机制:一方面,采用有效应力原理,考虑流体压力对岩层的力学影响;另一方面,通过岩层固有渗透率变化考虑岩层变形对流体运移的影响。 相似文献
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从CO2的成因、充注期次以及不同底辟发育特征等出发,对不同类型底辟之上的CO2分布特征及其原因进行了分析。研究认为：浅层二氧化碳主要来源于壳源碳酸盐岩的高温分解,其分布差异的主要原因是流体组成、充注期次的不同以及底辟活动强度的差异。在低幅度弱能量底辟带,二氧化碳主要富集在烃类气储层的下部。在高幅度中等能量底辟带,二氧化碳呈现明显的分块分层特征：在断裂的同一侧,浅层富烃,深层富二氧化碳;断裂上盘相对富烃,断裂下盘相对富二氧化碳;同一气层内部,靠近断裂富二氧化碳,远离断裂富烃。在喷口型强能量底辟带,二氧化碳的分布没有明显的规律性。研究还表明,CO2分布深度与水中CO2溶解度有关,深层地层水中的CO2溶解度很大,游离态的CO2大量出现的可能性较小。 相似文献
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近年来的油气勘探表明, 含硅热液是碳酸盐岩层系中一种重要的溶蚀性流体, 查明其与碳酸盐岩的水-岩反应机理是揭示“硅化碳酸盐岩”储层发育机制并实现储层分布预测的基础和关键问题之一。文章采用熔融毛细硅管和水热反应釜为反应腔,开展了200~375℃范围内方解石和含硅流体的水岩反应实验。利用原位拉曼光谱技术在线描述反应过程中体系组成的变化,对于淬火后的固相样品,则采用扫描电镜—能谱分析进行形貌观测和成分鉴定。首先,查明了含硅流体与方解石脱碳反应发生的温度条件。方解石和含硅流体在275℃以上反应形成CO2,固相为非硅灰石的钙硅酸盐,其结构有待进一步揭示。该结果表明单纯的硅质组分难以在储层温度条件下与灰岩发生反应;其次,提出高盐度、富CO2流体作用是造成灰岩溶蚀的重要因素;最后, CO2的存在能够促进硅质（含石英）沉淀。在上述实验认识的基础上,结合前人研究结果探讨了塔里木盆地顺托果勒地区“硅化碳酸盐岩”储层的发育机制。含硅热液沿深大断裂上移,途径震旦系—下奥陶统白云岩层系,其中的硅质组分将与白云石反应形成富镁硅酸盐和CO2。CO2是重要的酸性组分,有利于鹰山组碳酸盐的溶蚀和孔隙的保存。流体温度和压力的降低以及CO2的存在促进了石英沉淀,并形成了大量的石英晶间孔隙。 相似文献
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探讨了渤中坳陷石臼陀凸起东段CO2来源及CO2充注对储层粘土矿物的影响.研究表明,CO2中δ13C组成较重,R/Ra值较大,CO2为幔源成因;控盆的深大断裂是CO2的主要运移通道;CO2热流体晚期充注对砂岩储集层粘土矿物产生了明显的影响:CO2热流体侵位后形成的热波动效应加快了储集层中伊蒙混层粘土的演化,含CO2储集层中伊蒙混层中蒙脱石含量要比同深度的泥岩低15％ ～30％;CO2热流体晚期侵入加剧了长石的溶蚀作用,长石溶蚀促进了自生高岭石的大量形成;CO2热流体侵位后形成的偏酸性环境抑制伊利石生长,促进了其他粘土矿物向高岭石转化;含CO2储集层以少见的高自生高岭石、低伊利石为特征,这对储层物性改善起到了决定性的影响. 相似文献
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利用TOUGHREACT软件,根据示范工程实验区大情字井的地层条件,针对含油及非含油储层哪一条件更适宜CO_2地质储存,设置了盐水组与含油组两组方案进行对比模拟。结果显示,含油组地层水中主要离子浓度及总矿化度低于盐水组,主要固碳矿物片钠铝石的生成量和CO_2的封存量明显小于盐水组。残余油的存在降低了矿物与水溶液进行离子交换的比表面积和储层的含水饱和度,并且占据矿物沉淀空间。尽管水岩作用受限,但油藏仍然可完成CO_2地质封存,且诸多优点表明油藏仍是CO_2地质封存的有利场所。 相似文献
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通过徐深气田天然气气体状态方程( PVT) 性质、天然气饱和水汽量和地层水PVT性质测试及全直径岩芯分析的气藏启动压力、储层流速敏感性和应力敏感性评价, 探讨了火山岩储层渗流机理。结果表明: 徐深气田火山岩气藏中CO2含量差别较大(最高达86.88% ) , 天然气分子量与CO2含量呈正相关; 偏差系数、饱和水汽含量及地层水中天然气含量受地层温度、压力、天然气组成及地层水矿化度等影响; 火山岩气藏启动压力与束缚水饱和度和空气渗透率均呈幂指数关系; 储层呈气水两相流特征, 具有弱速敏性和较强的应力敏感性, 易造成储层渗透率伤害以及孔隙结构改变。 相似文献
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CO2 can be used as an alternative injectant to exploit geothermal energy from depleted high-temperature gas res-ervoirs due to its high mobility and unique thermal properties.However,there has been a lack of systematic anal-ysis on the heat mining mechanism and performance of CO2,as well as the problems that may occur during geothermal energy exploitation at specific gas reservoir conditions.In this paper,a base numerical simulation model of a typical depleted high-temperature gas reservoir was established to simulate the geothermal energy exploitation processes via recycling CO2 and water,with a view to investigate whether and/or at which condi-tions CO2 is more suitable than water for geothermal energy exploitation.The problems that may occur during the CO2-based geothermal energy exploitation were also analyzed along with proposed feasible solutions.The re-sults indicate that,for a depleted low-permeability gas reservoir with dimensions of 1000 m × 500 m × 50 m and temperature of 150℃using a single injection-production well group for 40 years of operation,the heat mining rate of C02 can be up to 3.8 MW at a circulation flow rate of 18 kg s-1 due to its high mobility along with the flow path in the gas reservoir,while the heat mining rate of water is only about 2 MW due to limitations on the injectivity and mobility.The reservoir physical property and injection-production scheme have some effects on the heat mining rate,but CO2 always has better performance than water at most reservoir and operation condi-tions,even under a high water saturation.The main problems for CO2 circulation are wellbore corrosion and salt precipitation that can occur when the reservoir has high water saturation and high salinity,in which serious salt precipitation can reduce formation permeability and result in a decline of CO2 heat mining rate(e.g.up to 24％reduction).It is proposed to apply a low-salinity water slug before CO2 injection to reduce the damage caused by salt precipitation.For high-permeability gas reservoirs with high water saturation and high salinity,the supe-riority of CO2 as a heat transmission fluid becomes obscure and water injection is recommended. 相似文献
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CO2 dissolution into an aqueous phase and water evaporation into a gaseous phase takes place during CO2 injection into an oil reservoir. This study aims to evaluate the phase behaviors of the oil-gas-water system in the displacement of crude oil by CO2. The composition of the JL oilfield in the northeast of China is taken as an example. The flash calculation of the oil-gas-water system was performed, based on the method presented by Li and Nghiem. The research re... 相似文献
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东营凹陷高青-平南断裂带幔源流体活动特征及其成藏效应 总被引：6，自引：0，他引：6
东营凹陷高青-平南断裂带为幔源流体运移的主要通道,该幔源流体主要为岩浆(岩)和CO2气体。高青-平南断裂带幔源流体活动方式和活动强度存在着时间和空间上的差异,该断裂带在古近纪-新近纪至少经历了四期富CO2幔源流体活动。高青-平南断裂带富CO2幔源流体对油气成藏的影响主要表现在：①直接形成无机CO2气藏;②通过能量——热的作用和物质,即CO2的加入,影响水-岩相互作用的强度和方向,从而改善油气储集层的物性;③在一定程度上提高源岩的排烃效率,增加油气的运移速率。 相似文献
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CO2地质封存是减少温室气体向大气排放的有效措施之一,而深部咸含水层CO2地质封存是目前可行的最有潜力的封存技术。先前研究表明,松辽盆地是一个潜在的封存场地。基于对松辽盆地地质资料的初步分析,选取三肇凹陷的姚家组1段和青山口组2、3段地层作为CO2的注入层,建立一个典型二维模型,研究CO2注入后的迁移规律。结果表明,CO2注入后会向上和侧向迁移,后期可能出现的对流作用能促进CO2的溶解。残留气体饱和度、注入层水平和垂直渗透率的比值对模拟结果影响最大。此外,储层中的薄页岩夹层有利于CO2的溶解,因此,在保证注入性和封存量的情况下,储层中低渗透性夹层是允许的。 相似文献