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CO_2流体与储层砂岩相互作用机理实验 总被引：1，自引：0，他引：1
储存于地下岩层中的CO2与矿物发生化学反应导致次生碳酸盐矿物的沉淀,CO2将以碳酸盐矿物的形式长时间地固结在储层岩石中,从而有效减少CO2向大气中的排放。通过对不同温度下CO2-H2O-砂岩相互作用机理的研究,以及反应后样品的扫描电镜观察、质量损失量和剩余反应液中总矿化度变化的分析发现:砂岩样品的溶蚀程度随温度的升高而逐渐增强;100℃和175℃时样品表面分别有方解石和白云石生成,250℃时新生成的矿物因温度过高而溶解。这表明CO2能够以碳酸盐矿物的形式固定在矿物中,175℃为本实验所证明较适合的贮存温度。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
二氧化碳是一种温室气体,是造成全球变暖的"元凶"之一,二氧化碳的存储方法是近年来研究的热点之一。基性或超基性岩的蛇纹石化作用会产生富Ca2+、Fe2+和Mg2+的流体,而这些离子与二氧化碳反应形成碳酸盐矿物,这是一种CO2储存的新途径。板块俯冲过程中,这些碳酸盐矿物可能被俯冲至地球深部,并形成碳酸盐岩浆。因此,研究蛇纹石化过程中的碳酸盐化作用有重要的科学意义。二氧化碳对蛇纹石化的影响分为三个方面:一是降低蛇纹石化速率,研究表明,300℃、500 bar、富二氧化碳(PCO220 bar)的体系中,橄榄石的蛇纹石化速率降低了50%[1];另一方面,体系中富集二氧化碳使得氢气和甲烷的生成速率大大降低[2],这是因为碳酸镁富集Fe2+,降低Fe3+和氢气的含量;此外,二氧化碳增加蛇纹石化流体的Si O2含量,从而降低流体的p H,促进橄榄岩的蚀变产物由蛇纹石-水镁石-透辉石平衡组合变为蛇纹石-滑石-碳酸镁[3]。碳酸盐矿物类型和温度相关。温度≤300℃时,蛇纹石化流体富Mg2+而贫Ca2+[4],Mg2+和CO2反应形成碳酸镁;温度≥400℃时,则形成碳酸钙[5]。可以用此来判断地质过程中蛇纹石化作用的温度。关于蛇纹石化过程中的碳酸盐化仍值得进一步关注。 相似文献
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碳酸盐矿物是火山岩储层内重要的矿物成分,长岭断陷火山岩储层内的自生碳酸盐矿物主要是方解石.本文通过对营城组储层内方解石矿物的碳氧同位素特征分析,探讨储层内碳酸盐矿物成因.研究表明,长岭断陷火山岩储层内方解石δ13 CV-PDB值范围为-12.7‰～0.4‰,δ18OV-SMOw值范围为3.8‰～12‰,具有高δ18O值.与方解石平衡的CO2碳同位素计算值范围较宽,为-16.0‰～2.2‰,表明其形成物质的多源性.在δ18 O-δ13C图解中显示,形成碳酸盐矿物的CO2来源于幔源-岩浆无机成因的CO2和有机质演化过程中产生的CO2,以无机成因CO2源为主.这些无机成因CO2、有机成因CO2和沉积有机质热演化产生的有机酸溶于流体,形成酸性流体.火山岩储层中碳酸盐矿物的形成实质就是这种酸性流体与储层围岩反应的结果. 相似文献
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CO2矿物捕获是指将大气中排放的CO2气注入到地下深部的含水层、油气田等渗透性储层中,通过一系列物理、化学反应,最终将CO2气以碳酸盐矿物的形式“固结”在岩石中。火山碎屑岩具有铁、镁离子含量高且容易释放及分布广泛等特点,是有前途的矿物捕获岩石类型。塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中发育大量的片钠铝石特征矿物,进一步证实了火山碎屑岩的矿物捕获能力。在火山碎屑岩中,CO2注入之后形成的矿物有片钠铝石、铁方解石、铁白云石等碳酸盐矿物,碳酸盐总量高达30%,说明CO2矿物捕获的能力较大。 相似文献
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盐水层温室气体地质埋存机理及潜力计算方法评价 总被引：4，自引：1，他引：3
针对盐水层CO2地质埋存评价要求,提出了盐水层CO2埋存机理以及埋存潜力计算方法。CO2在盐水层中的埋存机理包括水力圈闭、残余气圈闭、溶解埋存和矿物埋存等4种基本方式。水力圈闭是CO2向上运动到达致密隔层受到遮挡后,在地质体中聚集,形成CO2气相埋存;残余气圈闭是由于驱替和吸吮相渗滞后现象存在,部分CO2以残余气形式被圈闭;溶解埋存是CO2溶解在水中,与水中的钙、镁、铁等离子发生反应生成碳酸盐矿物,实现CO2圈闭;矿物埋存是CO2与储层岩石发生缓慢的化学反应,形成碳酸盐矿物或HCO3-实现CO2封存。各种埋存方式随埋存时间不同,发挥的作用不一样,埋存安全性级别各不相同。埋存潜力只由残余气圈闭和溶解圈闭两部分构成。在此基础上,提出了埋存潜力计算公式及参数确定方法。埋存机理及潜力计算方法的提出为盐水层目标区CO2地质埋存评价提供了方法基础。 相似文献
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微生物促进碳酸盐矿化机理的研究对于全球碳循环和土壤的形成与演化等科学问题具有重要的意义。为了探究细菌胞外碳酸酐酶（CA）在碳酸盐矿化过程中所起的作用,本文采用硫酸铵析出蛋白质和Tris-H2SO4缓冲液溶解蛋白质的方法提取MF-2菌株分泌的胞外CA,将其添加于一水乙酸钙—胰蛋白胨（不含碳酸根）体系中并进行了120 h的化学实验。同时设置一组不含CA的对照实验。实验结束后用离心法将固相和液相分离。利用X-射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM/EDS）对沉淀物的矿物成分、元素组成和形态进行了研究,利用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测定了溶液中的Ca2+浓度。实验结果表明:（1）在节杆菌属MF-2菌株胞外CA作用下形成了肉眼可见的沉淀物,其重量随着反应时间的延长而逐渐增大,而溶液中钙离子浓度随着反应时间的延长而逐渐降低。用双氧水（30%）处理的结果显示,碳酸盐矿物是沉淀物的主要组分。对照实验形成的沉淀物明显少于CA实验,而且其主要由有机物质组成。这充分地说明,MF-2菌株胞外CA可以显著地促进碳酸盐矿物沉淀。（2）在有胞外CA参与的实验早期（第48 h之前）,未形成任何结晶态物质;在实验的中后期,形成的矿物以方解石为主,含少量或不含球霰石。这明显不同于MF-2菌株的培养实验。在后一种情况下仅形成球霰石一种矿物。（3）胞外CA作用下形成的矿物形态包括菱面体形、球形和半球形,其中菱面体形矿物占主导地位。这也有别于MF-2菌株的培养实验（以球状和碗状为主）。对多张SEM照片进行的统计结果显示,菱面体形矿物所占比例有随着反应时间的延长而逐渐降低的趋势（即球形和半球形所占比例逐渐升高）,从第48 h的接近100%降低至第120 h的84%。（4）MF-2菌株胞外CA促进碳酸钙沉淀的主要机制是其加速CO2的水化反应,参与反应的CO2可能主要源于空气。 相似文献
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为了查明火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的分布特征及对储层物性的影响,以海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩为研究对象,调查火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的类型,并通过统计50余口探井的碳酸盐含量及储层物性数据,探讨其分布特征及对储层物性的影响。结果表明：海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物主要为方解石和白云石,其次为菱铁矿、片钠铝石和铁白云石;纵向上随着埋藏深度增加出现两个碳酸盐含量高值带,分别出现在1 500～1 900m和2 200～2 700m深度,前者主要为以胶结作用为主的连生方解石和显晶方解石及菱铁矿,后者主要为以交代作用为主的晚期方解石、白云石、铁白云石和片钠铝石;湖底扇等分选较差的沉积相为碳酸盐矿物发育的有利相带,扇-辫状河三角洲相为次有利相带;靠近德尔布干深大断裂的井碳酸盐含量要高于远离该断裂的井,且在该断裂附近的德2、德6和德8等井中见片钠铝石自生矿物,这主要因为断层是CO2逸散的通道,断层处的富CO2流体能够与围岩反应生成碳酸盐矿物;熔结凝灰岩和凝灰岩中的碳酸盐矿物含量要高于沉凝灰岩、凝灰质砂岩及普通砂岩,这主要因为火山岩及火山碎屑物质中金属离子含量高,易于释放,从而结合CO23-形成碳酸盐矿物;贝尔凹陷内储层孔隙度和渗透率等参数与碳酸盐含量呈负相关关系,说明碳酸盐含量对储层物性主要起破坏作用。 相似文献
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Kosice矿床是斯洛伐克第二大的菱镁矿床(150Mt),位于Gemeric的东部。其镁质碳酸盐矿体赋存于石炭纪石灰石和含白云石的石灰石中,同时下盘黑色片岩中也含有被铁质碳酸盐交代的薄层碳酸盐透镜体。在华力西期造山运动(M1)中,古生代岩石受到了低级变质作用(绿泥石带)。镁交代作用始于白云岩1的结晶作用,其后形成菱镁矿,最终沿裂隙形成铁菱镁矿。铁质碳酸盐包括早期铁白云石-白云石,铁白云石和后期含方解石和石英的菱铁矿。根据碳酸盐矿物对地质温度计,白云石1结晶作用发生在300~340℃。这一结果与M1的变质矿物组合(绿泥石,白云母-伊利石)吻合。铁白云石的结晶作用发生在320~370℃.少量细脉中可见白云石2,绿泥石和伊利石-多硅白云母,它们是由于阿尔卑斯期造山运动M2变质作用形成的更晚的矿物组合。 菱镁矿的流体包裹体(FI)研究,显示存在不同成分的热卤水,卤水成分变化相当于NaCl含量21~42wt％,但其它成分的盐含量高于NaCl,溶解的CO2含量也有变化。两相包裹体均一温度(Th)的范围为164~217℃,含石盐子晶包裹体均一温度的范围为217~344℃。富CO2包裹体(盐度相当于NaCl含量1-22wt％,CO2的密度为0.28~0.77 g·cm-3,均一温度为289~344℃)在菱镁矿中是次要的,但这种包裹体在与矿石伴生的石英中是主要的,并且与含石盐 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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为了探究培养方式（振荡和静置） 对细菌诱导形成的碳酸盐矿物种类和形态的影响,本文在B4培养基中分别对蜡状
芽孢杆菌（GW-1菌株）、赖氨酸芽孢杆菌（GW-2菌株） 和微杆菌（GW-3菌株） 三种细菌进行了为期40天的振荡培养实验
及相应的无菌对照实验,重点利用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对矿物成分和形态进行了测定和观察,并将观测结
果与静置条件下的结果进行了对比。结果表明：（1） 三种细菌均具有促进碳酸盐矿物沉淀的功能,但能力有所不同,从大
到小的顺序为GW-2＞GW-1＞GW-3;（2） 在振荡和静置两种培养方式下,GW-1和GW-2菌株诱导形成的矿物均为方解石,
而GW-3菌株诱导形成的矿物均为球霰石。这说明细菌种类是影响矿物相的重要因素,培养方式对矿物相无明显的影响;
（3） 对于GW-1和GW-2菌株,其在振荡培养条件下诱导形成的矿物形态呈现多样化,而在静置培养条件下形成的矿物形态
则比较单一。对于GW-3菌株,其诱导形成的矿物均为球形,与培养方式无关。 相似文献
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彭州地区是＂5.12＂地震灾区,其震后的水文地球化学特征还未有相关研究,本文利用以热力学为基础的水文地球化学平衡理论与方法对彭州通济地区震后浅层地下水化学特征及其形成进行了分析,为研究地震对浅层地下水的影响提供基础信息。分析表明：研究区水化学场受到地形地貌的控制,水化学类型以HCO3--Ca型为主;HCO3-、Ca2＋普遍含量较高,CO2分压控制碳酸盐的溶解度及水中的pH值;其浅层地下水相对于石英处于过饱和状态,相对于非晶质SiO2处于未饱和状态,CO2气体参与硅酸盐矿物水解,产生可溶SiO2;矿物溶解及与水中化学组分平衡的非硅铝酸盐矿物主要为方解石,硅铝酸盐矿物主要为长石,其次是高岭石、蒙脱石。水化学平衡理论与方法可以较好的用于研究地下水所处的水文地球化学环境以及判断SiO2的来源和矿物溶解过程。 相似文献
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<正> 蚀变碳酸盐(△C)是油气藏中低分子量烃类气体运移至地表后氧化形成的特殊碳酸盐,它呈胶结物形式存在于硅铝酸盐裂隙或晶格间,稳定且不易淋滤。在油气藏的上方近地表土壤中,普遍发育△C 相似文献
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碳酸盐倒退溶解模式的化学热力学基础——与H_2S有关的溶解介质及其与CO_2的对比 总被引：1，自引：1，他引：0
以化学热力学中的吉布斯自由能增量为基础,计算了与H2S(g)/ H2S(aq) /HS-/ H+/S2-系统有关反应在不同温度下的平衡常数,同时根据方解石和白云石在酸性条件下的溶解过程,获得了这两种碳酸盐矿物溶解过程中地层中流体pH值与PCO2、地层压力和埋藏深度的关系。在此基础上,对比了从地表到深埋藏的温度和压力条件下,与CO2和H2S有关的酸性介质对流体\[H+\]贡献的差异性,以及对于碳酸盐溶解作用的差异性。计算结果表明:1）无论以CO2还是以H2S作为溶解介质,温度增加和（或）PCO2增加,都会造成方解石和白云石溶解所需要的\[H+\]增加,在深埋藏相对高温和高压条件下,高PCO2条件会使得碳酸盐矿物的溶解更加困难,如果\[H+\]受到缓冲,CO2的增加不仅不能造成碳酸盐矿物的溶解,反而会造成碳酸盐矿物的沉淀;2）无论在何种酸性介质中,碳酸盐矿物的倒退溶解模式在化学上都是成立的,低温的成岩环境,深部地层中高温流体的向上运移、构造抬升所造成的温度降低（-ΔT）都会提高H2S和（或）CO2流体（也包括其它酸性介质）对碳酸盐矿物溶解能力;3）在地表和近地表条件下（几百米深度范围内）,在同时存在CO2和H2S的环境中,CO2对应酸的电离提供的\[H+\]略多于H2S对应酸的电离,与CO2有关的酸性流体对碳酸盐矿物溶解相对重要,而在深埋藏条件下、尤其是深度大于4 000 m的深埋藏地层中,H2S对应酸的电离提供的\[H+\]显著大于CO2,其对碳酸盐矿物的溶解更为重要,在存在硫酸盐还原作用的深埋藏地层中,碳酸盐的深部溶解作用会更为发育,这可能是川东北地区深埋藏条件下次生孔隙发育的重要原因之一。 相似文献
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为了探讨细菌作用下碳酸盐矿物的形成机理,本文对分离自土壤的一株柠檬酸杆菌GW-M菌株进行了为期165d的培养 实验。利用X-射线衍射技术对沉淀物的矿物成分进行了测定,利用扫描电子显微镜对沉淀物的形态进行了系统的观察。结果 表明,GW-M菌株诱导形成的碳酸盐矿物（方解石和单水碳钙石）具有多种形态共存并以球状为主的特点,而无菌对照实验产 物中的矿物形态则比较单一。在GW-M菌株的作用下,通过以下三条途径均可能形成球状矿物：（1）单个哑铃→两端生长→ 球;（2）两个交叉的哑铃→两个哑铃的两端各自生长→球;（3）三个交叉的哑铃→三个哑铃的两端各自生长→球。 相似文献
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Citrobacter freundii 作用下球状碳酸盐矿物的形态演化过程研究 总被引：3，自引：1，他引：2
不少微生物都具有形成球状碳酸盐矿物的能力。对形成过程的动态跟踪研究是了解球状碳酸盐矿物形成机理的关键。利用光学显微镜和电子显微镜对Citrobacter freundii作用下球状碳酸盐矿物的形成过程进行了跟踪研究。结果表明,纳米晶体在有机物质的包裹下逐渐聚集,最终生长为具有辐射状内部结构和菱形表面纹理的球状构造。在球状构造形成之前,矿物集合体经历了花形、哑铃形、花菜形、纺锤形以及类似于十字形的多种过渡形态。对最初、过渡和最终形态进行总结,有助于理解微生物作用下的球状碳酸盐矿物形成机理,为识别微生物活动在沉积环境中遗留的痕迹提供更多有用的信息。以往的研究极少涉及Citrobacter freundii诱导碳酸盐矿物的形成。研究结果将丰富微生物促进球状碳酸盐矿化的研究内容。 相似文献
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梭菌对含镁方解石形态的控制及其可能机理 总被引：1，自引：0，他引：1
在 Mg/Ca 摩尔比为 4∶1 的 Lagoa Vermelha 培养基中对一株分离自青海湖底沉积物的梭菌 SN-1（Clostridium sp.）进行了为期 55 d 的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用扫描电子显微镜对沉淀物进行了系统的观察,用 X- 射线衍射仪对沉淀物的矿物成分进行了测定。结果表明：（1）SN-1 可以促进特殊形态含镁方解石的形成,而无菌对照实验产物中仅见不规则状的碳酸盐矿物;（2）特殊形态的含镁方解石可能是在细菌表面成核和生长的结果,它们的演化趋势是（杆状）→哑铃形→花菜状→球形。作者认为这是因为梭菌两端的带负电基团比菌体中间丰富,易聚集更多的 Ca2+和 Mg2+,Ca2+和 Mg2+离子作为“阳离子桥”吸引 CO32-,其结果是两端的晶体生长相对较快、中间生长相对较慢,进而形成哑铃形含镁方解石;“哑铃”继续生长,其两端会长成两个“花菜”或半球;若两个半球相接并闭合则发展为球状矿物。 相似文献