CO2纯度对咸水层碳封存过程中残余水的影响

作者：胡智凯; 李铱^*; 索瑞厅; 刁玉杰; 李琦; 马鑫

来源：高校地质学报, 2023, 29(01): 57-65.

DOI：10.16108/j.issn1006-7493.2022061

• CO2地质封存
• 深部咸水含水层
• 残余水饱和度
• CO2纯度

CO2在地下深部咸水含水层的封存过程中，岩石孔隙内形成的残余水对CO2可注入性、封存量及安全性都有负面影响，因此深入探究各因素影响下残余水的形成演化具有重要意义。文章利用取自鄂尔多斯盆地深部储层的天然岩心，在40℃和8 MPa的实验条件下利用3种纯度的CO2(99.999%CO2、75%CO2+25%N2以及50%CO2+25%N2)进行饱水岩心驱替实验，以探究CO2纯度对残余水的影响。实验表明，在3种CO2纯度下的岩心驱替实验中，达到突破点和排水终点所需时间排序均为：99.999%CO2<75%CO2+25%N2<50%CO2+50%N2；不可再降残余水饱和度大小排序为：99.999%CO2<75%CO2+25%N2<50%CO2+25%N2。分析发现，CO2纯度变化会导致界面张力、湿润性以及黏度比等两相流系统重要性质的变化。通过对LogCa-LogM驱替稳定性图进行分析，确定了毛细力是影响本实验结果的主导因素。研究结果对不同条件下残余水饱和度的预测以及CO2封存量的评价等方面有重要价值。

• 单位
  中国地质调查局水文地质环境地质调查中心; 中国科学院武汉岩土力学研究所; 岩土力学与工程国家重点实验室; 建筑工程学院; 天津大学