二氧化碳咸水层封存条件矿物溶解与沉淀化学反应建模与参数取值综述

作者：刘思楠; 张力为^*; 苏学斌; 王燕; 赵立信; 甘满光; 付晓娟; 李小春

来源：水利水电技术(中英文), 2020, 51(11): 13-22.

DOI：10.13928/j.cnki.wrahe.2020.11.002

• 二氧化碳地质封存
• 矿物溶解和沉淀
• 平衡常数
• 速率常数
• 比表面积
• 不确定性分析
• 气候变化
• 人类活动

CO2地质封存是世界范围内减少CO2排放量,缓解温室效应的重要手段。深部咸水层分布广泛且CO2封存潜力大,是最具潜力的CO2封存场所。因开展CO2地质封存条件下CO2与储层岩石相互作用的试验成本高昂且持续时间短,数值模拟成为研究CO2长期封存过程CO2储层岩石物理和化学性质演化的重要手段。CO2和储层岩石化学反应的数值模型主要模拟饱含CO2咸水溶液与储层岩石中含有的矿物发生反应,导致矿物溶解和沉淀的过程,而矿物的溶解和沉淀会影响储层岩石孔隙率和渗透率。数值模拟建模过程中矿物热力学和动力学参数的取值差异,导致矿物溶解和沉淀速率的差异,加大了地球化学模拟结果的不确定性。对重要矿物的地球化学反应相关参数(平衡常数、反应速率常数、比表面积)进行了全面总结,指出了相关参数的不确定性是限制数值模拟准确性的决定因素。

• 单位
  核工业北京化工冶金研究院; 中国科学院武汉岩土力学研究所; 中国科学院大学; 岩土力学与工程国家重点实验室