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吴 潇,刘润昌
WU Xiao, LIU Runchang
摘要: 在实现中国双碳目标过程中,咸水层封存CO2 是一个重要途径。我国西南地区咸水层资源丰富,CO2 封存潜 力巨大,而现阶段咸水层封存CO2 所引起的储层特征变化主要局限于岩石的宏观阶段,缺乏从微观尺度对CO2-水- 岩反应前后岩石的孔隙结构特征变化进行表征。以四川盆地川中磨溪地区嘉陵江组二段碳酸盐岩咸水层为例,通过 室内模拟地层温压条件(压力69 MPa、温度97 ℃),开展20 组CO2-水-岩相互作用实验,利用X 射线衍射、核磁 共振、扫描电子显微镜、计算机断层扫描等分析手段,深入探究CO2 作用下碳酸盐岩物性和孔喉结构的演变特征。 研究结果表明:随着反应的进行,岩石中黏土矿物、石英等物质占比逐渐增加,长石类矿物的质量分数显著减少, 方解石的质量分数先减小后增大,而白云石的质量分数则呈现先升高后降低的趋势。矿物的溶蚀作用改变了碳酸盐 岩的孔喉结构,孔隙间连通性增强,孔喉半径增大,孔隙度和渗透率增加,进而增大了储层的孔隙空间。且CO2 体 积分数越高,碳酸盐岩的物性和孔喉结构的变化越显著。纯CO2 作用下,碳酸盐岩反应50 d 后,其孔隙度和渗透率 分别增大了18.64%和522.03%。该研究通过揭示CO2-水-岩反应对碳酸盐岩孔渗性及矿物组成的显著影响,为咸水 层封存CO2 提供了宝贵的数据支持。