【摘要】：經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求量越來越大,其中煤炭資源的使用占60%,造成二氧化碳的排放量急劇增長。目前處理二氧化碳最有效的方法是將二氧化碳封存與提高采收率相結(jié)合,不僅能夠解決環(huán)境問題,而且還能帶來巨大的商業(yè)價值。二氧化碳封存過程中的超臨界二氧化碳-水-巖作用機理是當前研究的核心目標之一,結(jié)合實驗和數(shù)值模擬的方法全面分析二氧化碳封存過程中的水巖反應(yīng),對二氧化碳長期、高效封存具有一定的指導意義。本文在開展二氧化碳封存實驗和超臨界二氧化碳-鹽水相滲實驗的基礎(chǔ)上,利用TOUGHREACT軟件對水巖反應(yīng)進行數(shù)值模擬。主要進行以下研究:(1)基于二氧化碳封存機理,設(shè)計、開展二氧化碳-水-巖封存實驗,對不同封存時間下的巖心進行X射線衍射實驗,分析礦物成分隨時間的變化趨勢,以及二氧化碳封存反應(yīng)過程與時間的關(guān)系。實驗發(fā)現(xiàn),礦物封存主要作用的礦物成分為方解石、白云石和黏土礦物,且方解石、白云石、黏土含量隨時間呈線性變化趨勢。(2)采用非穩(wěn)態(tài)法分別開展了不同滲透率、圍壓和驅(qū)替壓力下的超臨界二氧化碳-鹽水相滲實驗研究,分析討論滲透率、圍壓和驅(qū)替壓力對超臨界二氧化碳-鹽水相對滲透率曲線特征的影響。(3)結(jié)合封存實驗結(jié)果和相滲實驗數(shù)據(jù),以鄂爾多斯盆地劉家溝組儲層為研究對象,采用TOUGHREACT數(shù)值模擬軟件EC02N模塊進行數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果表明:a)二氧化碳注入初期,注入點附近的壓力最低、溫度最高,當達到注入時間10年時,壓力達到最大值,注入點附近的溫度達到最低值,此后壓力和溫度變化幅度很小;b)鉀長石變化極其微小,斜長石、白云石含量隨封存時間的增大而減小,方解石含量隨封存時間的增大而增大;c)Ca2+、Mg2+濃度總體呈增大的趨勢,Na+濃度在二氧化碳注入初期濃度上升很快,封存15年后Na+濃度基本保持不變;K+濃度變化不明顯;d)儲層整體的孔隙度隨時間的變化不斷增大,時間越長變化越不明顯;e)實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果存在一定的差異性,原因在于與模擬時間相比,實驗時間較短,未達到礦物的溶解沉淀平衡狀態(tài)。本文所取得的認識對二氧化碳封存的長期水巖反應(yīng)有著一定的理論指導意義,同時也對其它二氧化碳地質(zhì)封存地區(qū)分析評價有一定的參考價值。
【圖文】：

圖１－２技術(shù)路線圖逡逑注：ＳｃＣ0２表不超臨界＾？氧化碳逡逑

圖２－１二氧化碳封存機理不同作用時間逡逑就封存的安全性和貢獻度而言，，隨著時間尺度的增大，二氧化碳地質(zhì)封存的安全性逡逑也越來越大（圖２－２）
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE312

【參考文獻】

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本文編號：2663857