CO2地质封存中碳酸盐岩溶蚀效率影响因素研究

随着全球工业化进程的加速推进,化石燃料的广泛应用导致大气中二氧化碳(CO2)排放量的急剧增加,进而加剧了全球气候变化的问题。在此背景下,CO2捕集与封存(CCS)技术因其对减缓气候变化、实现碳中和目标的关键作用而备受关注。作为CCS技术的关键环节之一,CO2地质封存中碳酸盐岩溶蚀的效率直接影响着CO2的长期封存效果。本研究旨在深入探讨CO2地质封存中碳酸盐岩溶蚀效率的影响因素,以期为提高CO2封存效率和确保封存长期稳定性提供科学依据和技术支持。本文详细介绍了CO2地质封存的多种方案,并分析了各自的优缺点。随后,论文深入探讨了碳酸盐岩溶蚀的动力学过程和速率规律,包括表面溶蚀、体积溶蚀和溶孔扩张,并讨论了影响这些过程的因素,如地质条件、物理因素(温度、压力)和化学因素(pH值、溶解度等)。最后,总结了CO2地质封存研究的进展,并强调了了解和控制碳酸盐岩溶蚀效率的影响因素对提高CO2封存效率、确保封存稳定性的重要性。

CO_(2)-水作用下页岩微观孔隙结构变化特征

为明确注CO_(2)提高页岩气开采过程中CO_(2)与水作用后对页岩微观孔隙结构的影响,采用X射线衍射、低温N_(2)吸附和低场核磁共振等实验方法,研究了原始页岩及纯盐水、注入压力为6和12 MPa的CO_(2)水溶液浸泡后页岩的矿物组成、孔径分布和微观孔隙结构变化特征,并结合分形理论,获取了孔表面和孔体积的分形特征,明确了页岩中吸附孔隙和渗流孔隙的变化特征。结果表明:CO_(2)水溶液浸泡后,页岩中石英含量增大,黏土矿物和碳酸盐含量降低;随着CO_(2)注入压力的增加,微孔比表面积和总比表面积减小,平均孔径、核磁孔隙度和大孔孔体积比例增大,表明在CO_(2)水溶液的溶解作用下微孔和介孔逐渐向大孔转化;低温N2吸附和核磁共振(NMR)获得的分形维数均随CO_(2)注入压力的增加逐渐降低,表明页岩在CO_(2)水溶液浸泡后孔隙结构的非均质性和复杂性降低;孔表面分形维数DL1、DN1和孔体积分形维数DL2、DN2与总比表面积和总孔质量体积呈正相关性,这2个指标可分别用于表征页岩中的吸附孔隙和渗流孔隙特征,能够有效评价页岩气体吸附与渗流能力。研究成果为注CO_(2)高效开发页岩气提供了参考和依据。

页岩气水平井水力压裂过程中套管变形影响因素研究

自2012年我国开始进行大规模的页岩气商用开发活动以来,在页岩气水平井水力压裂过程中,套管变形问题频繁发生。尽管目前学者对其中机理进行了深入研究,但仍有很多问题亟待解决。本文在现有文献的基础上,对套管变形相关的研究现状进行了总结分析。结果表明,四川盆地页岩气开发中的套管变形率高于其他地方,且以剪切变形为主。影响页岩气水平井套管变形的主要因素有套管抗挤强度减弱、地质因素、水泥环质量、压裂施工参数等。本研究可为页岩气水平井水力压裂过程中套管变形的防治提供一定的参考。