高含水油藏CO_(2)人工气顶驱油-封存适宜条件研究

针对水驱油藏开发进入高含水阶段后,剩余油常富集在构造高部位或厚油层顶部,井网控制不到的问题,利用油藏自身特点注CO_(2)形成气顶驱,可有效改善开发效果并实现CO_(2)封存,但什么样的油藏适宜开展气顶驱尚待研究。通过剖析典型高含水油藏CO_(2)气顶驱见效特征,分析气顶驱油过程中油气界面移动规律,结合数值模拟、物理模拟,以提高采收率幅度、换油率、到达极限气油比时间、存气率等为主要评价标准,研究地层倾角、原油密度、黏度、油藏封闭性、渗透率、水动力强弱等相关参数对CO_(2)气顶驱油-封存效果的影响。按照到达极限气油比时提高采收率的幅度大小,评价各参数对驱油--封存效果的影响程度,确定高含水期油藏的CO_(2)气顶驱油-封存筛选条件主要受油藏封闭性、地层倾角、原油黏度、油层渗透率及厚度影响,为拓展CO_(2)驱应用范围提供了依据。

基于三维点云计算的CO_(2)-水-岩反应程度量化表征方法

CO_(2)地质封存是减少大气中CO_(2)排放,降低温室效应的重要途径,CO_(2)注入含水地层中时,CO_(2)-水-岩反应可能引起岩石矿物的侵蚀,对CO_(2)地质封存安全性产生显著影响。在室内实验中,通过表征岩石表面的形貌特征可以有效地评估CO_(2)-水-岩反应程度,为CO_(2)地质封存的安全性评估提供科学依据。通过三维点云计算可以精确量化地表征CO_(2)-水-岩反应程度,这种方法首先运用三维激光扫描技术,构建岩石表面的三维模型,确定CO_(2)-水处理前岩石表面三维模型的基准面,并基于处理前的均方根粗糙度确定处理后岩石表面三维模型的基准面。基于三维模型点云信息,提出了两种不同的体积计算新方法,并通过对规则模型体积的计算比较了两种计算方法的准确性与适用性,可根据实际情况选择两种计算方法量化表征CO_(2)-水处理前后岩石表面的侵蚀体积。最后,以陕西省咸阳市某煤矿煤样为例,开展了CO_(2)-水-岩反应模拟试验,验证了计算的可行性。试验结果表明:该文提出的侵蚀体积计算方法可有效地量化表征CO_(2)-水-岩反应程度,CO_(2)-水处理后岩石表面不同区域的侵蚀差异性明显,岩石表面的侵蚀体积与均方根粗糙度之间存在显著的正比关系,随着均方根粗糙度的增大,侵蚀体积也相应上升。

液态CO_(2)-水循环作用下煤体的物理改性规律及增润减尘效应

煤层注水是预防煤矿粉尘危害的主动性、治本性措施,也是防治瓦斯突出、冲击地压等灾害的重要手段之一。但我国大量煤层具有高地应力、低孔隙率、低渗透性的特点,传统方法和技术面临水注入难、注水周期长、煤体假性润湿等瓶颈。为此,利用液态CO_(2)具有的低温冷冻、高渗透性、相变自增压、酸化解堵等优异特性,提出液态CO_(2)-水循环作用致裂增润煤体的新思路,研制了液态CO_(2)循环冷浸试验系统,联合低场核磁共振仪研究了液态CO_(2)-水循环作用对煤孔隙结构的影响规律,联用电液伺服压力实验机探究了循环作用对煤体力学特性的改变机理,运用截齿破碎煤岩产尘试验系统研究了循环作用后煤体破碎过程的产尘特性。结果表明:液态CO_(2)-水循环作用使煤体有效孔隙度(φ_(NF))增加,增幅与循环作用次数呈正相关,煤体内部束缚流体变少,自由流体增多,T2截止值(T_(2cutoff))随之降低,结合分形理论发现基于渗流孔隙的分形维数Ds具有明显的分形特征,煤体原生孔隙经历了“扩容”的过程,微裂隙与原始裂隙形成贯通,循环作用增强了有效渗流通道连通性,优化了煤的孔隙网络与渗流条件。随着循环次数的增加,煤的最大应力σ_(c)呈指数衰减至4.93 MPa,应变ε_(c)线性增加至2.29×10^(-2),煤的抗压强度减弱,变形能力增加,循环作用改变了煤基质间联结状态,产生的冻胀力对煤体施加挤压作用加剧了裂隙的扩展,脆性指数B5最大降幅为34.71%,显著减弱了煤体脆性,具有了更好的抗动载荷或冲击能力;煤体对外加能量的存储能力弱化,改变了煤在截割过程中的破坏形式,试验条件下煤体破碎过程全尘产尘率降低了74%,呼吸性粉尘占比下降至2%,大幅减弱了粉尘危害性。

采空区碳封存条件下CO_(2)-水界面特性及溶解传质规律

采空区CO_(2)封存作为解决煤炭行业碳排放难题的重要负碳技术储备,在采空区废弃资源二次利用、CO_(2)封存等方面具有广泛的应用前景。利用原位界面张力测定仪开展了不同温压、地层水矿化度及阳离子溶液类型对CO_(2)地层水系统的界面张力(IFT)影响规律实验,明晰了CO_(2)注入含水碎胀煤岩体中的气液界面扩散效应,并将基于统计缔合理论结合兰纳−琼斯势能模型的状态方程(SAFT-LJ状态方程)与密度梯度理论(DGT)结合预测了IFT理论值;利用自主研发的地质封存地化反应模拟实验平台对相同条件下的CO_(2)溶解性进行了探究实验,得到了采空区储层环境下CO_(2)溶解度变化特征,采用D-S模型计算了对应CO_(2)溶解度理论值。实验结果表明:环境温度一定时,采空区储层压力与IFT呈线性负相关关系,储层温度升高,IFT相应增加,但变化幅度较小;温压条件一定时,矿化度与IFT存在正相关性,且在本实验范围内,低压、高温、高矿化度会促使IFT升高;CO_(2)−盐溶液之间的IFT呈现出随着阳离子价态升高而增大的现象(K^(+)<Na^(+)<Ca^(2+)<Mg^(2+));采空区储层压力与CO_(2)溶解度呈正相关关系,当温度为25℃、纯水条件下,压力由0.5 MPa增至2.5 MPa,对应CO_(2)溶解度由0.1627 mol/kg升至0.7141 mol/kg;CO_(2)溶解度随着温度与矿化度的升高而降低;相同质量分数下,一价阳离子溶液(NaCl、KCl)比二价阳离子溶液(CaCl_(2)、MgCl_(2))可溶解更多的CO_(2)。注入采空区中的游离相CO_(2)克服界面张力通过扩散溶解传质作用打破了采空区地层的地球化学平衡,通过明确环境温压条件、采空区水环境对IFT及CO_(2)溶解度的影响规律,阐明CO_(2)地层水气液界面效应及溶解传质机理,以期为采空区CO_(2)封存安全性及封存量评估提供理论基础。

CO_(2)-水作用对层状页岩拉伸破坏影响的微观损伤研究

CO_(2)压裂页岩储层时CO_(2)−水作用损伤页岩微观结构,改变拉伸破坏特征与裂缝扩展模式。为研究CO_(2)−水影响层状页岩拉伸破坏的微观损伤原因,设计了矿物含量测定、扫描电镜观察与巴西劈裂试验,对CO_(2)−水作用前后龙马溪与长7段页岩试件的微观损伤、破坏特征与裂缝扩展进行研究。结果表明:CO_(2)−水对层理的微观损伤作用较基质显著,层理黏土矿物脱水而体积减小,有机质被萃取收缩,纹层内产生沿层理分布的大尺寸(长度为10~30μm,开度为1~5μm)微裂缝,基质碳酸盐、长石等矿物被溶蚀,产生随机分布的小尺寸(长度小于1μm,开度小于0.5μm)微裂纹;CO_(2)−水作用后页岩抗拉强度降低且各向异性增强,破坏模式变为拉剪混合破坏,垂直层理加载试件的剪切作用更强;CO_(2)−水作用后层理对裂缝扩展的影响更大,垂直层理加载裂缝延伸被层理限制,裂缝沿层理方向水平扩展,平行加载裂缝扩展轨迹受层理约束,裂缝仅在层理扩展。

超临界CO_(2)萃取-气相色谱-质谱分析植物精油成分——仪器分析综合实验教学改革

气相色谱-质谱分析植物精油成分是我院“现代化学实验与技术(仪器分析部分)”的本科综合实验,以往采用水蒸气蒸馏法提取植物精油,存在提取率低、溶剂残留、工艺时间长等问题。超临界CO_(2)萃取是先进的绿色萃取技术,对于天然产物中有效成分提取有较大优势。本实验通过超临界CO_(2)萃取提取柑橘精油,并与传统水蒸气蒸馏法比较,共提取精油成分106个组分,各类成分相对含量从高到低的顺序是萜烯、醛、酸、酯、酮和醇类,其中萜烯类成分为89.55%。采用超临界CO_(2)萃取技术处理样品,可以让学生了解更多新型样品前处理技术,提高学生的实验技能、研究和创新思维,减少实验时间,减少有毒试剂使用,进行绿色实验教学。

海上低渗油田CO_(2)气水交替驱可行性实验研究

海上L油田属于特低渗透断块油藏,常规水驱开发难度大、注入压力高且储层能量亏空。为有效提高油田开发效果,以海上L油田特低渗透断块油藏为研究对象,开展靶区CO_(2)驱油机制、CO_(2)气水交替驱注入参数优化和CO_(2)气水交替驱效果评价研究,为目标油田CO_(2)驱可行性提供依据。结果表明,气水交替驱较水驱可提高采收率6.48%,CO_(2)气水交替驱最佳气液比为1∶1,最佳注气速度为1.0 mL/min,交替段塞大小为0.3 PV。该研究对海上L特低渗油田开发具有重要的指导意义。

基于气−水两相流的注热CO_(2)增产CH_(4)数值模拟研究

注CO_(2)增产煤层气技术(CO_(2)−ECBM)可以降低温室气体排放,具有清洁能源生产和环境保护的功能。为研究气−水两相流条件下,在含水煤层中注CO_(2)增产CH_(4)的排采规律以及不同初始含水饱和度、不同CO_(2)注入条件对CH_(4)产量、CO_(2)储存和储层渗透率的影响,构建了竞争吸附、温度变化、煤体变形以及水运移的流−固−热耦合模型,通过与现场数据、已有试验以及现有模型的数值解结果,对比证明了模型有较高的准确性并对模型的优势做出具体阐述,随后利用COMSOL开展了CO_(2)−ECBM数值模拟。结果表明:注CO_(2)可以提升CH_(4)产气速率和产气量,这表明了注CO_(2)增产的可行性。随着CO_(2)持续注入,储层CH_(4)浓度降低,CO_(2)浓度升高,注气井附近温度升高,生产井附近温度降低且从注气井到生产井的温度缓慢下降;注气抽采期间,水相相对渗透率逐渐减小,气相相对渗透率逐渐增大。由于有效应力、基质收缩/膨胀共同作用,储层渗透率呈现“降低—升高—降低”的趋势;煤层初始含水饱和度越大,CH_(4)产量越低,渗透率下降幅度越小。累计CH_(4)产量最大下降15.19%,忽略煤层中水的影响会高估CH_(4)产量,在进行数值模拟时要考虑煤层水的影响;CO_(2)注入温度与注入压力越大,CH_(4)产量越大,渗透率下降幅度越大。累计CH_(4)产量分别增加13.27%、39.77%,渗透率分别下降20.4%、46.14%,提高CO_(2)注入温度和注入压力有利于提高CH_(4)产量。

基于浮标观测的春季青岛近岸海水pCO_(2)变化及海-气CO_(2)通量研究

利用海-气界面浮标观测得到的高频数据,分析了春季青岛近岸海域海表二氧化碳分压(pCO_(2))的变化规律及驱动因素,并对海-气CO_(2)通量进行了估算。观测期间该海域由大气的碳汇转变为碳源,主要是由海表pCO_(2)的不断增长所致。对海表pCO_(2)控制因素进行分析,发现温度升高是pCO_(2)增长的主要驱动因素,生物过程起到一定的抑制作用。海表pCO_(2)呈现出日变化特征,温度和生物因素对海表pCO_(2)日变化的作用均与太阳辐射相关,但两者的作用相反。此外,分析发现浮标的不同采样频率会对海-气CO_(2)通量估算产生影响,缩短采样间隔能有效降低海-气CO_(2)通量估算的偏差,提高估算的准确性。

高含CO_(2)凝析气藏成藏过程中的流体相行为及油环体积预测

成藏后期的CO_(2)充注导致里贝拉区块高含CO_(2)次生凝析气藏的流体相行为十分复杂,油环体积预测难度很大。本文通过流体相平衡模拟、组分梯度分布计算及CO_(2)充注可视化实验,刻画了CO_(2)充注过程中的油气相行为,揭示了油环体积的动态变化规律,建立了基于气顶气组分拟合的高含CO_(2)次生凝析气藏油环体积预测新方法。研究结果表明:1)CO_(2)充注下的油环体积变化分为4个阶段:充注初期,油环以溶胀为主;充注前期,CO_(2)不断置换并萃取油相中的轻质组分,油环体积迅速降低;充注中期,CO_(2)持续萃取油相的轻、中质组分,油环体积缓慢减小;充注后期,CO_(2)-原油组分传质作用明显减弱,压缩效应导致油环体积进一步减小。2)轻质组分的强流动性使气顶气组成均一,重力分异作用使纵向上油环组分呈梯度变化。3)油环体积与气顶气组成和气油比密切相关。4)基于气顶气拟合新方法和不同井深现场勘探预测的油环体积占比分别为19.21%和22.30%,与CO_(2)充注可视化实验获得的油环体积占比(20.60%)较为吻合。

柴达木盆地涩北气田水淹后注CO_(2)驱提高采收率实验分析

青海涩北疏松砂岩气藏埋藏浅、储层疏松、渗透率高、孔隙度大、边水发育,开发初期产量高,见水时间早,气水同产严重,降低了气井产能和气藏采收率。为了提高水淹气藏采收率,根据气藏转变开发方式提高采收率思路,设计了气井见水后注入CO_(2)提高采收率实验流程与方法,开展了水淹气藏注CO_(2)驱提高采收率物理模拟实验,优选了目标区、预测了注CO_(2)生产动态。研究结果表明:①水淹气藏生产过程中注CO_(2)可以有效提高气藏能量,增加渗流能力,驱替、置换采出更多的CH4气体,相比于注气前的生产动态,在相同采出程度下气藏平均压力明显提高;②能够降低水侵速度2.4~6.5倍,有效减小水侵对气井产能的影响,解放储层中大量的水封气;③当CO_(2)在岩样出口突破时,相较见水时采收率可以提高30%左右,随着出口产气中CO_(2)体积占比增加,气驱采收率增值会更高,但增加幅度变缓;④采气速度、CO_(2)注入能量、水体倍数、原始含水饱和度对采收率都有一定影响;⑤气藏工程等效计算目标气藏在不同注采比下,1年期单井注CO_(2)前缘均匀推进距离161~340 m。结论认为,气藏水淹后注CO_(2)可有效提高天然气采收率,实验结果支持了水驱气藏转变开发方式注CO_(2)提高采收率技术的可行性,为水淹气藏的高效开发提供了新的技术路线。

空气中CO_(2)电辅助式光催化高选择性转化的研究

近年来,空气中CO_(2)浓度逐年升高,迫切需要一种技术将空气中低浓度CO_(2)转化为高附加值产品。研究设计了一种具有双池双界面的电辅助光催化系统,并通过聚多巴胺修饰法将Cu负载在二氧化钛纳米阵列(TNTAs)上,在催化过程中部分Cu被氧化成CuO,形成p-n结,在没有牺牲剂和碱性吸收液的条件下,通过电辅助式光催化实现了空气中CO_(2)稳定、高效、高选择性地转化为CO。在+0.8 V电位辅助下,紫外光照射8 h时CO产率达到113.7µmol/(m^(2)·h),是TNTAs[45µmol/(m^(2)·h)]的2.53倍;以8 h为一个循环,5个循环后,CO产率约为第一循环的72.4%。光催化性能的提高归因于Cu的引入增加了光谱的吸收范围,提高了对可见光的利用率,抑制了光生载流子的复合。此外,施加正电位时,电流方向与p-n结的内电场的电流方向相同,进一步促进电子的迁移,电子-空穴对得到更加有效的分离,使复合材料光催化还原CO_(2)的性能进一步提高。本研究推动了光催化技术向实际应用的发展,为碳循环提供了新的见解和支持。

致密油藏CO_(2)驱气窜通道识别方法

吉林油田系统开展CO_(2)捕集、驱油与封存一体化(CCUS)技术研究,在x油田H区块将CO_(2)注入井下地层进行驱油,提高原油采收率的同时实现CO_(2)有效封存。但由于地层非均质性强、各小层渗透率差异大、个别位置存在天然裂缝、砂体厚度变化快等因素,CO_(2)容易沿着优势通道指进,发生跨层气窜与同层见气现象,导致平面波及效果不理想,从而影响驱油效果。针对吉林油田CCUS存在气窜现象、见气方向不明晰的问题,亟需开展行气窜通道识别研究。利用动、静态测井资料及岩心化验分析数据,建立储层分类标准,分析吸水、吸气规律,单层吸水(吸气)量与储层物性和有效厚度正相关。依据储层物性条件以及有效厚度形成注、采井井间连通性分类方法,识别气窜优势通道。通过与H区块CCUS的示踪监测结果对比,具有较好一致性,该方法可以对CO_(2)驱气窜优势通道进行识别,指导封堵、调剖等施工作业,提高采收率,在低、特低渗透率致密油藏具有推广价值。

澜沧江(云南段)水-气界面氧化亚氮释放通量时空分布特征及其影响因素研究

温室气体浓度上升导致全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。氧化亚氮(N_(2)O)作为痕量温室气体,在全球气候变暖过程中扮演着重要的角色。河流和水库被认为是N_(2)O释放的活跃区域,然而目前研究多集中在对单一河流或水库的监测,对大范围河库系统的N_(2)O研究仍相对欠缺。选取澜沧江(云南段)流域作为考察对象,在2022年4月、8月采用悬浮箱采集24个点位的水-气界面的气体样品,并于实验室通过气象色谱仪检测气样氧化亚氮浓度,探究该流域干支流N_(2)O释放通量的时空分布特征;同时,测定了水体水环境参数,解析其时空差异的环境影响因素。结果表明,1)在时间尺度上,澜沧江(云南段)旱季N_(2)O通量均值低于雨季。旱季N_(2)O通量均值为0.10 mg·m^(-2)·d^(-1),雨季为0.18 mg·m^(-2)·d^(-1),其中旱季干流均值为0.11 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.05 mg·m^(-2)·d^(-1);雨季干流均值为0.18 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.15 mg·m^(-2)·d^(-1)。2)在空间尺度上,N_(2)O通量沿程整体呈现释放量递增的趋势。干流N_(2)O通量均值为0.15 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.10 mg·m^(-2)·d^(-1),干流N_(2)O通量高于支流。水库坝上N_(2)O通量均值为0.02 mg·m^(-2)·d^(-1),坝下为0.31 mg·m^(-2)·d^(-1),水库坝下N_(2)O通量值是坝上的15.5倍,水库发电下泄高速水流加速了水-气界面N_(2)O释放。3)澜沧江水-气界面N_(2)O通量与水温(WT)(r=0.341,P=0.009)、氨氮(NH4^(+))(r=0.384,P=0.004)和流速(r=0.283,P=0.026)呈显著正相关关系,与溶解氧(DO)(r=-0.420,P=0.001)呈显著负相关关系,表明在高WT、低DO、高NH4^(+)和高流速条件下有利于N_(2)O产生与释放。研究结果揭示澜沧江(云南段)河库系统氧化亚氮释放通量时空分布特征以及影响因素,为流域温室气体排放评估提供数据支持和科学依据。

太湖水-气界面CO_2交换通量观测研究

基于2003—01～2005—06利用静态箱法对太湖水-气界面CO2交换通量的观测，对太湖水一气界面交换通量的变化特征进行了分析研究．结果表明：太湖水-气界面CO2交换通量存在明显的日变化，春、夏、秋、冬4季日平均通量分别为一0．79mg／（m^2·h）、-4．89mg／（m^2·h）、-4．06mg／（m^2·h）和-2．56mg／（m^2·h），太湖均是CO2的汇，一般污染越重的区域，CO2通量值越大，藻型湖区水-气界面CO2交换通量季节变化不明显，草型湖区水-气界面CO2交换通量季节变化很明显，夏秋季高，冬春季低．CO2通量变化的可能相关因子还有天气情况、太阳辐射、风速及水温、pH、TA、Chla、TC、TN和TP等。

黄河三角洲养殖塘水-气界面CO_2、CH_4和N_2O通量特征

随着经济的增长和人口的增加,沿海地区养殖业迅速发展,故养殖区水-气界面的CO_2、CH_4和N_2O交换通量对大气中温室气体浓度的影响不容忽视。以黄河三角洲神仙沟(桩11)南部的养虾塘为研究对象,于2013年6月—2014年4月,采用漂浮箱-气相色谱法对养殖塘白天水-气界面CO_2、CH_4和N_2O通量进行观测,并同步测定养殖塘部分环境因子。结果表明,黄河三角洲养殖塘CO_2、CH_4和N_2O的通量范围分别为-71.140 3~7.278 6、-0.005 8~0.016 5、-0.002 0~0.007 9 mg·m^(-2)·h^(-1),均值分别为-36.347 5、0.005 9、0.002 7 mg·m^(-2)·h^(-1),整体上表现为从大气吸收CO2的汇和向大气排放CH_4和N_2O的源。养殖塘温室气体通量存在明显的季节变化特征,在温度较高的夏秋季,CH_4和N_2O排放通量较大。相关性分析结果表明,温度、盐度、SO_4^(2-)、Cl^-和磷水平对养殖塘温室气体具有一定的影响,且盐度与N_2O通量、SO_4^(2-)浓度与CO_2通量之间的相关性达到显著水平。黄河三角洲养殖塘温室气体通量与自然水体和其他地区养殖塘存在较大差异,其中,地理位置的差异、养殖方式、杀菌剂的使用等环境因子和人为因素的作用显著。此外,养殖塘作为受人为干扰严重的水体,表现为多因子共同作用的结果,这一结论还有待于进一步的研究。研究结果对于综合评价水产养殖对区域气候变化的影响,深化人类活动对全球变暖的影响认识具有一定意义。

秋季黄河pCO_2控制因素及水-气界面通量

根据2006年11月1-10日,秋季黄河平水期二氧化碳分压（pCO2）的现场实测数据及相关同步观测资料,对黄河表层水pCO2的分布及其影响因素进行了研究。结果表明：水体pCO2在80-166 Pa,平均值110 Pa,在世界主要河流中属中等偏下水平;空间分布存在较大的不均匀性,中游高于上游和下游。浮游植物的光合作用对pCO2有一定的影响但强度较弱,即使在叶绿素最高值3.58μg/L的包头站pCO2仍达到91 Pa。黄河水体有机物含量较低且继承了陆源有机物难降解的特性,干流和库区EpCO2/AOU的比值为0.14和0.20,远低于生物好氧呼吸作用控制水体pCO2的理论下限0.62,因此,生物好氧呼吸作用对水体pCO2的贡献不大。悬浮物（TSS）含量为3.77-1308mg/L,溶解无机碳（DIC）含量为3.03-4.14 mmol/L,普遍高于世界其它河流且最大值均出现在潼关站;同时水体pCO2与TSS、PIC、DIC含量具有极好的正相关性。因此黄河流域强烈的机械侵蚀和化学风化作用形成的碳酸盐体系是控制水体pCO2的主要因素。利用Wanninkhof提出的淡水水-气交换系数的通量模式估算,黄河水域水-气界面CO2交换速率约为0.229μmol/m^2.s,秋季可向大气释放CO214.5亿moL,相当于8 250 km^2草原或是112 km^2森林一年的固碳量。黄河CO2释放通量与渥太华河相近,但要远小于亚马逊河。

CO_(2)-水-岩相互作用对CO_(2)地质封存体物性影响研究进展及展望

CO_(2)-水-岩相互作用是CO_(2)地质封存的核心问题,CO_(2)的注入打破了岩石-地层水化学平衡,引发的地层水化学性质改变、原生矿物溶蚀和次生矿物沉淀,会导致储层和盖层岩石孔隙度、润湿性、力学性质等物性变化并进而影响CO_(2)的注入能力、封存效率以及封存安全性与稳定性。从CO_(2)-水-岩相互作用机制出发,系统阐述了CO_(2)-水-岩相互作用对地层岩石孔隙度、渗透率、润湿性、力学性质的影响研究进展。研究表明,CO_(2)-水-岩相互作用导致岩石孔隙度和渗透率的变化与其初始孔渗特征和矿物组成密切相关,岩石孔渗特征的改变直接影响储层的注入能力与封存潜力和盖层的封闭能力。润湿性的变化与初始亲水亲油特征有关,CO_(2)-水-岩相互作用通常会减弱亲水岩石而增强亲油岩石的水润湿性,进而影响多相流体在岩石孔隙中的微观分布与渗流特征。由于胶结物溶蚀以及溶蚀孔的形成,CO_(2)-水-岩相互作用会引起岩石损伤,抗压强度、抗拉强度、弹性模量等力学参数减小,一定程度上影响封存安全性。碳中和背景下,微纳米尺度孔隙、深地微生物介导、非纯CO_(2)或工业尾气注入、封存全周期等情景下的CO_(2)-水-岩相互作用及岩石物性响应仍有待深入研究。

三峡水库澎溪河水-气界面CO_2与CH_4通量特征及影响因素初探

澎溪河流域是三峡水库典型支流,对水库区域碳循环及区域化学风化的影响非常重要。2016年5月—2017年2月对澎溪河流域水-气界面CO_2与CH_4通量特征进行监测与分析,采用顶空平衡法结合模型估算法计算表层水体CO_2与CH_4的分压以及水-气界面的交换通量,并运用spearman相关分析法分析了二氧化碳和甲烷的分压和排放通量与其他环境变量之间的相关性。研究发现:澎溪河是温室气体排放"源",表层水体p(CO_2)平均值为(1807.635±315.605)μatm(1μatm=0.101325 Pa,下同),表层水体p(CH_4)平均值为(218.7725±127.9425)μatm;CO_2扩散通量平均值为(32.53±3.86) mmol?m^(-2)?d^(-1),水-气界面CH_4扩散通量平均值为(0.208±0.143) mmol?m^(-2)?d^(-1),通量与分压趋势基本保持一致。通过与世界上典型河流温室气体扩散通量对比,得出澎溪河流域CO_2通量释放量为中等水平,而CH_4扩散通量较小,且CH_4通量与p(CH_4)、水温、pH值显著正相关,而水-气界面CO_2扩散通量与p(CO_2)显著正相关,与DO、pH值、叶绿素a(Chl-a)显著负相关。

北京昆玉河夏季水-气界面CO_2通量日变化研究

以昆玉河为例,采用LGR-动态通量箱法,对城市河流夏季水-气界面CO2释放通量进行24h连续监测.结果表明,观测点处水-气界面CO2释放通量具有明显的日变化特征.24h内CO2释放通量在-27.18～12.51mg.m-2.h-1,平均值-7.28mg.m-2.h-1,昼间平均值为-8.81mg.m-2.h-1,夜间平均值为-4.22mg.m-2.h-1.24h内水-气界面CO2通量,极大值出现在21:20为12.51mg.m-2.h-1,极小值出现在6:20为-27.18mg.m-2.h-1.在夏季城市河流水-气界面CO2通量受到气温、风速、总磷(TP)、总氮(TN)、总碱度(TA)等因素影响,使城市河流成为大气CO2的碳"汇"之一.