示蹤CO2鹹水層封存地球化學回響的監測指標體系研究

《示蹤CO2鹹水層封存地球化學回響的監測指標體系研究》是依託吉林大學，由楊峰田擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：示蹤CO2鹹水層封存地球化學回響的監測指標體系研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊峰田
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

本項目申請擬以渤海灣盆地館陶組鹹水層為研究對象，建立示蹤CO2鹹水層地質封存地球化學回響的監測指標體系。通過開展不同CO2分壓和水岩比條件下CO2-鹹水-儲層/蓋層岩石反應的實驗研究，闡明CO2封存條件下鹹水層的地球化學回響機理，並揭示不同反應條件下儲層、蓋層岩石、儲層流體的化學和同位素組分變化規律，確定礦物蝕變對儲層流體的化學和同位素組分的影響，進而評估儲層流體水化學和同位素指標示蹤CO2-鹹水-儲層/蓋層岩石反應的靈敏度和精度，構建CO2深部鹹水層封存條件下的地球化學監測指標體系，對當前的指標體系進行必要補充，並為指導鹹水層封存場地的地球化學監測提供依據。本項目的研究具有重要的理論和實踐意義。

結題摘要

地球化學監測是評估鹹水層對注入CO2地球化學回響的直接手段，可為鹹水層對注入CO2的地球化學回響機理研究提供了良好約束。目前關於示蹤CO2鹹水層封存地球化學回響監測指標方面研究對不同CO2分壓和水岩比條件下CO2–鹹水–儲層/蓋層岩石反應中流體地球化學組分變化規律的認識不夠全面系統，且缺少對CO2–鹹水–儲層/蓋層岩石反應體系中13C和18O同位素組成變化機理及對流體同位素組成影響的研究。 本項目以渤海灣盆地館陶組鹹水層為研究對象，構建了示蹤CO2鹹水層地質封存地球化學回響的監測指標體系。主要開展了如下工作：（1）開展了不同水岩比和CO2分壓條件下CO2-鹹水-儲層/蓋層岩石反應實驗，探討了反應機理。在館陶組砂岩鹹水層CO2-水-岩反應中，主要發生的反應為鉀長石、鈉長石等長石礦物的溶解，及高嶺石、石英、鈉雲母、斜綠泥石等沉澱。粘土礦物反應主要表現為蒙脫石伊利石化，高嶺石含量顯著增加，伊利石含量變化較小；在CO2-鹹水-蓋層岩石反應中，主要反應為長石、蒙脫石和伊利石溶解，及高嶺石、石英、白雲母、菱鎂礦、方解石等沉澱；（2）揭示了不同反應條件下儲層、蓋層岩石、儲層流體的水化學和同位素組分變化規律。在CO2-水-岩反應中，水岩比和CO2分壓對於反應進程具有重要影響，反應中發生溶解和沉澱的礦物及反應進行程度存在差異，水化學指標也發生相應變化。在相同水岩比條件下，反應後溶液中Mg、Ca、K、Na等陽離子的濃度隨著反應中CO2分壓的增加而增大；而在相同分壓條件下，陽離子的濃度總體上隨著反應中水岩比的增加而減小。pH值出現1~2個單位的顯著下降，陰離子中HCO3-發生顯著增加。（3）評估了儲層流體水化學和同位素指標示蹤CO2-鹹水-儲層/蓋層岩石反應的靈敏度，建立了示蹤CO2鹹水層地質封存地球化學回響的監測指標體系，包括水化學常量組分、微量組分和同位素組分。 本次研究結果可對當前的指標體系進行必要補充，並為指導鹹水層封存場地的地球化學監測提供依據。