多轮次注CO2对储层矿物溶蚀规律实验研究

《多轮次注CO2对储层矿物溶蚀规律实验研究》是一篇关于二氧化碳注入过程中储层矿物溶蚀行为的研究论文。该研究针对碳捕集与封存（CCS）技术中的关键问题，即在多次注入CO2的过程中，储层矿物的溶解和反应机制进行了系统分析。论文通过实验方法，模拟了不同条件下CO2注入对储层矿物的影响，为理解CO2在地下储层中的行为提供了理论依据。

在石油和天然气开采中，CO2驱油技术被广泛应用于提高采收率。然而，在这一过程中，CO2与储层岩石发生化学反应，导致矿物的溶蚀现象。这种溶蚀不仅影响储层的渗透性，还可能引发地质结构的变化，进而影响CO2的封存效果和安全性。因此，研究多轮次CO2注入对储层矿物的溶蚀规律具有重要意义。

该论文采用实验手段，选取典型的储层矿物如石英、方解石、白云石等作为研究对象，通过控制实验条件，包括CO2浓度、注入压力、温度以及注入次数等因素，观察矿物在不同阶段的溶蚀情况。实验结果表明，随着CO2注入次数的增加，矿物的溶蚀程度逐渐加深，且不同矿物的溶蚀速率存在显著差异。

研究发现，CO2注入初期，矿物表面会发生快速的溶解反应，形成局部的溶蚀孔洞。随着注入次数的增加，这些孔洞逐渐扩大，并与其他溶蚀区域连通，从而形成更复杂的孔隙结构。此外，实验还发现，CO2的注入压力和温度对溶蚀速率有明显影响。高压和高温条件下，矿物的溶解速度加快，溶蚀范围扩大。

论文进一步探讨了CO2注入过程中矿物溶蚀的机理。研究表明，CO2在水溶液中会生成碳酸，碳酸与储层矿物发生酸碱反应，导致矿物的溶解。例如，方解石在酸性条件下会迅速溶解，释放出Ca²+和CO3²-离子。而石英则相对稳定，其溶蚀速率较低。白云石的溶蚀行为介于两者之间，受多种因素影响。

除了矿物种类的影响，实验还发现注入方式对溶蚀效果也有重要作用。连续注入和间歇注入对矿物的溶蚀行为存在明显差异。连续注入情况下，矿物的溶蚀速率较高，但可能因溶蚀产物的沉积而影响储层渗透性。而间歇注入则有助于减少溶蚀产物的积累，维持储层的稳定性。

论文还对实验数据进行了定量分析，建立了多轮次CO2注入下矿物溶蚀的数学模型。该模型能够预测不同注入条件下矿物的溶蚀程度，为实际工程应用提供参考。模型的建立不仅提高了对CO2注入过程的理解，也为优化CO2封存方案提供了理论支持。

此外，研究还关注了CO2注入对储层物理性质的影响。实验结果表明，随着矿物的溶蚀，储层的孔隙度和渗透率发生变化，这可能影响CO2的流动和分布。因此，在实际应用中，需要综合考虑溶蚀对储层性能的影响，以确保CO2的安全封存。

综上所述，《多轮次注CO2对储层矿物溶蚀规律实验研究》通过系统的实验和数据分析，揭示了CO2注入过程中储层矿物的溶蚀规律。该研究不仅深化了对CO2与储层岩石相互作用的理解，也为碳捕集与封存技术的实际应用提供了重要的科学依据。未来，随着CO2封存技术的不断发展，此类研究将发挥更加重要的作用。