本文關(guān)鍵詞： 片鈉鋁石 超臨界CO_2 裂隙 自封閉效應(yīng) 松遼盆地南部　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：CO_2是溫室氣體,其在大氣中的含量過高會(huì)導(dǎo)致全球氣候變暖。CO_2的捕獲與封存技術(shù)(Carbon Capture and Storage:CCS)能有效解決這一問題。其中CO_2的地下封存又是這一方法最主要的技術(shù)手段。由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的裂隙對于CO_2地質(zhì)儲存安全性和穩(wěn)定性的影響是不可忽視的問題。在天然地質(zhì)環(huán)境中,CO_2氣藏或CO_2曾存在過的圈閉,可以叫做CO_2地下埋存的 天然類似物‖即天然類比,對CO_2地質(zhì)儲存(CGS)安全性具有重要的啟示和借鑒意義。片鈉鋁石是CO_2地質(zhì)儲存的主要固碳礦物,在松遼盆地南部扶新隆起新351井泉四段發(fā)現(xiàn)了含片鈉鋁石脈砂巖,對于CO_2地質(zhì)儲存及超臨界CO_2的自封閉效應(yīng)有重要的研究意義。新351井含片鈉鋁石砂巖巖石類型為細(xì)粒長石巖屑砂巖。分布深度約1295.3-1296.8m。取1295.9m處的巖芯為研究對象。手標(biāo)本觀察,片鈉鋁石集合體呈白色,放射狀、半球狀,以半充填-完全充填狀,附著于裂隙壁向裂隙內(nèi)部生長,在裂隙較寬處為半充填,較窄處為完全充填。X-射線衍射分析表明,圍巖自生礦物主要有:粘土礦物(主要為伊蒙混層)、自生石英(包括次生加大石英和微晶石英)、片鈉鋁石、鐵白云石。圍巖自生礦物成巖共生序列由早到晚依次為:滲濾粘土,自生石英,片鈉鋁石,鐵白云石。碳氧同位素分析表明,裂隙內(nèi)的片鈉鋁石碳同位素在0.3‰~-0.2‰(PDB)之間。圍巖中片鈉鋁石的碳同位素值在-3.41‰~-2.16‰(PDB)之間。鐵白云石的碳同位素值在-4.62‰~-4.18‰(PDB)之間。經(jīng)計(jì)算,與圍巖中片鈉鋁石平衡的CO_2碳同位素分布范圍是-7.50‰~-8.74‰(PDB),為無機(jī)幔源成因CO_2。數(shù)值模擬研究結(jié)果顯示,CO_2注入后會(huì)優(yōu)先搶占裂隙,改變流體環(huán)境,進(jìn)而發(fā)生更加強(qiáng)烈的水巖反應(yīng)發(fā)生。具體表現(xiàn)為:CO_2開始注入一段時(shí)間里,裂隙處的超臨界CO_2濃度最高,p H降低幅度最大;主要發(fā)生溶解的礦物是鈉長石和鉀長石,且裂隙處的溶解量明顯高于圍巖;主要沉淀的礦物為片鈉鋁石,且裂隙處的沉淀量明顯高于圍巖。其次,因?yàn)槟鄮r的阻隔作用,砂泥巖邊界也同樣是長石溶解量和片鈉鋁石沉淀量的高值區(qū)。新351井的片鈉鋁石共有三種存在狀態(tài),即1、填充裂隙;2、填充圍巖孔隙;3、交代長石、巖屑。其中,裂隙內(nèi)放射狀片鈉鋁石的形成過程為:裂隙早于CO_2的充注;CO_2注入時(shí)裂隙內(nèi)飽和地層水,濕的超臨界CO_2搶占裂隙發(fā)生擴(kuò)溶作用增大裂隙空間;裂隙壁處因溶解產(chǎn)生了離子的濃集、締和,形成片鈉鋁石結(jié)晶核,裂隙內(nèi)作為反應(yīng)介質(zhì)的底水充足,開放環(huán)境下超臨界CO_2的持續(xù)注入保證溶解作用的進(jìn)行和離子的供應(yīng)。通過氧同位素計(jì)算和微晶石英形成溫度得出片鈉鋁石的形成溫度為73-85℃。圍巖中的片鈉鋁石主要表現(xiàn)為充填孔隙和交代長石,從片鈉鋁石含量分布來看CO_2注入的波及影響范圍較大。圍巖和裂隙中的片鈉鋁石為同一期流體作用產(chǎn)物。片鈉鋁石為水熱結(jié)晶礦物,片鈉鋁石脈也側(cè)面說明了在底水充足的條件下,超臨界CO_2可以封存于固碳礦物中,具有自我封閉效應(yīng)。圍巖中含有大量的鐵鎂質(zhì)巖屑,其溶蝕產(chǎn)生的離子為鐵白云石的形成提供充足的物質(zhì)來源。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P588.212.3;X701

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本文編號：1472770