蒙脱石-CO_(2)溶液反应实验研究

作     者：唐洪明 王文卓 彭东宇 王子逸 王昭 周翊 TANG Hongming;WANGWenzhuo;PENG Dongyu;WANG Ziyi;WANG Zhao;ZHOU Yi

作者机构：西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 

出 版 物：《油田化学》 (Oilfield Chemistry)

年 卷 期：2022年第39卷第3期

页      面：455-460页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主　　题：蒙脱石 CO_(2)驱 衍射分析 元素分析 离子浓度 

摘      要：蒙脱石是沉积岩重要的黏土矿物,为探究CO_(2)的注入对蒙脱石产生的影响,明确蒙脱石在CO_(2)水溶液中的化学行为,利用XRD、XRF、ICP等手段系统评价了蒙脱石在10 MPa、60℃条件下分别与CO_(2)反应7、30 d时的状态,重点对比了蒙脱石粉末反应前后固相元素、晶体结构及反应液中离子浓度变化,结合蒙脱石结构特征,明确蒙脱石在酸中变化的机理。结果表明,蒙脱石与CO_(2)反应后液相中Ca^(2+)、Mg^(2+)、Al^(2+)浓度先上升后下降;Si^(4+)浓度先上升后趋于平稳,固相中d(001)对应晶面在溶解反应后遭到破坏。相对于Al^(3+)、Si^(4+),反应过程中Mg^(2+)、Ca^(2+)、Na^(+)的变动幅度相对较大。一方面,由于蒙脱石阳离子交换容量较大,层间Na^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)等半径较大的活性阳离子易被半径较小的H+置换出;另一方面,蒙脱石层间分子间作用力为范德华力,相对于静电力较弱,结构易被破坏。在酸性条件下,硅氧四面体稳定性略强于铝氧八面体,但蒙脱石中非晶态Si易溶解,使Si的变化幅度大于Al的变化幅度。