原生矿物组分对CO2地质捕获形式影响的数值模拟

作     者：李晓媛 岳高凡 宋胜华 

作者机构：中国地质科学院水文地质环境地质研究所 自然资源部地下水科学与工程重点实验室 

出 版 物：《地质通报》 (Geological Bulletin of China)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42302285) 中国地质科学院基本科研业务费(SK202307,YK202309) 

主　　题：CO 地质封存 原生矿物组分 矿化封存 数值模拟 

摘      要：日益加剧的全球气候变化促使CO2捕集与封存（CCS）技术的实施势在必行。本研究基于中国首个全流程咸水层CCS示范工程，采用TOUGHREACT ECO2N构建神华CCS储层长时间序列的水-CO2-热-化学反应耦合模型，研究储集层原生矿物组分对CO2不同捕获机制转化的影响。结果显示，鄂尔多斯盆地深部咸水储层有利于CO2的矿化封存，1000年时的矿化封存量达总注入量的64.02%。储集层中方解石、奥长石、钠长石、绿泥石和高岭石均发生不同程度的溶解，生成蒙脱石、铁白云石和片钠铝石沉淀。铁白云石是主要的固碳矿物，水气两相区的封存量最大，最大可达15 kg/m3。奥长石、钠长石和方解石的含量变化对气体和溶解封存的影响较小，对矿化封存无影响。绿泥石的含量变化对3种封存形式影响较大，当绿泥石初始体积分数从1.9%升高到8.4%时，1000年时矿化封存量从7×108kg升高至1.6×109kg，变化量达到9×108kg。研究成果可作为优化现有CO2封存工程设计和合理评价未来CO2封存区选址的依据，助力实现中国碳中和目标。