论文摘要
本论文利用岩芯驱替装置，通过模拟地层条件下（100℃，24MPa）饱和CO2地层水驱过程中的水—岩相互作用实验，并运用偏光显微镜、扫描电镜、X衍射分析、水溶液离子分析、主—微量元素分析和地球化学数值模拟等技术手段对松辽盆地南部大情字井区适宜CO2注入层位的储层岩石进行了定量流体—岩石室内实验研究，查明了典型油藏CO2注入后CO2—油—水—岩石的地球化学反应规律以及CO2注入后短时期内储层岩性和物性的变化情况，并对CO2地质埋存短期和中长期安全性作出了评价。研究结果显示：研究区储层砂岩主要为长石砂岩，属特低孔、特低渗型储层；对CO2流体敏感的矿物主要由方解石、铁白云石、钾长石和钠长石组成。饱和CO2地层水驱实验后，长石和碳酸盐类矿物发生了不同程度的溶蚀、溶解作用，但是自生钠长石和微晶石英并未发生明显的溶蚀作用，碳酸盐矿物的反应程度最大，其中，方解石溶解程度最大，片钠铝石次之，铁白云石最弱；在实验过程中还沉淀了少量化学成分上介于碳酸盐和硅酸盐矿物之间的固相物质，这些固相物质的化学成分介于长石和碳酸盐矿物之间，有向碳酸盐矿物转变的趋势。油气流体的存在会减缓CO2酸性流体与岩芯中矿物的反应速率，与含油实验组相比，硅酸盐矿物（以钾长石为例）的溶蚀速率仅为不含油组的1/5；碳酸盐矿物的溶蚀速率（以Ca离子的产出速率为代表）仅为不含油组的1/4。无论是含油组还是不含油组，在CO2驱替实验后，组合岩芯的渗透率都低于实验前，下降幅度约在45%左右。数值模拟结果显示：CO2注入后主要以残余捕获（包含游离的超临界CO2气体）、溶解捕获和矿物捕获三种形式固定；埋存初期以残余捕获为主，埋存后期以溶解和矿物捕获为主。CO2注入后，其多相组分对流速率很低，注入的初期也只有10-7m/s，而且在注入后期会在砂—泥界线处生成碳酸盐结壳，对CO2逸散起到阻滞作用，这对于CO2地质埋存具有积极意义。