共聚焦拉曼成像研究二氧化碳注入咸水孔隙介质后的析盐效应

把CO2注入深部咸水层进行埋存，是延缓其向大气排放而减缓温室效应的一个重要途径。CO2注入咸水层后某些条件下产生析盐现象，特别是注入井附近可能因析盐堵塞孔隙空间而严重影响注入效率。弄清析盐产生的条件、发生的过程以及盐在孔隙结构中的分布对含水层孔渗性的影响十分必要。本研究拟在透明高压孔隙模板中模拟CO2注入深部咸水层后驱替咸水的过程，用共聚焦拉曼成像技术同时获得CO2、水、盐在孔隙网络中各相边界变化和相内物质含量变化两组信息，分析残余咸水相在CO2干燥作用下盐度增加至析盐的动力学过程。通过采用孔渗性不同的孔隙模板、变换初始流体盐度和注入速率来观测毛细力、重力、粘滞力协同影响下不同的多相流动体制对析盐过程的控制，总结析盐发生、分布及其对介质孔渗性的影响规律。本研究有助于深入理解CO2注入深部咸水层后孔隙尺度发生的物理过程，为分析CO2注入效率、制定合理的注入方案提供重要的过程信息。

把CO2注入深部咸水层进行埋存，是延缓其向大气排放而减缓温室效应的一个重要途径。CO2注入咸水层后某些条件下产生析盐现象，特别是注入井附近可能因析盐堵塞孔隙空间而严重影响注入效率。为了弄清二氧化碳注入咸水孔隙介质后干燥作用下析盐产生的条件、发生的过程以及盐在孔隙结构中的分布及其对介质孔渗性的影响。项目在透明高压孔隙模型中模拟CO2注入深部咸水层后驱替咸水的过程，用拉曼定量分析技术获得CO2、水、盐在二氧化碳相和咸水相内含量变化信息，分析残余咸水相在CO2干燥作用下盐度增加至析盐的动力学过程，重点开展了以下研究：.1. 深入探究析盐发生的过程、掌握析盐发生的规律：实验研究了二氧化碳注入咸水孔隙介质后干燥导致的析盐发生的过程，揭示了残留盐水盐度的在干燥下不断增高，达到过饱和后成核结晶而在孔隙空间堆积的微观机理。.2. 实验研究了二氧化碳驱替干燥作用下析盐在孔隙空间的分布规律：证实了残留的咸水在毛细作用下回流导致了局部空间上盐的聚集，计算分析了析盐对孔隙度、渗透率的影响。.3. 系统准确测定了控制残余咸水与二氧化碳互溶和传质的关键参数：测定了影响二氧化碳注入咸水孔隙介质干燥速率的两个重要参数：水在超临界二氧化碳相中的饱和浓度和扩散系数；同时，准确测定了广阔温度压力条件下二氧化碳在盐水中的溶解度和扩散系数。