武汉岩土所在不同温压条件下砂岩中二氧化碳迁移特征的实验观测和数值模拟上取得进展

　　CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage：碳捕获、利用与封存）是应对全球气候变化以及实现“3060双碳目标”的关键技术之一。CO₂注入地下储层后，储层温度压力条件的改变会对CO₂的运移特征有不可忽视的影响，研究不同温压环境下储层内部CO₂运移和分布特征对储量评估和场地安全评价有重要意义。

　　针对上述问题，中国科学院武汉岩土力学研究所二氧化碳地质封存团队在一组储层温压条件下开展原位CO₂岩心驱替实验，并利用XCT实时监测岩心内部CO₂饱和度分布特征；再利用有限元方法进行相同条件下的数值模拟，匹配实验结果；最后将模型扩展用于研究不同温度压力条件下CO₂在储层中的运移特征。研究结果表明：同一温度下，随着储层压力增加，CO₂运移速度减慢，但运移路径上的CO₂饱和度增加；同一储层压力下，随着温度增加，CO₂运移速度增加，但运移路径上的CO₂饱和度降低；同时，这种效应在非均质岩石的CO₂低饱和度区域更加明显。

　　本研究成果得到国家自然科学基金（41872210和41274111）以及岩土力学与工程国家重点实验室开放基金（Z020001）共同资助。

　　论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ghg.2140

图1 利用XCT监测驱替实验过程中岩心内部CO2分布

图2 驱替实验监测（左）与数值模拟计算（右）的岩心不同位置CO2饱和度　　

图3 不同温压条件下岩心内部最终的CO2饱和度