一种评估地质封存CO2矿化演化规律及封存量的方法技术

本发明专利技术属于地球化学技术领域，提供了一种评估地质封存CO2矿化演化规律及封存量的方法，多角度探究真实岩芯矿化程度的时空演化规律，定量计算CO2矿化封存速率以及封存量，并建立CO2矿化封存潜力评估模型，为开展CO2地质封存提供矿化封存潜力评估的技术支持。本发明专利技术所述的分析方法清晰易实现，可同步开展多个水岩反应实验，能形成批次分析，便于行业实施。便于行业实施。便于行业实施。

【技术实现步骤摘要】
一种评估地质封存CO2矿化演化规律及封存量的方法


[0001]本专利技术属于地球化学
，涉及CO2矿化封存的评估技术，具体涉及一种地层岩芯定量评估CO2矿化演化规律及封存量的方法

技术介绍

[0002]第一次工业革命以来，化石能源的广泛使用释放了大量以CO2为代表的温室气体，引起全球气候危机。CO2地质封存是一种高效、清洁的碳处理技术，其中尤以CO2矿化封存最有效、最安全，可以近乎永久地封存CO2，得到了全球学术界与各国政府的广泛关注。冰岛的玄武岩封存项目Carbfix，于2012年开始注入CO2，是全球首个以矿化封存机制为主的CO2封存项目。相关研究(Science,2016,352,1312
‑
1314)证实了CO2矿化封存的有效性，具有矿化封存开始时间早、封存量大以及封存风险较小等优势。
[0003]然而，相比于其它封存机制，CO2矿化封存缺乏深入研究。由于实验上缺乏相应CO2矿化演化规律的探究方法，同时矿化反应时间尺度长，因而以往研究大多基于实际地层简化模型，开展CO2反应输运数值模拟，但数值模型受限于参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估地质封存CO2矿化演化规律及封存量的方法，其特征在于，步骤如下：步骤一，加工地层岩芯与岩相薄片，并预处理(1.1)选取地层特征岩石样品，加工岩芯，代表相应真实组成、结构的岩层；(1.2)在岩芯端部，切出一个岩相薄片，厚度在2
‑
3mm，用于反应前样品的初始表征；步骤二，岩芯的初始表征(2.1)对岩芯薄片开展扫描电镜与能谱分析测试，分析岩样矿物的微观形貌、组成元素以及初步确定矿物类型；(2.2)将岩芯薄片轻抛光，去除喷金层，之后粉碎研磨成粉末；一部分粉末，进行XRD测试，基于扫描电镜与能谱分析测试的组成元素定量分析物相，获得岩石矿物的种类及比例；另一部分粉末，进行总碳分析测试，获取岩石样品的初始碳含量，作为基本参考值；(2.3)岩芯进行CT扫描，构造数字岩心，获取其孔隙分布特征；步骤三，岩芯，除了径向的一个端面，其余外表面全部采用环氧树脂涂抹，然后正常风干；步骤四，进行模拟矿化实验，计算CO2矿化封存速率；(4.1)岩芯放入反应釜，加入超纯水完全淹没，封闭系统，抽真空，同时空气浴升温至反应温度；(4.2)从反应釜上端注入等温CO2，达到目标压力，恒压维持，直到目标恒压反应时间；(4.3)停止CO2恒压注入，封闭反应釜，同时记录其压力数据变化，持续一段时间；(4.4)由于矿化反应缓慢，在CO2初期注入稳定后，持续的矿化反应在之后长时间内被认为是恒速反应，基于封闭实验的压力数据，获得CO2矿化反应封存速率；基于以下公式计算封闭实验中CO2矿化封存量：其中，V是反应釜中CO2体积，单位m3；R是气体状态方程常数，8.314J/(mol
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K)；T是反应釜体系温度，单位K；P是反应釜压力，单位是pa，下标I表示封闭实验初始体系，下标t表示封闭实验t时刻的实时体系；Z是CO2气体状态方程的压缩因子，由经验公式计算或者查询NIST数据库；n是CO2的物质的量，单位mol；进一步，计算单位质量岩芯的CO2矿化速率，公式如下：其中，k为单位质量岩芯CO2矿化封存速率，单位为mol/(kg
·
day)；m
岩
为反应前岩芯的干燥质量，单位kg；Δn、Δt分别是封闭实验中CO2物质的量的变化值与相应的反应时间变化值，单位分别为mol与day；(4.5)实验时间到达目标时间后，关闭空气浴，梯度泄压后取出岩芯；之后烘干，并去除环氧树脂层；步骤五，测试、分析反应后的岩芯，探究矿化反应时空演化规律，并建立CO2矿化封存潜力评估模型；(5.1)对岩芯进行反应后的CT扫描，构造反应后的数字岩心，获取其微观孔隙分布，对
比反应前的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永臣，陈明坤，赵常忠，张毅，赵佳飞，刘瑜，杨明军，赵越超，蒋兰兰，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：