二氧化碳羽流地热系统水-岩-气相互作用：以松辽盆地泉头组为例

吉林大学学报(地球科学版)

二氧化碳羽流地热系统水-岩-气相互作用：以松辽盆地泉头组为例

石岩^1,2，冯波¹，许天福¹，王福刚¹，封官宏¹，田海龙¹，雷宏武¹

1.吉林大学环境与资源学院／地下水资源与环境教育部重点实验室，长春130021;
2.吉林建筑大学市政与环境工程学院，长春130118

收稿日期:2014-04-24 出版日期:2014-11-26 发布日期:2014-11-26
通讯作者: 冯波（1982-），男，讲师，主要从事干热岩资源开发与化学刺激方面的研究 E-mail:fengbo82@126.com
作者简介:石岩(1977-)，女，副教授，博士，主要从事地热能开发与利用方面的研究，E-mail:shiyan0311@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(41272254);吉林省科技厅科技计划项目(20130522070JH);吉林省教育厅“十二·五”科学技术研究项目（吉教科合字\[2014\]第239号）

Water-Rock-Gas Interaction of CO₂-Plume Geothermal System in Quantou Formation of Songliao Basin

Shi Yan^1,2, Feng Bo¹, Xu Tianfu¹, Wang Fugang¹, Feng Guanhong¹, Tian Hailong¹, Lei Hongwu¹

1.College of Environment and Resources/Key Laboratory of Groundwater Resources and Environment,Ministry of Education,Jilin University,Changchun130021, China;
2.College of Municipal and Environmental Engineering, Jilin Jianzhu University, Changchun130118, China

Received:2014-04-24 Online:2014-11-26 Published:2014-11-26

摘要/Abstract

摘要：

二氧化碳羽流地热系统（CPGS）是利用CO₂地质储存场地进行地热能开发的一种工程技术，也是整合CO₂减排与开发深部地热资源的理想方式。但伴随着对深部地热的提取，注入储层的超临界CO₂使深部咸水的pH值降低，导致周围岩体产生溶解和沉淀，从而引起孔隙度、渗透率等地层物性的变化，最终改变系统的生产能力和净热提取效率。以松辽盆地泉头组为目标储层，采用室内实验、数值模拟等技术手段，通过实验和数值计算结果的对比，揭示系统水-岩-气相互作用对热储矿物组分的改变。研究结果显示：实验过程中矿物溶解对温度和盐度变化较为敏感，而受压力影响较小；在实验和模拟时间内发生溶解的矿物主要是长石类矿物，方解石在反应后全部溶解；石英、伊利石和高岭石的矿物组分体积分数有所增加，并有少量菱铁矿生成。

关键词: 二氧化碳羽流地热系统, 水-岩-气相互作用, 松辽盆地

Abstract:

CO₂ plume geothermal systems (CPGS) is an engineering technology for integrating carbon geological storage with geothermal energy development. When the supercritical CO₂is injected into a deep reservoir, the pH of reservoir water will be decreased. The surrounding rock will be dissolved or precipitated, so the porosity and permeability of the formation will also be changed. Based on a potential geothermal reservoir of Quantou Formation of Songliao basin, experiment and numerical simulation are used to investigate water-rock-gas chemical interaction. The research results show that the experimental process is more sensitive to temperature change, and less affected by pressure. This study will provide a theoretical basis and technical support to future CPGS project in China.

Key words: CO₂-plume geothermal system, water-rock-gas reaction, Songliao , basin

中图分类号:

P641.69

石岩，冯波，许天福，王福刚，封官宏，田海龙，雷宏武. 二氧化碳羽流地热系统水-岩-气相互作用：以松辽盆地泉头组为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(6): 1980-1987.

Shi Yan, Feng Bo, Xu Tianfu, Wang Fugang, Feng Guanhong, Tian Hailong, Lei Hongwu. Water-Rock-Gas Interaction of CO₂-Plume Geothermal System in Quantou Formation of Songliao Basin[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2014, 44(6): 1980-1987.

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