CO₂-盐水-岩石相互作用对砂岩储层孔隙结构及润湿性的影响

摘要

CO₂注入盐水层封存过程中，CO₂在地层水中的溶解形成了酸性环境，导致储层矿物发生溶解，进而使储层孔喉结构及润湿性发生变化。参考南海A盐水层储层类型和地层水信息，在50℃和10 MPa储层条件下，基于扫描电镜和CT扫描研究CO₂封存过程中CO₂-盐水-岩石相互作用对砂岩储层物性变化的影响。结果表明：随着流体/岩石相互作用时间的增加，溶液的pH值由7.62降低至5.11,溶液中Na⁺由5 634 mg/L增加到6 533 mg/L,电导率由5.15 ms/cm升高至9.58 ms/cm;基于X射线衍射、扫描电镜及能谱分析表明钠长石、钾长石优先溶解，碎屑颗粒增加，出现较多的溶蚀孔和微裂缝，同时有书页状高岭石黏土矿物生成；由于矿物的溶解，岩心的孔隙体积有所增加，平均孔隙半径由22.20μm增加至28.38μm,平均喉道半径由10.70μm增加至18.48μm;利用接触角原位测量技术对岩石的润湿性进行定量表征，发现岩石的CO₂接触角由119.78°增加至135.23°,这是由于矿物溶解、高岭石形成和岩石表面溶蚀导致岩石变得更加亲水。

关键词

CO₂地质封存 / CT扫描 / 矿化反应 / 孔喉结构 / 储层润湿性