本書聚焦CO2封存利用關(guān)鍵科學(xué)問題，系統(tǒng)總結(jié)了作者團隊近年來在CO2高效安全封存利用領(lǐng)域取得的理論與技術(shù)研究成果。全書共10章，圍繞封存儲層特性、流體物性、多相多組分傳質(zhì)與滲流規(guī)律、封存利用技術(shù)四個方面，主要闡釋了儲層孔滲及潤濕特性分析新方法，封存過程儲層與原生流體、CO2之間的相互作用，地質(zhì)封存利用流體物性與傳質(zhì)理論，CO2強化采油采氣及鹽水層封存等封存利用方式所涉及的關(guān)鍵理論和技術(shù)，并結(jié)合封存案例進行了模擬研究，旨在為我國CO2安全高效封存利用提供系統(tǒng)、實用、扎實的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
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目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標 1
1.2 CO2封存利用的重要意義 1
1.3 CO2封存儲層特性 2
1.3.1 儲層孔滲特性 2
1.3.2 儲層潤濕特性與界面張力 3
1.3.3 儲層內(nèi)流固微觀相互作用 3
1.4 CO2混合流體基礎(chǔ)物性 3
1.4.1 CO2混合流體密度 4
1.4.2 CO2流體傳質(zhì)特性 4
1.5 CO2封存利用技術(shù) 4
1.5.1 CO2提高石油采收率 5
1.5.2 CO2提高天然氣采收率 5
1.5.3 CO2提高頁巖氣采收率 5
1.5.4 CO2咸水層封存 6
1.6 CO2封存利用發(fā)展前沿 6
參考文獻 7
第2章 封存利用儲層孔滲特性 9
2.1 儲層孔滲特性測量方法 9
2.1.1 常規(guī)方法 9
2.1.2 MRI方法 10
2.1.3 CT方法 11
2.2 儲層孔隙度和滲透率 12
2.2.1 孔隙度分析 12
2.2.2 滲透率模型 19
2.3 孔滲特性分形表征 20
2.3.1 分形維數(shù)算法 21
2.3.2 盒維數(shù)改進算法 23
2.3.3 巖心孔滲分形分析 26
參考文獻 33
第3章 儲層潤濕性與流體界面張力 35
3.1 潤濕性與界面張力分析 35
3.1.1 接觸角測量方法 35
3.1.2 界面張力測量方法 36
3.1.3 實驗系統(tǒng)介紹 40
3.2 儲層潤濕性及影響因素 41
3.2.1 潤濕性分析 42
3.2.2 潤濕性影響因素 42
3.3 界面張力及影響因素 44
3.3.1 界面張力分析 44
3.3.2 界面張力影響因素 46
3.3.3 界面張力模型 51
參考文獻 55
第4章 儲層內(nèi)流固微觀相互作用 57
4.1 CO2-地層流體-固體作用分析方法 57
4.1.1 界面特性分子動力學(xué)模擬方法 57
4.1.2 界面微觀參數(shù) 58
4.2 儲層條件影響機制 60
4.2.1 儲層固體表面結(jié)構(gòu)的影響 60
4.2.2 壓力與溫度的影響 63
4.2.3 鹽度與組分的影響 66
4.3 混合氣體影響分析 70
4.3.1 模型參數(shù) 71
4.3.2 混合氣體條件下的界面特性 72
4.3.3 毛細管壓力與CO2毛細封存能力 74
參考文獻 75
第5章 CO2混合流體密度特性 79
5.1 流體密度測量方法 79
5.1.1 常規(guī)方法 79
5.1.2 磁懸浮天平法 79
5.2 CO2-咸水溶液密度 80
5.2.1 CO2-H2O-NaCl溶液密度測量 81
5.2.2 CO2-咸水溶液密度測量 85
5.2.3 CO2-咸水溶液密度模型 87
5.3 CO2-混合烷烴溶液密度 91
5.3.1 CO2-烷烴二元體系 91
5.3.2 CO2-混合烷烴三元體系 95
5.3.3 CO2-烷烴多元體系密度模型 99
參考文獻 107
第6章 CO2-咸水多相傳質(zhì)特性 110
6.1 CO2-咸水擴散特性 110
6.1.1 擴散系數(shù)測量原理 110
6.1.2 典型工況擴散系數(shù) 113
6.1.3 擴散系數(shù)影響因素 116
6.2 CO2-咸水溶解特性 118
6.2.1 測量原理與方法 118
6.2.2 氣液溶解界面特性 119
6.2.3 非平衡傳質(zhì)特性 123
6.3 CO2-咸水對流混合特性 126
6.3.1 大體積流體對流混合特性 126
6.3.2 儲層內(nèi)對流混合特性 129
6.3.3 對流混合傳質(zhì)特性 132
參考文獻 136
第7章 CO2提高石油采收率 138
7.1 CO2-油最小混相壓力 138
7.1.1 傳統(tǒng)測量方法 138
7.1.2 MRI測量方法 142
7.1.3 CO2與單組分烷烴的最小混相壓力 144
7.1.4 CO2與其他組分油的最小混相壓力 150
7.2 CO2驅(qū)油MRI物理模擬 156
7.2.1 CO2非混相驅(qū) 156
7.2.2 CO2混相驅(qū) 159
7.3 CO2驅(qū)油彌散特性 169
7.3.1 彌散系數(shù)分析方法 169
7.3.2 彌散系數(shù)影響因素 173
參考文獻 177
第8章 CO2提高天然氣采收率 180
8.1 CO2-CH4原位驅(qū)替特性 180
8.1.1 孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙度分布 180
8.1.2 CO2-CH4驅(qū)替可視化 183
8.1.3 CO2-CH4原位彌散特性 187
8.2 CO2-CH4表觀彌散特性 190
8.2.1 重力效應(yīng)的影響 191
8.2.2 溫度、壓力的影響 195
8.2.3 多孔介質(zhì)粒徑的影響 197
8.2.4 雜質(zhì)氣體的影響 198
8.3 CO2驅(qū)替CH4模擬 200
8.3.1 氣藏儲層模型 200
8.3.2 均質(zhì)氣藏驅(qū)替 203
8.3.3 非均質(zhì)氣藏驅(qū)替 207
參考文獻 209
第9章 CO2提高頁巖氣采收率 211
9.1 氣體吸附特性模擬方法 211
9.1.1 吸附特性模型 211
9.1.2 吸附特性關(guān)鍵參數(shù) 212
9.2 頁巖孔內(nèi)氣體吸附特性 213
9.2.1 純氣體吸附特性 213
9.2.2 混合氣體吸附特性 219
9.2.3 吸附選擇性 228
9.3 氣體吸附模型 229
9.3.1 微觀特征參數(shù) 229
9.3.2 吸附預(yù)測模型 232
9.3.3 典型孔隙內(nèi)吸附特性 235
參考文獻 239
第10章 CO2咸水層封存 243
10.1 封存儲層物性及滲流參數(shù) 243
10.1.1 滲流可視化分析 244
10.1.2 典型儲層物性參數(shù) 244
10.2 CO2-咸水多相滲流特性 250
10.2.1 儲層特征的影響 250
10.2.2 注入壓力與注入流速的影響 254
10.2.3 注入方向的影響 255
10.3 CO2咸水層封存模擬實例 258
10.3.1 控制方程 260
10.3.2 實例分析 261
參考文獻 264
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