CO2咸水层封存中岩心润湿性对渗流过程的影响
美合日阿依·穆太力普1
薛福生2
李涛2
李延静2
刘瑜3
1.西北能源碳中和教育部工程研究中心,新疆乌鲁木齐 830017;新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐 8300172.新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐 8300173.大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连 110014
摘要：为了明确CO2咸水层封存过程中岩心润湿性对渗流过程的影响,基于与核磁共振(NMR)技术相结合的孔隙级渗流模型的方法,研究了咸水层润湿性变化对渗流过程的影响,为揭示润湿性作用下的两相渗流规律提供了理论支撑.首先通过NMR技术测得了渗流过程中的饱和度参数,定量分析得到了平均弛豫时间和咸水饱和度的二次函数耦合关系.之后,在二维层面基于水平集法,通过将润湿性设置为不同润湿水平及空间位置函数,模拟CO2在多孔介质中驱替咸水中储层不同润湿性对渗流过程的影响.研究发现:基于核磁共振纵向弛豫时间(T1)及横向弛豫时间(T2)与咸水饱和度(S)的函数耦合关系,可以较好表征CO2驱替咸水过程中的岩心润湿性变化.基于孔隙级渗流模型表征孔隙尺度下的润湿性各向同性,发现当岩心润湿性处于极端情况,如强亲水(θ=0°)、中性润湿(θ=90°)或者强疏水(θ=180°)状态时,残余水饱和度较低,驱替效果较好.对于润湿性各向异性,驱替过程较为复杂,其对相对渗透率和残余咸水饱和度的影响各异,尤其入口端和出口端的不同润湿性表现会直接影响两相渗流过程,入口端越亲水且出口端越疏水时,咸水渗流速度越快;这可能是由于润湿性各向异性会导致渗流行为的不均匀分布,从而导致渗流速率和驱替效率在空间上和时间上的差异;可见,渗流通道的物性特征对渗流过程的影响较大.未来研究除了关注咸水层空间尺度下的相关变化外,还需注重时间尺度下的不同影响.
关键词：CO2咸水层封存核磁共振孔隙级渗流模型润湿性渗流过程
分类号：P618.13(矿床学)
资助基金：国家自然科学基金(52366010)天山英才计划-青年托举人才资助项目(2023TSYCQNTJ0035)新疆维吾尔自治区重点研发资助项目(2022B01033-2)
论文发表日期：2025-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1294-1302 )
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