[发明专利]一种表征片钠铝石富集条件的实验方法

说明书

本发明涉及一种表征片钠铝石富集条件的实验方法，其包括表征片钠铝石富集的岩石类型、温度范围、pH值范围、流体类型，通过对片钠铝石样品进行部分相同实验条件的一系列水岩模拟实验，并利用各水岩模拟实验自对应的片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石富集与岩石类型、温度范围、pH值范围及流体类型等环境条件的关系。本发明还涉及一种用于该试验方法的高温高压反应釜装置。本发明是一种表征片钠铝石富集条件的实验方法，通过对片钠铝石富集条件在岩石类型、温度、pH值、流体类型上的表征，得到天然片钠铝石大量、稳定存在的环境条件，进而确定CO₂地质埋存的优质场地。

技术领域

本发明涉及富集岩中片钠铝石富集条件的评价技术领域，具体涉及一种表征片钠铝石富集条件的实验方法。

背景技术

近年来的研究表明，工业革命以来的全球气候变暖主要是人类活动产生的CO₂在大气圈中聚集的结果，随着地球表面逐渐变暖，可引起潜在的、甚至是灾难性的全球气候变化。鉴于CO₂是温室气体的主要构成部分，近年来提出了许多旨在限制大气圈中CO₂浓度的建议，CO₂的地质埋存]就是其中之一。CO₂地质埋存是将工业排放的CO₂注入到地下盐水层、枯竭的油气藏和煤层等，涉及的储集岩石类型主要为砂岩、碳酸盐岩、火山岩、火山碎屑岩和煤岩，是最有前途的CO₂封存方式。CO₂注入地下后可通过构造圈闭捕获、水动力捕获、溶解捕获和矿物捕获等方式进行存储，其中，CO₂的矿物捕获是CO₂溶于水(或卤水)之后，与其他矿物或离子反应形成碳酸盐矿物的地球化学过程。天然CO₂储层岩石学研究和以CO₂地质埋存为目的的地球化学模拟表明，天然与人为注入的CO₂，在地层中通过溶解—沉淀反应所形成的碳酸盐矿物主要为方解石、片钠铝石、铁白云石、菱铁矿以及菱镁矿等，其中片钠铝石是一种易于识别的、“捕获”CO₂形成的自生碳酸盐矿物，被认为是记录CO₂运移、聚集和逸散的特征矿物。与水动力捕获和溶解捕获相比，CO₂的矿物捕获可以实现注入CO₂的长期和安全存储，岩石类型的不同可影响CO₂的总捕获量，但并不影响主要固碳矿物为片钠铝石这一事实，储集岩中片钠铝石的碳捕获量可占总固碳量的42.2％-90.1％。因此，在可比地质条件下，矿物捕获CO₂的能力大小自然地成为寻找CO₂地质埋存场地的重要因素之一。片钠铝石富集的地质背景即是CO₂地质埋存的最佳地质条件，天然片钠铝石大量、稳定存在的条件将是制约CO₂矿物贮存的关键问题，亦是寻找CO₂地质埋存场地的重要影响因素。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种表征片钠铝石富集条件的实验方法，其通过对片钠铝石富集条件在岩石类型、温度、pH值、流体类型上的表征，得到天然片钠铝石大量、稳定存在的环境条件，进而确定的CO₂地质埋存优质场地。

本表征片钠铝石富集条件的实验方法所述实验方法包括以下步骤，

S1-表征片钠铝石富集的岩石类型：取不同储集岩、不同结构的同种储集岩，分别于高温高压反应釜装置中进行相同实验条件的水岩模拟实验，根据各自溶蚀过程中Na⁺和Al³⁺离子析出数据，确定不同类型储集岩的离子析出能力，进而表征片钠铝石富集的岩石类型；

S2-表征片钠铝石富集的温度范围：取天然或人工合成的片钠铝石样品，参考片钠铝石发育层位的pH值及地层水性质，于高温高压反应釜装置中进行除温度以外的相同实验条件的水岩模拟实验，根据相同pH值、不同温度下片钠铝石溶蚀作用强弱和稳定性，表征片钠铝石稳定存在的温度区间；