本书聚焦CO2封存利用关键科学问题，系统总结了作者团队近年来在CO2高效安全封存利用领域取得的理论与技术研究成果。全书共10章，围绕封存储层特性、流体物性、多相多组分传质与渗流规律、封存利用技术四个方面，主要阐释了储层孔渗及润湿特性分析新方法，封存过程储层与原生流体、CO2之间的相互作用，地质封存利用流体物性与传质理论，CO2强化采油采气及盐水层封存等封存利用方式所涉及的关键理论和技术，并结合封存案例进行了模拟研究，旨在为我国CO2安全高效封存利用提供系统、实用、扎实的理论和技术基础。
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目录
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序
前言
第1章 绪论 1
1.1 碳达峰碳中和战略目标 1
1.2 CO2封存利用的重要意义 1
1.3 CO2封存储层特性 2
1.3.1 储层孔渗特性 2
1.3.2 储层润湿特性与界面张力 3
1.3.3 储层内流固微观相互作用 3
1.4 CO2混合流体基础物性 3
1.4.1 CO2混合流体密度 4
1.4.2 CO2流体传质特性 4
1.5 CO2封存利用技术 4
1.5.1 CO2提高石油采收率 5
1.5.2 CO2提高天然气采收率 5
1.5.3 CO2提高页岩气采收率 5
1.5.4 CO2咸水层封存 6
1.6 CO2封存利用发展前沿 6
参考文献 7
第2章 封存利用储层孔渗特性 9
2.1 储层孔渗特性测量方法 9
2.1.1 常规方法 9
2.1.2 MRI方法 10
2.1.3 CT方法 11
2.2 储层孔隙度和渗透率 12
2.2.1 孔隙度分析 12
2.2.2 渗透率模型 19
2.3 孔渗特性分形表征 20
2.3.1 分形维数算法 21
2.3.2 盒维数改进算法 23
2.3.3 岩心孔渗分形分析 26
参考文献 33
第3章 储层润湿性与流体界面张力 35
3.1 润湿性与界面张力分析 35
3.1.1 接触角测量方法 35
3.1.2 界面张力测量方法 36
3.1.3 实验系统介绍 40
3.2 储层润湿性及影响因素 41
3.2.1 润湿性分析 42
3.2.2 润湿性影响因素 42
3.3 界面张力及影响因素 44
3.3.1 界面张力分析 44
3.3.2 界面张力影响因素 46
3.3.3 界面张力模型 51
参考文献 55
第4章 储层内流固微观相互作用 57
4.1 CO2-地层流体-固体作用分析方法 57
4.1.1 界面特性分子动力学模拟方法 57
4.1.2 界面微观参数 58
4.2 储层条件影响机制 60
4.2.1 储层固体表面结构的影响 60
4.2.2 压力与温度的影响 63
4.2.3 盐度与组分的影响 66
4.3 混合气体影响分析 70
4.3.1 模型参数 71
4.3.2 混合气体条件下的界面特性 72
4.3.3 毛细管压力与CO2毛细封存能力 74
参考文献 75
第5章 CO2混合流体密度特性 79
5.1 流体密度测量方法 79
5.1.1 常规方法 79
5.1.2 磁悬浮天平法 79
5.2 CO2-咸水溶液密度 80
5.2.1 CO2-H2O-NaCl溶液密度测量 81
5.2.2 CO2-咸水溶液密度测量 85
5.2.3 CO2-咸水溶液密度模型 87
5.3 CO2-混合烷烃溶液密度 91
5.3.1 CO2-烷烃二元体系 91
5.3.2 CO2-混合烷烃三元体系 95
5.3.3 CO2-烷烃多元体系密度模型 99
参考文献 107
第6章 CO2-咸水多相传质特性 110
6.1 CO2-咸水扩散特性 110
6.1.1 扩散系数测量原理 110
6.1.2 典型工况扩散系数 113
6.1.3 扩散系数影响因素 116
6.2 CO2-咸水溶解特性 118
6.2.1 测量原理与方法 118
6.2.2 气液溶解界面特性 119
6.2.3 非平衡传质特性 123
6.3 CO2-咸水对流混合特性 126
6.3.1 大体积流体对流混合特性 126
6.3.2 储层内对流混合特性 129
6.3.3 对流混合传质特性 132
参考文献 136
第7章 CO2提高石油采收率 138
7.1 CO2-油最小混相压力 138
7.1.1 传统测量方法 138
7.1.2 MRI测量方法 142
7.1.3 CO2与单组分烷烃的最小混相压力 144
7.1.4 CO2与其他组分油的最小混相压力 150
7.2 CO2驱油MRI物理模拟 156
7.2.1 CO2非混相驱 156
7.2.2 CO2混相驱 159
7.3 CO2驱油弥散特性 169
7.3.1 弥散系数分析方法 169
7.3.2 弥散系数影响因素 173
参考文献 177
第8章 CO2提高天然气采收率 180
8.1 CO2-CH4原位驱替特性 180
8.1.1 孔隙结构与孔隙度分布 180
8.1.2 CO2-CH4驱替可视化 183
8.1.3 CO2-CH4原位弥散特性 187
8.2 CO2-CH4表观弥散特性 190
8.2.1 重力效应的影响 191
8.2.2 温度、压力的影响 195
8.2.3 多孔介质粒径的影响 197
8.2.4 杂质气体的影响 198
8.3 CO2驱替CH4模拟 200
8.3.1 气藏储层模型 200
8.3.2 均质气藏驱替 203
8.3.3 非均质气藏驱替 207
参考文献 209
第9章 CO2提高页岩气采收率 211
9.1 气体吸附特性模拟方法 211
9.1.1 吸附特性模型 211
9.1.2 吸附特性关键参数 212
9.2 页岩孔内气体吸附特性 213
9.2.1 纯气体吸附特性 213
9.2.2 混合气体吸附特性 219
9.2.3 吸附选择性 228
9.3 气体吸附模型 229
9.3.1 微观特征参数 229
9.3.2 吸附预测模型 232
9.3.3 典型孔隙内吸附特性 235
参考文献 239
第10章 CO2咸水层封存 243
10.1 封存储层物性及渗流参数 243
10.1.1 渗流可视化分析 244
10.1.2 典型储层物性参数 244
10.2 CO2-咸水多相渗流特性 250
10.2.1 储层特征的影响 250
10.2.2 注入压力与注入流速的影响 254
10.2.3 注入方向的影响 255
10.3 CO2咸水层封存模拟实例 258
10.3.1 控制方程 260
10.3.2 实例分析 261
参考文献 264
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