煤田地质与勘探

作者：韩思杰, 艾祉希, 刘纪杰, 周效志, 高为, 刘柱,

关键词：CO₂地质封存, 玄武岩, 溶蚀作用, 沉淀作用, 孔隙演化, 矿化反应, 固碳反应,

背景玄武岩CO2地质封存因其安全、稳定、高效的矿化固碳机制近年来备受关注。方法以黔西地区龙潭组玄武岩为例，在模拟不同温度、压力和反应时间下CO2–水–玄武岩地球化学反应的基础上开展了反应前后矿物学、地球化学以及储层物性测试对比，研究矿化反应的影响因素，阐明反应后矿物与孔隙协同演化机制；总结玄武岩CO2矿化固碳反应机理，探讨我国西南地区玄武岩CO2地质封存前景。结果(1)温度、压力与反应时间对CO2–水–玄武岩反应中矿物溶蚀–沉淀作用影响机制不同，但高温(200 ℃)、高压(>12 MPa)与长反应时间(20 d)能促进碳酸盐矿物沉淀；(2)玄武岩CO2矿化反应的实质是原始矿物的溶蚀–溶解与新矿物的生成，反应初期以斜长石、普通辉石以及少量蚀变矿物溶蚀为主，随着溶液中Ca2+、Mg2+浓度增加，方解石、白云石以及黏土矿物等沉淀作用逐渐增强；(3) CO2–水–玄武岩反应过程中储层孔裂隙演化具有阶段性，且与溶蚀–沉淀反应有耦合关系，整体呈现初期孔渗协同增大、中期孔隙率继续增加而渗透率衰减、后期孔渗协同减小的3阶段演化特征；(4)玄武岩CO2矿化固碳反应类型及其储层响应过程复杂，碳酸盐岩沉淀是固碳反应的核心机理。结论我国西南地区拥有开展玄武岩CO2地质封存工程试验的有利地质条件，如广泛分布的玄武岩储层和丰度的富Ca2+、Mg2+地下水，同时应适当考虑临海地区海水替代与矿化反应后的储层解堵工艺。研究为认识我国西南地区玄武岩CO2地质封存机理与可行性提供重要的理论依据。

来源：2025年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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