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CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage：碳捕獲、利用與封存）是應對全球氣候變化以及實現“3060雙碳目標”的關鍵技術之一。CO2注入地下儲層后，儲層溫度壓力條件的改變會對CO2的運移特征有不可忽視的影響，研究不同溫壓環境下儲層內部CO2運移和分布特征對儲量評估和場地安全評價有重要意義。
針對上述問題，中國科學院武漢巖土力學研究所二氧化碳地質封存團隊在一組儲層溫壓條件下開展原位CO2巖心驅替實驗，并利用XCT實時監測巖心內部CO2飽和度分布特征；再利用有限元方法進行相同條件下的數值模擬，匹配實驗結果；最后將模型擴展用于研究不同溫度壓力條件下CO2在儲層中的運移特征。研究結果表明：同一溫度下，隨著儲層壓力增加，CO2運移速度減慢，但運移路徑上的CO2飽和度增加；同一儲層壓力下，隨著溫度增加，CO2運移速度增加，但運移路徑上的CO2飽和度降低；同時，這種效應在非均質巖石的CO2低飽和度區域更加明顯。
本研究成果得到國家自然科學基金（41872210和41274111）以及巖土力學與工程國家重點實驗室開放基金（Z020001）共同資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ghg.2140
圖1 利用XCT監測驅替實驗過程中巖心內部CO2分布
圖2 驅替實驗監測（左）與數值模擬計算（右）的巖心不同位置CO2飽和度 
圖3 不同溫壓條件下巖心內部最終的CO2飽和度