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作者：郑长远;蔡雨娜;雷宏武;封官宏;
单位：青海省水文地质工程地质环境地质调查院青海省水文地质及地热地质重点实验室;武汉大学土木建筑工程学院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室;
摘要：碳捕集利用与封存(CCUS)技术是实现大规模碳减排的重要途径，而CO_2注入储层后的泄漏风险是CCUS技术关注的重点之一。由于目前CCUS工程中还未有深部封存的CO_2泄漏事故发生，但天然CO_2泄漏事件并不少见，因此以天然CO_2井筒泄漏点为研究对象进行类比研究可为CCUS工程泄漏风险评估提供有价值的参考依据。以西宁盆地南部天然CO_2泄漏场地中的典型CO_2井筒泄漏点——ZK10井为研究对象，结合实测数据，采用数值模拟方法分析了该井间歇喷发过程的动力学机制及伴随的化学变化特征。结果表明：(1)ZK10井的水气间歇喷发过程受CO_2过饱和析出、气举效应及储层动态补给的协同控制；(2)受控于CO_2的过饱和析出及流体混合作用，井筒内CO_2闪蒸点以上位置地下水的pH值随深度减小而增大，并随喷发过程发生周期性的变化；(3)ZK10井间歇喷发过程中，井筒内形成方解石和石英矿物沉淀，受控于矿物的溶解特性，其沉淀特征各异。该研究结果可为类似的天然或CCUS工程中CO_2井筒泄漏点的泄漏机制及化学特征研究提供参考，进而为相关部门制定监测及预防措施提供依据。
关键词：天然二氧化碳;;井筒泄漏;;间歇喷发;;化学反应;;CCUS技术;;数值模拟
基金资助：2020年度青海省“昆仑英才”行动计划项目(青人才字[2020]18号);; 2021年度青海省地质矿产勘查开发局“高层次人才项目(人才+项目)”(青地矿科[2021]16号);; 国家自然科学基金项目(42307225);; 中国石油科技创新基金项目(2021D002-1102)
