Выпуск: 8 , Том: 334 , Год издания: 2023

Актуальность. В мировой практике широко используется технология по геологическому хранению углекислого газа в глубоких водоносных горизонтах, позволяющая снижать эмиссию парниковых газов в атмосферу Земли и минимизировать их влияние на глобальное изменение климата. Цель: выявление особенностей взаимодействия в системе "вода - порода - углекислый газ" применительно к карбонатным коллекторам, широко распространенным в гидрогеологических бассейнах на территории РФ и потенциально пригодных к использованию для размещения в них углекислого газа. Эти процессы рассмотрены на примере древней Сибирской платформы, где в настоящее время идет рост промышленной добычи углеводородов и реализация серии масштабных проектов в сфере нефте- и газохимии. Методы. Для решения поставленной задачи применено математическое физико-химическое моделирование. Расчеты реализованы программным комплексом HydroGeo, в котором обеспечение достижения химических равновесий для системы "вода-порода" реализовано на основе метода констант равновесия. Результаты. Полученные результаты позволили оценить направленность происходящих в рассмотренных коллекторах геохимических процессов, а также дать качественную оценку изменения порового пространства в условиях различной степени его насыщения углекислотой. Установлено, что при насыщении раствора СО2 наблюдается закономерное его подкисление с переходом химических элементов преимущественно к формам комплексных ионов, связанных с гидрокарбонат-ионом и ионами хлора (Mn, Na, K). В то же время на формы миграции Ca и Fe насыщение углекислотой такого сильного влияния не оказывает. Отдельно обращает на себя внимание Al, который при появлении углекислоты из комплексных форм практически полностью переходит в Al3+. В изученных эталонах наблюдается достаточно интенсивное преобразование пород коллектора с перераспределением элементов между первичной и вторичной минеральными фазами (как растворение, так и осаждение минералов до нескольких сотен г/дм3) при сравнительно небольших абсолютных изменениях величины открытой пористости. В ряде рассмотренных объектов за счет снижения pH происходит растворение кальцита и доломита. Направленность преобразований, а также тренд изменения фильтрационно-емкостных свойств определяются конкретным минералогическим сочетанием пород коллектора и содержащегося в них рассола, а также стадией эволюции рассматриваемой системы (первая часть рассмотренных сочетаний изначально далека от равновесного состояния и продолжает взаимодействовать, вторая - близка к равновесию - переходит в неравновесное состояние за счет насыщения углекислотой).