二氧化碳埋存条件下油井水泥石腐蚀的热力学模拟

发布时间：2023-02-09 19:35

　　水泥石腐蚀问题是导致CO₂埋存失效的关键因素之一。基于热力学吉布斯能最小化方法,模拟CO₂埋存条件下水泥石的腐蚀,研究腐蚀过程中水泥石矿物组成与矿物质量的变化、矿物体积的变化和孔隙溶液pH值的变化,分析温度和压力对腐蚀的影响。结果表明:水泥石矿物中羟钙石最先受到腐蚀,方解石的耐腐蚀性能最好,其他矿物的耐腐蚀性能相似;在羟钙石被完全腐蚀之前,水泥石矿物总体积不会缩小,孔隙溶液pH值基本维持不变,完全腐蚀之后总体积减小、pH值会降低,其他矿物陆续受到腐蚀。温度和压力对水泥石矿物种类的影响较小,温度越高时腐蚀水泥石所消耗的CO₂质量越大;压力主要影响方解石的腐蚀,压力越高方解石的腐蚀程度越严重。研究结果可为水泥石CO₂腐蚀的防治提供指导和依据。

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【文章目录】：
1 热力学模拟方法
    1.1 吉布斯能最小化方法
    1.2 GEM方法的实现软件
    1.3 腐蚀过程的模拟
2 模拟参数
    2.1 水泥热力学数据库
    2.2 油井水泥组成
    2.3 碱吸附
3 模拟结果可靠性的验证
4 结果分析
    4.1 腐蚀过程中水泥石矿物质量的变化
    4.2 腐蚀过程中水泥石矿物体积的变化
    3.3 腐蚀过程中孔隙溶液pH值的变化
    4.4 温度对水泥石腐蚀的影响
    4.5 压力对水泥石腐蚀的影响
5 结 论



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