青岛海洋地质研究所科研团队揭示CO2替代咸水过程中含裂隙岩石介电性质的响应规律

近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所胡高伟研究员团队在CO2驱替咸水过程中含裂隙岩石频率依赖的各向异性介电性质响应规律及机理方面取得重要进展。研究成果以“Frequency-Dependent and Anisotropic Dielectric Properties of Fractured Rocks During CO2‑Replacing Brine Based on Numerical Simulation”为题，在《Energy & Fuels》期刊上发表。

准确监测CO2在封存储层中的饱和度及迁移动态，对评估CO2的封存质量与泄漏风险至关重要。探测介电性质的地球物理技术已成为监测CO2封存储层的有效工具。介电探测数据的成功反演依赖于对CO2封存储层介电性质响应规律及机理的准确认识，然而目前对含裂隙储层在CO2封存过程中介电性质频率依赖性和各向异性的认识严重不足。针对上述问题，研究团队基于数字岩石物理方法，探究了在CO2碳驱替咸水过程中，含裂隙岩石在垂直于和平行于CO2运移方向上介电性质的频率依赖性，以深入认识CO2封存过程中含裂隙储层介电性质的响应规律及机理。

研究表明，岩石中裂隙网络和CO2运移引起的极化强度改变共同影响介电性质的频率依赖性和各向异性响应；CO₂迁移使封存储层表现出各向异性，从而显著影响含裂隙储层的本征各向异性；更重要的是，电导率、介电常数和介电损耗因子三种介电性质随CO2饱和度变化的斜率也具有频率依赖性，说明三种介电性质对CO2饱和度变化的敏感度不同。研究结果不仅为含裂隙岩石在CO2迁移过程中介电性质的频率依赖性和各向异性响应提供了新认识，对于利用介电技术准确监测和评估含裂隙储层中CO2的封存质量和安全性也具有重要意义。

上述研究成果由青岛海洋地质研究所和崂山实验室联合完成，得到了国家自然科学基金、山东省博士后创新人才支持计划项目、青岛市博士后项目等联合资助。