苗根

• 1:中国煤炭地质总局勘查研究总院
• 2:矿山透明地质与数字孪生技术国家矿山安监局重点实验室

摘要(Abstract)：

CO_2封存是碳捕集、利用与封存技术（CCUS）中重要的一环，其中CO_2深部盐水层封存是CO_2地质封存中适用范围最广，开展研究最多的封存技术之一。在CO_2深部盐水层封存过程中，CO_2通常以超临界态存在，由于超临界CO_2高密度、低黏度和强溶解性的特性，将更有利于CO_2的封存。因此，本文以超临界CO_2在深部盐水层中的封存机理为切入点，通过分子动力学模拟的方法从微观角度证明了超临界CO_2更有利于封存的特性，在323.15 K下，5～10 MPa的工况下对CO_2-水溶液模型进行模拟，分析了CO_2分子微观形态、径向分布函数以及相互作用能的变化，研究结果表明：CO_2分子的键角随体系内压力的增大而减小，促进CO_2在水中的溶解，但与CO_2相态改变无关，是超临界CO_2溶解性更强的间接原因；径向分布函数在CO_2相态从液态过渡至超临界态的过程中大大降低，即CO_2分子与H_2O分子接触的概率降低，是超临界CO_2表现出更低黏度的直接原因；分子间相互作用能在CO_2相态从液态过渡至超临界态的过程中突增，且CO_2分子与H_2O分子间始终为吸引力，是超临界CO_2溶解性更强的直接原因。本研究从微观的角度证明超临界CO_2应用于深部盐水层封存中的优越性，为CO_2深部盐水层封存提供了理论基础。

关键词(KeyWords)： CO_2封存;超临界CO_2;分子动力学模拟;径向分布函数;相互作用能

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家重点研发计划资助项目“大规模安全高效CO2驱油利用及咸水层封存技术研究”(2023YFB4103904)

作者(Author): 苗根

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