CCUS地质封存中CO2-咸水-地层岩-油井水泥相互作用机理的研究

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项目介绍
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基本信息

  • 批准号：
    51604288
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    17.0万
  • 负责人：
    刘琦
  • 依托单位：
    中国石油大学（北京）
  • 学科分类：
    E0402.油气开采
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The CO2-brine--rock-cement interactions for CO2 storage integrity is one of the key issues to understand well cement carbonation. Well leakage may be caused by poorly cemented casing/hole annulus, casing failure, and abandonment failure. Several studies on the integrity of well cements in contact with CO2 and CO2-brine have been reported. These studies have indicated that cement degradation in the well adjacent to the caprock can be important with respect to well integrity. Therefore, the aim of this research is to improve our understanding of well integrity by conducting investigations into geochemical properties of cement and reservoir rocks under conditions representative of the subsurface temperatures and pressures at the wellbore, thus the long-term CO2-brine-wellbore cement-rock interactions will be conducted via a series of HTHP batch reactors, and the samples (both before and after reaction) will be analysed via the X-ray μ-CT scanner to study the effect of mineral trapping on well cement degradation and the mechanism of cement carbonation on well cement/caprock.
二氧化碳地质封存中CO2-咸水-地层岩-油井水泥相互作用机理是研究油井水泥碳化腐蚀的关键问题之一。目前CO2-咸水-储集岩体系的地球化学反应（主要是矿化反应）对油井水泥碳化反应的影响规律的研究还很欠缺，同样对地质封存中油井水泥在与岩石毗邻区域的碳化腐蚀反应区域和进程也还需进一步地深入研究。本项目拟以CO2地质封存中油井水泥碳化反应为研究对象，在模拟地质构造的压力、温度和地层咸水成分的条件下，对CO2-咸水-储集岩/油井水泥和CO2-咸水-盖岩/油井水泥进行长周期高温高压静态反应试验，应用微焦点X射线CT扫描进而从微观孔隙尺度揭示二氧化碳地质封存中的矿化反应对油井水泥碳化的影响规律；并通过确定油井水泥碳化腐蚀的反应区域和进程，来完善油井水泥与盖岩胶结面的碳化反应机理，进而建立较为准确的油井水泥碳化深度的预测公式，为我国CO2地质封存中油井水泥碳化腐蚀的风险预测提供重要的理论基础和和科学判据。

结项摘要

二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，特别是CO2地质封存是大规模减少温室气体CO2排放的最有效技术之一。为了进一步大规模地应用CCUS技术，需要对其地质封存中CO2腐蚀下油井水泥的作用机制有着更深刻地认识，而二氧化碳地质封存中CO2-咸水-地层岩-油井水泥相互作用机理是研究油井水泥碳化腐蚀的关键问题之一。目前CO2-咸水-储集岩体系的地球化学反应对油井水泥碳化反应的影响规律的研究还很欠缺，对不同反应区域的微观物性演化规律认识不足，缺乏对腐蚀作用下油井水泥宏观性能与其微观腐蚀机制相关性的阐释，同样对地质封存中油井水泥在与岩石毗邻区域的碳化腐蚀反应区域和进程也还需进一步地深入研究。本项目通过室内试验模拟真实的地质条件下，针对CCUS地质封存的盖储层岩心样品进行30天的CO2-咸水-地层岩反应，以CO2地质封存中油井水泥碳化反应为研究对象，在模拟地质构造的压力、温度和地层咸水成分的条件下进行长期（6-24个月）的CO2-咸水-地层岩/油井水泥反应，应用微焦点X射线CT扫描进一步探索CO2地质封存的机理，对CCUS地质封存中的CO2-地层水-岩石的反应机理进行研究；进而从微观孔隙尺度进一步揭示二氧化碳地质封存中的矿化反应对油井水泥碳化的影响规律；通过确定油井水泥碳化腐蚀的反应区域和进程，完善油井水泥与盖岩胶结面的碳化反应机理；揭示CO2腐蚀反应下油井水泥不同反应区域与其宏观性能的构效关系，探明油井水泥与地层岩胶结界面的微观构造与物性对地质封存体系腐蚀完整性的调控规律，明确矿化产物与腐蚀产物在油井水泥与地层岩胶结面上的密封性协同调控机制;通过对矿化反应进程的调控，解析二氧化碳矿化反应对油井水泥与储集岩毗邻区域井筒完整性的强化协同作用,为我国CCUS地质封存中油井水泥碳化腐蚀的风险预测提供重要的理论基础和和科学判据。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（2）
Surfactin 生物表面活性剂及其驱油研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    化工进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王晨依;刘琦;彭勃;吕静
  • 通讯作者：
    吕静
Evaluation of CO2 enhanced oil recovery and CO2 storage potential in oil reservoirs of Bohai Bay Basin, China
渤海湾盆地油藏CO2提高采收率及CO2封存潜力评价
  • DOI：
    10.1016/j.ijggc.2017.08.012
  • 发表时间：
    2017-10
  • 期刊：
    International Journal of Greenhouse Gas Control
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Yang Wei;Peng Bo;Liu Qi;Wang Shuai;Dong Yongfa;Lai Yingying
  • 通讯作者：
    Lai Yingying
Economic-related CO2 emissions analysis of Ordos Basin based on a refined STIRPAT model
基于精细化STIRPAT模型的鄂尔多斯盆地经济相关CO2排放分析
  • DOI：
    10.1002/ghg.1920
  • 发表时间：
    2019-10-01
  • 期刊：
    GREENHOUSE GASES-SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Liu, Shuangxing;Peng, Bo;Fan, Chao
  • 通讯作者：
    Fan, Chao
Understanding CO2-brine-wellbore Cement-rock Interactions for CO2 Storage
了解 CO2 封存的 CO2-盐水-井筒水泥-岩石相互作用
  • DOI：
    10.1016/j.egypro.2017.03.1676
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Energy Procedia
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Nazia Mubeen Farooqui;Qi Liu;M Mercedes Maroto Valer;Mojgan Hadi Mosleh;Anna Korre;Sevket Durucan
  • 通讯作者：
    Sevket Durucan
Ultra-Low Interfacial Tension Foam System for Enhanced Oil Recovery
用于提高石油采收率的超低界面张力泡沫系统
  • DOI：
    10.3390/app9102155
  • 发表时间：
    2019-05
  • 期刊：
    Applied Sciences-Basel
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Liu Qi;Liu Shuangxing;Luo Dan;Peng Bo
  • 通讯作者：
    Peng Bo

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  • 作者：
    刘琦;塔娜;焦巍;康宏源;赵志勇
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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