Im Kontext der synergistischen Effizienzsteigerung von Verschmutzungsreduzierung und Kohlenstoffsenkung bietet die gemeinsame Rückführung von Erdgasfeldabwasser und CO2-Speicherung in geologische Formationen einen wichtigen Weg, um die Vorteile der CO2-Speicherung zu erweitern. Die Entwicklung des Vorkommens von CO2 in den geologischen Formationen, in die das Erdgasfeldabwasser zurückgeführt wird, wird die Effizienz der CO2-Speicherung und die langfristige Sicherheit direkt beeinflussen. Vom Mechanismus der Wechselwirkung zwischen CO2-Erdgasfeldabwasser-Reservoirgesteinen ausgehend und unter Verwendung der PHREEQC-Software wurde systematisch untersucht, wie der CO2-Druck, die Mineralisation des Erdgasfeldabwassers, der Typ der Reservoirgesteine und die Reservoirtemperatur die Auflösung und Mineralisation des CO2 beeinflussen und welchen Wirkmechanismen sie unterliegen. Unter Berücksichtigung der Änderungen der Mineralzusammensetzung und des Verhältnisses von Auflösung zu Mineralisation reagierender Mineralien wurden die Hauptsteuerfaktoren für das Vorkommen von CO2 im zurückgeführten Erdgasfeldwasser analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass: (1) Feldspat und Chlorit die Hauptmineralien sind, die die Mineralisierungsreaktion von CO2 fördern, während Illit und Calcit die Hauptmineralien zur Kohlenstofffixierung sind; (2) Die Menge an auflösbarem und mineralisiertem CO2 (im Folgenden als CO2-Auflösungsmenge bezeichnet) nimmt mit dem CO2-Druck zu und mit der Mineralisierung des Erdgasfeldabwassers ab. In einem Sandsteinsystem nimmt die CO2-Auflösungsmenge mit steigender Temperatur ab, während in einem Kalksteinsystem die CO2-Auflösungsmenge zuerst ab- und dann zunimmt; (3) Unter den simulierten Bedingungen variiert das Verhältnis von auflösbarem und mineralisiertem CO2 infolge der Druckänderungen von 47 % bis 72 % im Sandsteinsystem und aufgrund der Gesteinstypunterschiede von 10 % bis 45 %. Die Veränderungen der Mineralisationsrate von CO2 aufgrund von Unterschieden in der Wassermineralisierung und der Reservoirtemperatur betragen 2 % bis 31 % bzw. 3 % bis 15 % in Sand- bzw. Kalksteinsystemen. Die Forschungsergebnisse sind von großer Bedeutung für das vertiefte Verständnis der Evolution des Auftretens von CO2 bei der Kohlenstoffspeicherung, die Förderung der gemeinsamen Rückführung von Erdgasfeldabwasser und CO2-Speicherung in geologische Formationen von der theoretischen Forschung bis zur Feldversuchsdemonstration.

CO2-Geologiespeicherung; Rückführung von Erdgasfeldabwasser; synergistische Verschmutzungsreduzierung und Kohlenstoffsenkung; PHREEQC-Software; Wechselwirkung von CO2-Wasser-Gestein; Vorkommen