Глубокие вулканические коллекторы группы Хуошилин в Сонглиао бассейне ограничены сверхнизкой проницаемостью и высокой плотностью, что создает серьезные вызовы для экономически эффективной разработки, а также предоставляет потенциальные целевые коллекторы для использования и хранения CO₂ в рамках технологий CCUS. Исследование направлено на поиск и верификацию метода модификации коллекторов на основе взаимодействия сверхкритического CO₂ (SC-CO₂) с пластовой водой. Путем проведения экспериментов по насыщению и растворению SC-CO₂, в сочетании с количественным минералогическим анализом с помощью рентгеновской дифракции (XRD), микроструктурным исследованием с использованием сканирующей электронной микроскопии (FE-SEM) и тестированием механических свойств горных пород, систематически изучено влияние SC-CO₂ совместно с пластовой водой на модификацию коллектора. Результаты показали, что SC-CO₂ преимущественно растворяет такие минералы, как полевой шпат и кальцит, что приводит к значительному снижению содержания глинистых минералов и образованию микротрещин и пор. Трехмерная цифровая модель керна, построенная по данным КТ-сканирования, дополнительно показала, что после обработки SC-CO₂ структура пор коллектора значительно улучшается: доля доминирующих пор с координационным числом (CN) более 3 увеличивается примерно на 11%, объем пор с радиусом горла более 6 мкм увеличивается более чем на 16,5%, а тренды изменения проницаемости в моделировании совпадают с реальными измерениями, с приростом более 90% в годовом выражении. Одновременно механические испытания показывают снижение прочности образцов на сжатие на 19,6%, снижение модуля упругости на 13,2%, увеличение коэффициента Пуассона на 8,7%, а наблюдения в SEM подтверждают, что механическое ослабление эффективно вызывает развитие вторичных трещинных сетей. Исследование показывает, что SC-CO₂ благодаря своей молекулярной диффузии на нанометровом уровне и нулевому межфазному натяжению способен эффективно проникать в микро- и нанопоры, взаимодействовать с пленочной водой, образуя угольную кислоту, глубоко растворяя внутреннюю структуру коллектора через водно-горное взаимодействие, тем самым преодолевая ограничения традиционных кислотных растворов в доступе к микронаноразмерным порам. Данный метод предоставляет новую теоретическую основу и технический путь для экономически эффективной разработки глубоких вулканических коллекторов и совместного захоронения и улучшения проницаемости CO₂ в CCUS.

сверхкритический CO₂;вулканический коллектор;сверхнизкая проницаемость;водно-горное взаимодействие;растворение;модификация коллектора