2实验方法步骤

2.1孔隙度测试

测试步骤如下：（1）将岩心在烘箱（温度设为105°C）中烘干12h,12h以后迅速称量岩心干重，记为m0.（2）将岩心放在夹持器中，用真空泵对其抽真空5h以上。（3）对岩心逐级加压注蒸馏水进行饱和，并最终在40°C18MPa下饱和12h以上，然后称量岩心的饱和重，记为m1.（4）根据下式计算岩心孔隙度：

δ=(m1-m0)/ρV（1）

式中：δ为岩心的孔隙度；m0为岩心干重，单位为g;m1为岩心饱和重，单位为g;ρ为岩心中水的密度（实验条件下），单位为g/ml;V为岩心体积，单位为ml.

2.2残余气饱和度测试

测试步骤如下：（1）据Liu等测定的CO2在各溶液（质量浓度为10%）中的溶解度，分别配置饱和CO2的驱替液。（2）将已测孔隙度的岩心放入岩心夹持器中，用超临界CO2饱和，并通过回环压控制系统将回压控制在10MPa,环压控制在20MPa;通过恒温箱将系统温度控制在40°C,维持8h以上，确保岩心、驱替液、CO2温度均达到实验设定温度。（3）以恒定的1ml/min流速将饱和CO2的驱替液注入岩心，进行水驱替CO2实验，记录上、下流压力及出气量。（4）待气体流量计的读数变为0,迅速切换至排水法测定气体流量系统，并每隔1min记录一次读数。（5）当有液体流出后，记录出水时间，并改为5min记录一次读数，每隔15min取一次液体样，分别用NaOH溶液和HCl溶液滴定，并记录消耗滴定液的体积量。（6）待到排出水的速率和消耗的滴定液体积达到稳定后，停止注水，关闭岩心夹持器出口端、入口端阀门，撤掉回、环压，清洗岩心，结束实验。（7）根据下式计算残余CO2饱和度：

Sgr=V3/δV（2）

式中：Sgr为地下水回流后被束缚在岩石孔隙中的残余气饱和度；V3为残留在岩石孔隙中的CO2体积（实验条件下），单位为ml;δ为岩心的孔隙度；V为岩心体积，单位为ml.

3实验结果分析与讨论

3.1岩心夹持器入口、出口压力的变化特征

虽然在实验开始前,会通过回压控制装置将压设置在10 MPa,但是在实验过程中岩心夹持度的岩心放器的人口、出口压力会出现波动。通过实验得到通过回岩心夹持器人口、出口压力及二者压力差的变化

由压力曲线的变化,可以发现,入口、出口温度均达到压力刚开始都迅速升高,然后趋于平缓,总体呈饱微上升趋势，最终都趋于稳定。因为岩心夹持器口端回压设置为10MPa，即只有在出口压力超0MPa时，CO2气体才能流出。驱替开始阶段力在岩心夹持器内聚集，所以入口、出口压力刚开始都迅速升高。因为岩心孔隙十分曲折复杂，驱替液对岩石孔隙中CO2的作用力极不稳定，所以出口端的出气速率是剧烈变化的。而入口端是均匀的气液混合相通过，因此入口压力波动都比较平缓。而出口端出气速率不稳定，所以出口压力的波动都较为剧烈。

入口和出口的压力差总体上随时间趋于稳定，但中间会随着出口端压力的波动而波动。压力差随时间的变化以驱替液突破岩心的时间为分界点:驱替液突破岩心前，压力差波动相对较为剧烈(活塞式驱替阶段);驱替液突破岩心后，压力差趋于稳定(携带式驱替阶段)。因为驱替液突破岩心后，从岩心中驱替出的CO2气体大为减少，这部分CO2气体对出口端压力的影响极小，所以驱替液突破岩心后，压力差趋于稳定。

3.2CO2流量随时间的变化特征

在驱替实验开始后，驱替出来的CO2气体流量也是随时间变化的。实验得到的CO2流量随时间的变化如图6到图9所示。

由CO2流量曲线可以发现，以驱替液突破岩心为分界点，也可以将CO2流量随时间变化划分为两个阶段:驱替液突破岩心前，CO2流量随时间都发生较大的波动(活塞式驱替阶段);驱替液突破岩心后，CO2气体流量迅速减少，并且最终趋于一个稳定值，CO2流量曲线几乎不再波动带式驱替阶段)。因为活塞式驱替阶段中驱替出的CO2速率是剧烈变化的，所以CO2流量随时间发生了较大的波动。这一稳定值的出现，是因为实验开始一段时间后，岩心中可被驱替的超临界CO2已被完全驱替，岩心中只剩下被毛细力所束缚的CO2。驱替液流出后，由于温度和压力的降低，本来溶解在驱替液中的CO2散逸出来，而驱替液初始溶解的CO2量是一定的，散逸出的CO2也是一定的，所以CO2气体流量最终趋于稳定。对比图6一图9发现，10%NaCl和10%CaCl2溶液驱替实验的CO2流量曲线随时间波动最为剧烈，混合溶液次之，波动最小的是蒸馏水驱替实液验的CO2流量曲线。

与图2一图4的压力变化图相比较发现，出口端与入口端之间压力差随时间的变化，与CO2流量随时间的变化有着很好的对应关系:压力差曲分线为波峰处，对应的流量曲线也是波峰，波谷以力及平缓段也对应很好。