The Evolution of Paleo-Porosity in Basalts: Reversing Pore-Filling Mechanisms Using X-Ray Computed Tomography
The Evolution of Paleo-Porosity in Basalts: Reversing Pore-Filling Mechanisms Using X-Ray Computed Tomography
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玄武岩古孔隙度的演化：利用 X 射线计算机断层扫描逆转孔隙填充机制
DOI：
10.1007/s11242-022-01869-2
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发表时间：
2022
影响因子：
2.7
通讯作者：
Macente A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Macente A
玄武岩通常携带高体积分数的囊泡，可以是石油系统中的重要储集层，并被认为是通过原位矿物捕集进行CO2储存的绝佳候选者。杏仁状玄武岩在许多序列中的频率突出了矿化的普遍性，但是当囊泡网络被填充时，玄武岩可以作为不可渗透的密封和陷阱。描述孔隙度和渗透率的时空演化特征对于理解玄武岩的岩石物理性质和CO2储存潜力至关重要。我们利用X射线计算机断层扫描（XCT）的杏仁状玄武岩含有一个孔连接的微裂缝网络，现在部分填充方解石作为模拟CO2矿物捕获在泡状玄武岩的沉淀历史。断裂网络可能代表了矿化过程中富含CO2流体的优先通道。我们调查和量化的玄武岩孔隙度和渗透率的演变过程中孔隙填充方解石沉淀应用新的数值侵蚀技术，以“回剥”的杏仁和裂缝网络的方解石。我们提供了一种半定量的技术，用于通过时间来确定储层潜力和质量，并了解地下流动和储存。我们发现，渗透率的演变是依赖于沉淀机制和速率，以及对存在的微裂缝网络，一旦沉淀是足以关闭所有的孔隙，渗透率达到的值，是由微裂缝网络控制。这些结果提示进一步的研究，以确定CO2矿物捕集机制的杏仁状玄武岩作为类似的CO2注入玄武岩地层。
Often carrying a high-volume fraction of vesicles, basaltic rocks can be an important reservoir horizon in petroleum systems, and are considered an excellent candidate for CO2storage by in situ mineral trapping. The frequency of amygdaloidal basalts in many sequences highlights the prevalence of mineralisation, but when the vesicle network has been filled, the basalts can act as impermeable seals and traps. Characterising the spatial and temporal evolution of the porosity and permeability is critical to understanding the petro-physical properties and CO2storage potential of basalts. We exploit X-ray computed tomography (XCT) to investigate the precipitation history of an amygdaloidal basalt containing a pore-connecting micro fracture network now partially filled by calcite as an analogue for CO2mineral trapping in a vesicular basalt. The fracture network likely represents a preferential pathway for CO2-rich fluids during mineralisation. We investigate and quantify the evolution of basalt porosity and permeability during pore-filling calcite precipitation by applying novel numerical erosion techniques to “back-strip” the calcite from the amygdales and fracture networks. We provide a semi-quantitative technique for defining reservoir potential and quality through time and understanding sub-surface flow and storage. We found that permeability evolution is dependent on the precipitation mechanism and rates, as well as on the presence of micro fracture networks, and that once the precipitation is sufficient to close off all pores, permeability reaches values that are controlled by the micro fracture network. These results prompt further studies to determine CO2mineral trapping mechanisms in amygdaloidal basalts as analogues for CO2injections in basalt formations.
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