647K以下CO2-H2O与CO2-H2O-NaCl体系PVTx性质的实验与模拟研究进展.pdfVIP

2009年全国岩石学与地球动力学硼寸会 647 性质的实验与模拟研究进展 胡家文1，段振豪2 (1．石家庄经济学院资源学院河北．石家庄050031o 2．中国科学院地质与地球物理研究所．地球深部研究重点实验空，北京100029) 与地球化学过程的理解及工业过程的开发控制都具有十分重要的意义。为此，我们对上述体系在 647 K以下的PVTx实验数据及相关的热力学模型进行了系统的分析、比较与检验。结果发现， 在COrH20体系的实验数据中，大约有2／3能够相互吻合，其中气相和液相密度的不确度分别 约为2％和O．5％，其温压范嗣为273～642K，l～35MPa。在液相密度数据中，只有少数几组能够 体密度数据只有几组，且精度差别很大，高精度数据较少。 关于上述体系PVTx性质的现有热力学模型(如状态方程和密度模型)大多针对单相体系， 只有少数可用于多相平衡体系。其中有几种具有与多数实验数据相近的，精度，但仍不能C02地 质储存数值模拟的需要。在临界区(无论是纯流体，还是混合物)，绝大多数模型的预测结果与 实验之间仍然有很大的偏差。这种偏差来自流体临界现象的奇异性。理论上已经证明，平均场理 论或完全解析的方式无法正确地表达这种奇异性。这也是当前热力学模拟中最为棘手的问题之 一。迄今为止，人们已经提出多种理论或具体的解决办法。这些理论或方法一般都很精确，但往 往也很复杂，而且绝大多数均针对纯流体，很少涉及混合物，特别是全部组成范嗣内的混合物。 此外，混合物中相平衡和PVTx性质的同时、精确的预测是多相平衡体系热力学模拟的又一难点。 许多事实表明，单个模型很难达到上述要求。这是南C02、H20和NaCI的组分性质及共存各相 的组成和密度的巨大差异所造成的。比较可行的方法是2个或2个以模型相结合。 纯水状态方程加微扰项的方法预测C02．H20溶液的性质。上述模型对气相体积预测的平均偏差 和最大偏差分别为0．25％和2．8％，对二元液体密度的平均偏差与最大偏差分别仅为0．008％和 NaCI 水溶液模型相结合，可以在实验偏差范同内精确地再现C02．H20-NaCI混合物的密度。详细结果 及程序计算可参见http：／／www．geochem．model．org． 开发工程”国家重点实验室开放基金(PLC200701)及中围科学院地球化学研究所“矿床地球化学”周家重点实验室 开放基金(200807) 415