摘要：枯竭气田是二氧化碳地下封存最可能的候选场地之一。这些气田拥有已证实的储层和合格的盖层，在地质时间尺度上保留了天然气。然而，与甲烷不同，二氧化碳注入会因碳酸形成而改变盐水的pH值。随后的矿物溶解/沉淀会改变储层和盖层的孔隙度/渗透率。因此，为了实现二氧化碳的充足、安全和有效封存，必须充分理解地下系统。二氧化碳地下封存的一个重要方面是该气体的纯度，它会影响过程的风险和成本。为了研究实际案例中二氧化碳加杂质的影响，我们对荷兰东北部气田的储层和盖层岩心样本进行了为期中期（30天）的实验室实验（300巴，100°C）。此外，我们还试图确定这些气田中二氧化碳流中一种可能杂质（硫化氢）的最大允许浓度。
注入的气体为CO₂+100ppm H₂S和CO₂+5000ppm H₂S，它们与岩心样本和盐水（表2.2）发生反应。实验前后，通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对岩心样本进行分析，以观察矿物学变化。同时测量了样本的渗透率。实验后，如预期的那样，观察到长石、碳酸盐和高岭土的溶解。此外，我们还观察到新鲜高岭土的沉淀。然而，在二氧化碳流中添加硫化氢时获得了两个显著结果。首先，我们观察到硫酸盐矿物（硬石膏和黄铁矿）的沉淀。这与纯二氧化碳注入后的结果不同，在纯二氧化碳注入后，样本中以硬石膏溶解为主。其次，在存在硫化氢的情况下发生了严重的盐沉淀。这主要由硬石膏和黄铁矿的成核引起，促进了石盐沉淀，在一定程度上还由于硫化氢在水中的更高溶解度以及存在硫化氢时气相中更高的含水量。CMG-GEM（CMG，2011）建模软件的模拟结果证实了这一点。
石盐、硬石膏和黄铁矿的沉淀以不同方式影响样本的渗透率。CO₂+100ppm H₂S注入后，储层样本的渗透率增加了≤3%。盖层样本的渗透率增加了1.3。然而，在添加5000ppm H₂S后，所有样本的渗透率均显著下降。在CO₂+100ppm H₂S的情况下，石盐、硬石膏和黄铁矿的沉淀抵消了矿物溶解，导致样本渗透率变化最小。
