碳捕获、利用与封存是应对全球气候变化的关键技术之一。室内岩心尺度驱替实验是有效的研究二氧化碳在岩石中的运移规律和驱替效率的手段之一。许多室内实验集中于研究二氧化碳在相对均质的样品中的运移规律，但实际的储层中常出现低孔渗的粘土夹层，往往会影响二氧化碳的运移规律和驱替效率。
　　基于X-CT实时监测的室内驱替试验，中国科学院武汉岩土力学研究所研究了粘土夹层在平行于和垂直于二氧化碳注入方向两种情况时对二氧化碳运移规律和驱替效率的影响。研究表明，二氧化碳驱替岩样中咸水的过程分三个阶段：二氧化碳通道形成、通道扩展和通道稳定。粘土夹层的方向对二氧化碳的运移规律和封存储量有显著的影响。当二氧化碳注入方向与粘土夹层平行时，粘土夹层起到分流的作用，在粘土夹层的两侧分别发生指进现象。当注入方向几乎垂直于粘土夹层时，粘土作为一个屏障，阻止二氧化碳向前运移。二氧化碳垂直通过厚度小于1毫米的粘土夹层时，驱替效率降低了43.14%。这项研究为评估碳封存储量及储层的封存安全提供可靠的理论依据和技术支撑。
　　该研究相关成果已被国际期刊Journal of Hydrology 录用，第一作者为武汉岩土所博士生徐亮，通讯作者为研究员李琦。该研究成果得到国家自然科学基金项目和岩土力学与工程国家重点实验室开放基金资助。
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　　二氧化碳在含不同角度粘土夹层的砂岩中运移特征
　　二氧化碳在含不同角度粘土夹层的砂岩中驱替效率变化规律