【摘 要】
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流体对于地球内部的传质和传热过程起着不可或缺的关键作用,对流体包裹体的广泛研究表明,氯化钠是富水流体中最主要的电解质,而CO2是地质流体中主要的气体组分。变质岩、伟晶岩、碳酸盐和各种热液矿床中的流体组成可近似看作H2O-NaCl体系或CO2-H2O-NaCl体系。了解地质流体的各种物理化学性质是研究流体地质作用的重要前提,其中界面张力是多孔介质中两相流最主要的物理化学参数之一。了解并确定H2O-N
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流体对于地球内部的传质和传热过程起着不可或缺的关键作用,对流体包裹体的广泛研究表明,氯化钠是富水流体中最主要的电解质,而CO2是地质流体中主要的气体组分。变质岩、伟晶岩、碳酸盐和各种热液矿床中的流体组成可近似看作H2O-NaCl体系或CO2-H2O-NaCl体系。了解地质流体的各种物理化学性质是研究流体地质作用的重要前提,其中界面张力是多孔介质中两相流最主要的物理化学参数之一。了解并确定H2O-NaCl体系和CO2-H2O-NaCl体系在宽广温压范围内的界面张力对于二氧化碳地质封存、包裹体的应用及模拟各种热液矿床和变质作用具有重要意义。当前仍然缺乏能够准确计算在宽广温压范围内CO2/NaCl水溶液界面张力的理论模型。本文通过将考虑了分子间作用的SAFT-LJ状态方程与考虑了流体界面密度梯度变化和分子分布不均匀性的密度梯度理论相结合,建立了能在宽广温压范围内计算CO2/H2O界面张力和CO2/NaCl水溶液界面张力的计算模型。与前人实验数据对比表明,本文提出的模型能在宽广温压范围内较为准确的计算CO2/H2O界面张力和CO2/NaCl水溶液界面张力。对于CO2/H2O的界面张力,本模型的计算精度与实验数据的精度相当;而对于CO2/NaCl水溶液的界面张力,不同实验数据之间存在较大偏差,本模型的计算结果总体上接近实验结果。基于这一理论成果开发了可用于CO2地质封存研究的CO2/NaCl型卤水界面张力计算软件。本模型能够正确预测CO2/NaCl水溶液界面张力随温度、压力和组成的变化规律。包括:（1）在恒温条件下,界面张力随着压力的升高而呈现下降趋势,且减小速率随着压力增大而减少。温度越低,在较低压力下界面张力的减小速率越大,而高压下的减小速率越小。（2）温压恒定时,CO2/NaCl水溶液界面张力随着盐度的增加而升高。
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