题目
深部咸水层封存二氧化碳时,引发地层结构不稳定的主要因素是:A. 注入压力超过岩石破裂梯度B. 二氧化碳与地下水反应C. 微生物代谢产生甲烷D. 咸水层矿物溶解沉淀
深部咸水层封存二氧化碳时,引发地层结构不稳定的主要因素是:
A. 注入压力超过岩石破裂梯度
B. 二氧化碳与地下水反应
C. 微生物代谢产生甲烷
D. 咸水层矿物溶解沉淀
题目解答
答案
A. 注入压力超过岩石破裂梯度
解析
考查要点:本题主要考查深部咸水层封存二氧化碳技术中引发地层结构不稳定的核心机制,需结合地质工程与流体压力相关知识。
解题思路:
- 关键概念:深部咸水层封存CO₂时,注入的CO₂会增加地层压力。若压力超过岩石本身的破裂梯度,将导致岩石破裂,进而引发地层结构失稳。
- 选项辨析:
- A选项直接关联压力与岩石破裂的物理过程,是封存技术中最直接的破坏机制。
- B、D选项涉及化学反应或矿物变化,但这类过程通常较缓慢,非突发性结构失稳的主要原因。
- C选项与微生物活动相关,但在深部咸水层中微生物活性有限,非主要因素。
破题关键:明确注入压力与岩石破裂梯度的关系是地层结构失稳的核心触发条件。
注入压力与岩石破裂梯度
- 压力平衡原理:地层在自然状态下处于应力平衡。注入CO₂会增加孔隙流体压力(即“有效应力”),当压力超过岩石破裂梯度时,岩石发生断裂。
- 破裂梯度定义:岩石在垂直方向上每单位长度可承受的最大压力变化。若注入压力梯度超过此值,岩石结构被破坏。
- 实际影响:破裂导致地层渗透性改变,可能引发微地震或地表沉降,严重时危及工程安全。
其他选项排除
- B选项:CO₂与地下水反应生成碳酸,可能改变岩石溶解性,但此过程需较长时间,无法解释快速结构失稳。
- C选项:深部咸水层环境恶劣,微生物活动稀少,且甲烷生成与压力失衡无直接关联。
- D选项:矿物溶解或沉淀会改变岩石物性,但属于渐进性过程,非突发性破坏主因。