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苏北断块型圈闭基于安全性CO_(2)地质封存能力计算方法研究
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作者 孙东升 张顺康 +2 位作者 王智林 葛政俊 林波 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第4期641-645,655,共6页
针对苏北盆地断块型圈闭CO_(2)地质封存过程中的安全性问题,在综合考虑断层封闭性、盖层封闭性以及井筒安全性的基础上,结合理论计算、室内实验等方法,明确了相应的安全性界限。在断层封闭性方面,建立了断层连通概率模型;在盖层封闭性方... 针对苏北盆地断块型圈闭CO_(2)地质封存过程中的安全性问题,在综合考虑断层封闭性、盖层封闭性以及井筒安全性的基础上,结合理论计算、室内实验等方法,明确了相应的安全性界限。在断层封闭性方面,建立了断层连通概率模型;在盖层封闭性方面,通过实验测试明确临界压力;在井筒安全性方面,建立了老井CO_(2)注入的标准。在明确断层、盖层及井筒安全边界的基础上,借助数值模拟技术,进行CO_(2)地质封存模拟并计算封存能力。在模拟的过程中,当断层、盖层或井筒的压力状况达到安全边界时,模型停止模拟计算。通过计算模拟模型中的CO_(2)封存量,分析封存位置所占孔隙体积等关键参数,建立了一种针对苏北断块型圈闭CO_(2)地质封存能力的计算方法。采用连续注气和排水注气2种方式,对苏北某断块型圈闭CO_(2)地质封存能力进行了计算,结果表明:圈闭主控断层的开启压力分别为42.9、44.8 MPa,盖层的突破压力最高达到40.5 MPa,套管的破裂压力为45 MPa,连续注气和排水注气对应的封存系数分别为0.04、0.03 t/m^(3)。在排水注气过程中,由于采水井采出一部分地层水,使得压力上升速度较连续注气更加缓慢,最终CO_(2)封存量更高。同时,由于排水注气方式下CO_(2)封存位置所占的孔隙体积出现了明显增加,使得CO_(2)封存系数反而比连续注气方式更小。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 断块型圈闭 安全性 数值模拟 封存能力
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SiO_(2)纳米粒子对CO_(2)地质封存页岩盖层突破压力的影响
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作者 李颖 梁浩 +5 位作者 李海涛 周军平 李可 LEONHARD Ganzer 黄天杰 潘若生 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期108-115,共8页
以鄂尔多斯盆地刘家沟组页岩盖层为研究对象,在页岩盖层所处的温压条件下,试验研究随CO_(2)拌注不同质量分数纳米SiO_(2)(SNPs)对页岩盖层突破压力的影响,并对页岩盖层岩石在突破试验前后的孔隙度、渗透率进行对比分析。采用扫描电镜对... 以鄂尔多斯盆地刘家沟组页岩盖层为研究对象,在页岩盖层所处的温压条件下,试验研究随CO_(2)拌注不同质量分数纳米SiO_(2)(SNPs)对页岩盖层突破压力的影响,并对页岩盖层岩石在突破试验前后的孔隙度、渗透率进行对比分析。采用扫描电镜对比试验前后岩样的微观孔隙结构与微观形貌,计算试验过程中SNPs-CO_(2)流体密度和黏度,明确随CO_(2)拌注不同质量分数SNPs对盖层封堵能力的影响,以深入揭示SNPs强化盖层封堵能力的潜力及机制。结果表明:SNPs能有效封堵页岩盖层中的孔隙和裂缝,降低岩石的孔隙度和渗透率,增大盖层岩石突破压力,增强盖层封堵能力;随纳米流体中SNPs的质量分数增加,含裂缝和不含裂缝岩心的突破压力增大,孔隙度与渗透率均减小;SNPs在一定注入质量分数范围内分布较为均匀,可在盖层孔隙表面形成有效保护层,增强盖层封堵能力;SNPs-CO_(2)流体密度较纯CO_(2)大,会限制CO_(2)向盖层岩石的迁移,减少CO_(2)与盖层岩石的相互作用;SNPs-CO_(2)流体黏度较纯CO_(2)大,会降低流体在盖层中的渗透能力并增加其在盖层中的流动阻力;储层孔隙度与渗透率均高于盖层,且SNPs-CO_(2)流体黏度与密度增大对流体在储层和盖层中的运移影响不大,因此SNPs对CO_(2)在储层中的运移情况影响较小。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 纳米SiO_(2) 突破压力 盖层 封堵能力
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CO_(2)地质封存岩石力学问题研究进展
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作者 于子望 卢帅屹 +1 位作者 白林 郑天琪 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第3期930-942,共13页
温室气体排放导致全球气候变化严重,世界各国正在采取措施缓解碳排放造成的温室效应。二氧化碳捕集与封存(CCS)作为一种大规模的温室气体减排技术正在兴起,并逐渐成为缓解温室效应的最重要手段之一。该技术在实施过程中存在一系列问题,... 温室气体排放导致全球气候变化严重,世界各国正在采取措施缓解碳排放造成的温室效应。二氧化碳捕集与封存(CCS)作为一种大规模的温室气体减排技术正在兴起,并逐渐成为缓解温室效应的最重要手段之一。该技术在实施过程中存在一系列问题,其中注入封存引起的地质力学问题不容忽视。本文综述了CCS中由于注入封存引发的地质力学问题所带来的影响和危害。结果表明:CO_(2)注入引发孔隙压力变化、热应力及化学-力学耦合作用,导致储层岩石强度降低、变形加剧,进而引发地表变形;InSAR技术能够有效监测地表变形,场地微震监测揭示了注入速率与地震活动的直接关联,控制注入速率与压力可有效降低盖层破裂与断层活化的概率;数值模拟是评估场地地质力学风险的主要手段,场地盖层优先选择低渗透、低反应性岩石,可减少泄漏风险,并且需综合断层应力状态规避高活动性断层区域。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 场地监测 数值模拟 岩石力学 热效应
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枯竭页岩气储层CO_(2)地质封存机理及潜力评估方法
4
作者 成其 汤积仁 +4 位作者 卢义玉 陆朝晖 贾云中 周军平 张弛 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1695-1704,共10页
页岩气在我国已实现大规模商业化开发,未来大量资源枯竭的页岩气水平井可提供巨大的CO_(2)封存容量。但页岩气储层的地质特征与深部咸水层、油气藏等常规封存地质体有显著区别,目前CO_(2)在页岩地层中的圈闭机理、封存机制及封存潜力评... 页岩气在我国已实现大规模商业化开发,未来大量资源枯竭的页岩气水平井可提供巨大的CO_(2)封存容量。但页岩气储层的地质特征与深部咸水层、油气藏等常规封存地质体有显著区别,目前CO_(2)在页岩地层中的圈闭机理、封存机制及封存潜力评估方法有待进一步研究。以页岩气储层的地质特征为基础,分析了CO_(2)在页岩气储层中的圈闭机理及封存机制。CO_(2)地质封存可以视作页岩气生产的逆过程,主要的封存空间为产出页岩气所占据的原始孔裂隙空间。基于改造储层体积(SRV)作为CO_(2)封存空间的前提,结合有效容积法和“游离-吸附-溶解”多重封存机制,以盖层安全性为约束条件,建立了页岩气储层CO_(2)封存潜力评估模型;基于我国页岩气开发的现状,初步评估了我国未来枯竭页岩气储层CO_(2)封存潜力。结果表明:在垂直方向上,毛细管力封闭是页岩盖层对CO_(2)的主要封闭机理;在水平方向上,SRV被未经改造的致密页岩包围,可形成对CO_(2)侧向运移的有效屏障。基于以上机理研究,结合我国页岩气勘探开发的一般经验,计算得到页岩气水平井单井控制SRV内的最大CO_(2)封存潜力可达71.2万t,其中游离封存机制的占比为41.82%,吸附封存机制的占比为56.79%,溶解封存机制的占比为1.39%。初步评估我国现有页岩气井的CO_(2)封存潜力为15.02亿t,未来新增页岩气井的封存潜力为121.04亿t。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 页岩气储层 圈闭机理 封存机制 封存潜力
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CO_(2)地质封存与利用技术发展态势与展望
5
作者 方杰 雷宏武 +3 位作者 时俊杰 白冰 李娜娜 赵晏强 《热力发电》 北大核心 2025年第6期157-167,共11页
碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术是缓解CO_(2)排放对环境影响的关键技术,CO_(2)地质封存与利用是CCUS技术的重要组成部分。分析了CO_(2)地质封存与利用技术领域的全球发展态势,从政策体系建设、... 碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术是缓解CO_(2)排放对环境影响的关键技术,CO_(2)地质封存与利用是CCUS技术的重要组成部分。分析了CO_(2)地质封存与利用技术领域的全球发展态势,从政策体系建设、项目实施、研究成果等方面梳理了我国的发展现状,通过文本分析解读了该领域的研究热点,最后对CO_(2)地质封存与利用技术的发展进行了展望。研究指出:当前CO_(2)地质封存与利用领域研究热点主要集中于枯竭油气藏封存、诱发地震机理与监测、泄漏监测与环境评价、CO_(2)封存与能源资源协同开发利用、快速矿化封存等方面;未来应重视CO_(2)封存与利用中复杂多场多相的耦合研究,致力于构建全流程智能化的CO_(2)地质封存与利用系统,并积极探索多元化的CCUS产业发展模式。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存与利用 发展态势 研究热点 展望
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油水混合层CO_(2)地质封存与利用数值模拟及参数全局敏感性分析
6
作者 张雨佳 杨蕴 +6 位作者 龚绪龙 朱慧星 崔龙玉 吴公益 宋健 朱淳 吴吉春 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4667-4676,共10页
选择苏北某油田为研究对象,构建了CO_(2)驱油与封存多相流反应运移模型CO_(2)-DSMRT刻画超临界态/气相、溶水相、溶油相和矿物相CO_(2)在百年尺度上的转化和归趋,利用Sobol方法识别了影响模型预测结果的敏感参数.进一步采用PSO-LSSVM方... 选择苏北某油田为研究对象,构建了CO_(2)驱油与封存多相流反应运移模型CO_(2)-DSMRT刻画超临界态/气相、溶水相、溶油相和矿物相CO_(2)在百年尺度上的转化和归趋,利用Sobol方法识别了影响模型预测结果的敏感参数.进一步采用PSO-LSSVM方法建立替代模型以表征敏感参数输入和CO_(2)多相态输出结果之间的映射关系,并开展蒙特卡洛随机模拟量化模型的不确定性.结果表明,CO_(2)注入油水混合层100a后,气相CO_(2)占比61.2%,溶油相CO_(2)占比17.8%,溶水相CO_(2)占比11.2%,矿物相CO_(2)占比9.8%,CO_(2)-DSMRT模型对开采油量最敏感的参数为渗透率,对储层CO_(2)封存量最敏感的参数为孔隙度.不同置信水平下CO_(2)封存量和产油量的产投比差异明显,P10情境适用于封存优先策略,P50情境下可实现封存与经济效益平衡,P90情境下更适合增产优化策略. 展开更多
关键词 co_(2)地质封存与利用 多相流 反应运移 全局敏感性分析 不确定性分析
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基于深部煤炭地下气化的CO_(2)地质封存潜力及研究进展
7
作者 王炜彬 刘淑琴 +4 位作者 戚川 刘岳明 杨瑞召 蒋斌斌 李井峰 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第4期14-23,共10页
深部煤炭地下气化耦合CO_(2)封存(UCG-CCS)是实现煤炭清洁开发与碳减排的关键技术,在提高燃空腔利用率的同时,将CO_(2)进行地质封存,具有注入性好、密闭性复杂、节约运输成本和埋存潜力巨大等特点,近年来成为CO_(2)封存研究的热点。从... 深部煤炭地下气化耦合CO_(2)封存(UCG-CCS)是实现煤炭清洁开发与碳减排的关键技术,在提高燃空腔利用率的同时,将CO_(2)进行地质封存,具有注入性好、密闭性复杂、节约运输成本和埋存潜力巨大等特点,近年来成为CO_(2)封存研究的热点。从机理研究、稳定性评价、封存效能及泄漏监测4个维度系统综述其研究进展:①深部煤炭地下气化燃空腔深度、温度有利于超临界CO_(2)封存,燃空腔的高渗透性可保证CO_(2)良好注入;气化残焦、灰渣和垮落的岩石具有吸附和矿化能力;与燃空腔内咸水层的长期相互作用有利于CO_(2)溶解封存。②空腔密闭性与气化煤层厚度、气化面宽度、留存煤柱宽度、地层深度和地质构造等因素有关,通过气化炉结构综合设计确保密闭性;需控制CO_(2)注入压力避免突破盖层压力;CO_(2)地质封存长期运移依赖于长周期数值模拟及工程观测;注入井和生产井是CO_(2)泄漏的重要途径。③地下气化燃空腔封存能力取决于燃空腔形貌、产气量和产气组分,目前亟需一种准确的煤炭地下气化燃空腔封存CO_(2)封存能力评价模型。④泄漏监测是工程封存CO_(2)必不可少的风险管控环节,CO_(2)封存需长期监测地表变形、井筒泄漏及污染物迁移,但面临地层非均质性、高温腐蚀、信号衰减等挑战,需构建多相渗流模型及环境可持续性指数评估体系保障安全。 展开更多
关键词 深部煤炭地下气化 燃空腔 co_(2) 地质封存 封存机理
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离岸CO_(2)地质封存适宜性评价与源汇匹配研究进展 被引量:1
8
作者 滕莹 李佳洁 +5 位作者 刘颖 陈奕淇 王朋飞 高天 孔骥 李国涛 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期100-112,共13页
全面综述了离岸CO_(2)地质封存的适宜性评价与源汇匹配研究的现阶段进展。首先分析离岸CO_(2)封存的潜在储层与地质条件,重点讨论我国近海主要沉积盆地的封存适宜性及其封存量的计算方法;其次介绍源汇匹配的基本原理,并总结国内外的相... 全面综述了离岸CO_(2)地质封存的适宜性评价与源汇匹配研究的现阶段进展。首先分析离岸CO_(2)封存的潜在储层与地质条件,重点讨论我国近海主要沉积盆地的封存适宜性及其封存量的计算方法;其次介绍源汇匹配的基本原理,并总结国内外的相关实践案例与源汇匹配方案;最后强调未来研究应着重于完善地质数据与评价体系,优化跨区域碳源与碳汇匹配策略,并通过政策支持和经济激励推动离岸封存技术的规模化应用,为实现“碳达峰”和“碳中和”目标提供理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 CCUS 离岸co_(2)地质封存 适宜性评价 源汇匹配
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CO_(2)提高油气采收率与地质封存一体化技术研究进展
9
作者 李彬儒 郭继香 +3 位作者 薛鹏程 陈利新 刘骐峣 王霞 《应用化工》 北大核心 2025年第3期753-757,共5页
CO_(2)驱油可以提高低渗/特低渗油藏、致密油藏、高含水油藏等不同类型油气藏的采收率并实现CO_(2)地质封存,在三次采油过程中受到了广泛关注。综述了国内外CO_(2)驱提高油气采收率与地质封存一体化技术的发展现状,分析了CO_(2)驱油与... CO_(2)驱油可以提高低渗/特低渗油藏、致密油藏、高含水油藏等不同类型油气藏的采收率并实现CO_(2)地质封存,在三次采油过程中受到了广泛关注。综述了国内外CO_(2)驱提高油气采收率与地质封存一体化技术的发展现状,分析了CO_(2)驱油与封存油藏工程和地面工程技术的应用情况,探讨了CO_(2)驱油技术面临的挑战,指出了加快CO_(2)驱技术发展的方向。旨在为改善气驱开发效果、提高油气藏采收率、保障国家能源安全和实现低碳减排提供理论与技术支持。 展开更多
关键词 co_(2)驱油 提高采收率 地质封存 低渗透油藏
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原生矿物组分对CO_(2)地质捕获形式影响的数值模拟 被引量:1
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作者 李晓媛 岳高凡 宋胜华 《地质通报》 北大核心 2025年第5期921-934,共14页
【研究目的】日益加剧的全球气候变化促使CO_(2)捕集与封存(CCS)技术的实施势在必行。CO_(2)-水岩相互作用机理和过程不仅直接影响CO_(2)储层的安全性和稳定性,还决定了CO_(2)的注入效率和储存量。【研究方法】基于中国首个全流程咸水层... 【研究目的】日益加剧的全球气候变化促使CO_(2)捕集与封存(CCS)技术的实施势在必行。CO_(2)-水岩相互作用机理和过程不仅直接影响CO_(2)储层的安全性和稳定性,还决定了CO_(2)的注入效率和储存量。【研究方法】基于中国首个全流程咸水层CCS示范工程,采用TOUGHREACT ECO_(2)N构建内蒙古神华CCS储层长时间序列的水-CO_(2)-热-化学反应耦合模型,研究储集层原生矿物组分对CO_(2)不同捕获机制转化的影响。【研究结果】鄂尔多斯盆地深部咸水储层有利于CO_(2)的矿化封存,1000年时的矿化封存量达总注入量的64.02%。储集层中方解石、奥长石、钠长石、绿泥石和高岭石均发生不同程度的溶解,生成蒙脱石、铁白云石和片钠铝石沉淀。铁白云石是主要的固碳矿物,水气两相区的封存量最大,最大可达15 kg/m^(3)。奥长石、钠长石和方解石的含量变化对气体和溶解封存的影响较小,对矿.化封存无影响。绿泥石的含量变化对3种封存形式影响较大,当绿泥石初始体积分数从1.9%升高到8.4%时,1000年时矿化封存量从7×10^(8) kg升高至1.6×10^(9) kg,变化量达到9×10^(8) kg。【结论】原生矿物组分种类和含量均会影响CO_(2)不同捕获机制的封存量。研究成果可作为优化现有CO_(2)封存工程设计和合理评价未来CO_(2)封存区选址的依据,助力实现中国碳中和目标。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 原生矿物组分 矿化封存 数值模拟
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煤中超临界CO_(2)解吸滞后机理及其对地质封存启示 被引量:4
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作者 刘操 闫江伟 +4 位作者 赵春辉 钟福平 贾天让 刘小磊 张航 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3154-3166,共13页
将CO_(2)注入不可采煤层地质封存既是降低温室气体效应最理想选择之一,也是煤炭工业降低CO_(2)排放、实现低碳化可持续发展的必由之路,然而,煤层CO_(2)地质封存悬而未决的关键问题是:“注入煤层中的CO_(2)到底能否长期停留而安全封存?... 将CO_(2)注入不可采煤层地质封存既是降低温室气体效应最理想选择之一,也是煤炭工业降低CO_(2)排放、实现低碳化可持续发展的必由之路,然而,煤层CO_(2)地质封存悬而未决的关键问题是:“注入煤层中的CO_(2)到底能否长期停留而安全封存?”。鉴于此,在弄清煤体CO_(2)解吸滞后规律的基础上,揭示超临界CO_(2)解吸滞后机理,建立煤层CO_(2)地质封存量化模型,探讨利用解吸滞后实现煤层CO_(2)长期安全封存。研究表明:煤中超临界态CO_(2)解吸滞后程度大于亚临界态CO_(2),在超临界阶段,吸附与解吸等温线形成近似“平行线”的稳定滞后特征;解吸滞后的本质原因是煤中微纳米级亲水性孔隙形成弯液面、产生强大毛细压力、渗吸液态水、截断并固定超临界CO_(2)流体、最终形成了CO_(2)残余封存,例如,煤中直径40~10 nm圆柱形无机孔隙可产生7.30~29.12 MPa毛细压力,足以封堵超临界态CO_(2);以九里山煤样解吸等温线数据为例,采用基于煤层CO_(2)解吸滞后的地质封存量化模型,评估出900~1500 m深部二1煤层封存总量稳定在35~37 m^(3)/t,其中,吸附封存约占80%,残余封存约占15%,而结构封存仅占5%;解吸滞后启示应尽可能采取措施提高煤层残余封存CO_(2)比例,原因是毛细堵塞的残余封存CO_(2)较围岩密封的游离和吸附CO_(2)更安全且没有泄露风险,煤层灰分、水分、孔隙尺寸和形貌等物性参数是影响残余封存效率的主要因素。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 超临界co_(2) 解吸滞后 残余封存 毛细压力 地质封存量化模型
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中国水层CO_(2)地质封存技术攻关方向 被引量:7
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作者 丁国生 唐立根 +14 位作者 丁一宸 阮金凤 朱华银 鲍清英 司光 陶野 张国辉 刘晓卓 初广震 王云 钟荣 裴根 李东旭 李霞 李天行 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期39-45,共7页
在国家“碳达峰碳中和”战略目标下,为了延长化石能源行业的生命周期,亟需进行大规模碳减排的重大革命,其中CO_(2)地质封存(CCS)这一大规模碳减排的托底技术,已在全球达成共识。为此,系统梳理了全球CCS发展趋势,并针对中国CCS地质特点... 在国家“碳达峰碳中和”战略目标下,为了延长化石能源行业的生命周期,亟需进行大规模碳减排的重大革命,其中CO_(2)地质封存(CCS)这一大规模碳减排的托底技术,已在全球达成共识。为此,系统梳理了全球CCS发展趋势,并针对中国CCS地质特点和工程技术现状,分析了中国发展水层CCS面临的挑战和难点,提出了中国水层CO_(2)地质封存技术的攻关方向。研究结果表明:①中国水层CCS起步早,当前正在开展世界级规模水层CCS先导试验,技术水平与国外并行,CCS有望成为中国未来大规模碳减排的主要手段;②鉴于中国水层多无法回避陆相沉积、断裂发育、非均质性强等先天条件,中国未来建设大规模水层CCS将面临封存规模大、封存成本高和长期封存安全性等3个方面关键技术的挑战;③从推动和形成CCS负碳新产业角度,中国未来水层CCS碳埋存需要攻克CCS地质体评估、CO_(2)高速注入、低浓度CO_(2)封存、降低成本和地质监测等5个关键技术。结论认为,该研究认识进一步坚定了中国发展水层CCS技术的信心,提出的5个方面关键技术为快速形成负碳领域的国家战略科技力量明确了攻关方向,同时为后续推动大规模地下储氢、储氦、压缩空气储能等战略性新兴行业的发展提供了前瞻性技术支撑。 展开更多
关键词 国家双碳战略 大规模碳减排 水层co_(2)地质封存 CCS地质 CCS攻关方向
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海洋CO_(2)地质封存研究进展与发展趋势 被引量:7
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作者 赵金洲 郑建超 +2 位作者 任岚 林然 周博 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期1-13,共13页
CO_(2)捕集、利用和封存是中国实现“双碳”目标的核心技术,也是全球研究的热点。CO_(2)地质封存是其中的关键环节,特别是海洋CO_(2)地质封存是今后的重点发展方向。以国内外海洋CO_(2)地质封存的发展历程为基础,结合典型CO_(2)海洋封... CO_(2)捕集、利用和封存是中国实现“双碳”目标的核心技术,也是全球研究的热点。CO_(2)地质封存是其中的关键环节,特别是海洋CO_(2)地质封存是今后的重点发展方向。以国内外海洋CO_(2)地质封存的发展历程为基础,结合典型CO_(2)海洋封存示范项目案例,系统梳理了国内外海洋CO_(2)地质封存理论研究进展,分析了CO_(2)在井筒流动、相变与传热、CO_(2)流体运移与储层物性参数展布规律、海洋地质封存机制及封存潜力、地质封存盖层完整性及安全性评估等方面的研究现状。认识到中国目前对海底地质结构中CO_(2)注入过程的多相态转化、溶解、捕获传质特征及动力学特性认识尚浅,对海洋封存机制及不同封存机制之间的相互作用机理尚不明确,未来应开展海洋CO_(2)动态地质封存空间重构机制研究,解决地质封存相态转化及流体动态迁移机理等关键科学问题,揭示海洋CO_(2)地质封存机制的相互作用机理,形成适用于中国海洋地质封存CO_(2)高效注入和增效封存方法。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 海洋 co_(2)捕集、利用与封存(CCUS) 双碳 碳中和
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纳米SiO_(2)强化CO_(2)地质封存页岩盖层封堵能力机制试验 被引量:6
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作者 李颖 李茂茂 +4 位作者 李海涛 周军平 LEONHARD Ganzer 罗红文 康夫馨 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期92-98,共7页
页岩为CO_(2)盐水层地质封存常见盖层岩石类型,强化盖层封堵能力有利于提高CO_(2)地质埋存量和安全性。为探究随CO_(2)混注纳米SiO_(2)(SNPs)强化盖层封堵能力的有效性和可行性,对CO_(2)地质封存页岩盖层样品开展原地条件下的超临界CO_... 页岩为CO_(2)盐水层地质封存常见盖层岩石类型,强化盖层封堵能力有利于提高CO_(2)地质埋存量和安全性。为探究随CO_(2)混注纳米SiO_(2)(SNPs)强化盖层封堵能力的有效性和可行性,对CO_(2)地质封存页岩盖层样品开展原地条件下的超临界CO_(2)酸蚀反应试验,基础组为页岩样品-地层水、对照组为页岩样品-地层水+超临界CO_(2)、优化组为页岩样品-地层水+SNPs+超临界CO_(2),并采用核磁共振测试、场发射扫描电镜可视化观测、X射线衍射测试和岩石力学试验,探究CO_(2)酸蚀反应前后的页岩孔隙结构、表面形貌、矿物成分及力学性质特征。结果表明:优化组的大孔孔隙分量及孔隙度和渗透率增大幅度低于对照组;与对照组相比,优化组黏土矿物与碳酸盐岩矿物相对含量损失少,表明随CO_(2)混注SNPs可使岩样内部酸蚀作用减弱;SNPs在岩石端面吸附聚集或进入岩心孔喉,可使优化组页岩样品力学性能损伤程度降低;随CO_(2)混注SNPs有利于强化CO_(2)盐水层地质封存盖层封堵能力。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 纳米二氧化硅 超临界co_(2) 盖层封堵能力
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深部煤层CO_(2)地质封存量化评估及案例研究 被引量:5
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作者 刘操 赵春辉 +2 位作者 钟福平 秦书杰 韦沧龙 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期288-298,共11页
地质封存CO_(2)作为理想的减碳技术,有望成为缓解温室效应的重要手段,因此量化评估深部煤层CO_(2)地质封存潜力与研究超临界CO_(2)与深部煤岩之间相互作用成为了“双碳”背景下的研究热点。以焦作矿区九里山煤样为试验研究对象,分析了... 地质封存CO_(2)作为理想的减碳技术,有望成为缓解温室效应的重要手段,因此量化评估深部煤层CO_(2)地质封存潜力与研究超临界CO_(2)与深部煤岩之间相互作用成为了“双碳”背景下的研究热点。以焦作矿区九里山煤样为试验研究对象,分析了深部煤层超临界CO_(2)吸附与封存机理,分别开展了35和45℃下煤样的CO_(2)等温吸附试验,解释并校正了CO_(2)吸附等温线高压异常下拐现象,得到了不同温度下煤样的CO_(2)实际吸附量。提出了一种新方法计算CO_(2)地质封存量,能够校正吸附相体积造成的封存量计算误差,并能精确评估不同埋深煤层CO_(2)理论和有效封存量。研究结果表明:①当高压吸附饱和时,煤样表面所有的吸附位被完全占据,此时吸附相体积和密度不再发生改变,吸附量应趋于稳定,但实验室测得的吸附量却在高压饱和阶段随压力增大而减小,这并不符合Langmuir吸附原理,因此必须对实验室测试的吸附等温线进行校正,才能应用于深部煤层CO_(2)封存量评估;②煤中CO_(2)封存量主要由吸附和游离封存量组成,吸附封存量需要采用吸附相密度和Gibbs吸附量进行反算,游离封存量则需要掌握煤中游离相占据的孔隙体积,它只能根据煤中孔隙总体积减去吸附相体积进行计算,因此,吸附相是精确评估吸附和游离封存量的决定性因素;③采用修正的煤层CO_(2)地质封存量化方法,以焦作修武研究区800~2000 m深部煤层为例,得出其单位质量煤中CO_(2)理论封存量为1.52~2.16 mmol/g,CO_(2)有效封存总量为11.19×10^(9)m^(3),换算为封存总质量为21.97 Mt。本研究案例不仅校正了吸附试验数据的物质平衡错误,而且考虑了吸附相占据孔隙空间对游离封存量的影响,这对深部煤层CO_(2)地质封存量精准评估具有重要的应用意义。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 深部煤层 co_(2)吸附试验 吸附相 评估方法
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咸水层中液态与超临界CO_(2)运移特征和封存方式 被引量:1
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作者 彭玺伊 王延永 +3 位作者 李嵩 王晓光 崔国栋 何勇明 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期99-106,共8页
【目的】CO_(2)咸水层封存是实现大规模温室气体减排的关键技术。对离岸浅部咸水层,海洋低温环境与上覆海水压力作用使其温度和压力条件相较于相同埋深陆上咸水层差异明显,地层内CO_(2)可能以液态形式存在。与超临界态相比,液态CO_(2)... 【目的】CO_(2)咸水层封存是实现大规模温室气体减排的关键技术。对离岸浅部咸水层,海洋低温环境与上覆海水压力作用使其温度和压力条件相较于相同埋深陆上咸水层差异明显,地层内CO_(2)可能以液态形式存在。与超临界态相比,液态CO_(2)的密度、黏度及其在地层水中的溶解度更高,影响其运移和封存过程。现有研究以超临界CO_(2)为主,液态CO_(2)在咸水层中的运移和封存规律缺乏深入认识。【方法】考虑液态与超临界态CO_(2)特征,构建浮力与毛管力作用下CO_(2)运移与封存的数学模型。基于高精度两相渗流数值模拟,对比注气结束后液态与超临界态CO_(2)在咸水层中的运移特征和封存方式变化规律。【结果和结论】结果表明:与超临界态相比,浮力主导下液态CO_(2)垂向运移速率降低,波及体积减小。25 a后不同封存方式下液态CO_(2)的封存量要明显低于超临界态,咸水层的封存容量更难被充分利用。局部毛管力封存占比55%,残余气封存约为40%,溶解气封存占比5%,相态对不同封存方式贡献的影响较小。地温梯度的增大有利于强化液态CO_(2)的垂向运移,增加其波及体积,提高不同封存方式封存量及咸水层封存容量的利用效率。相同埋深条件下,超临界CO_(2)在陆上与离岸咸水层中运移特征和封存量呈现明显差异。离岸咸水层中超临界CO_(2)的垂向运移被抑制,降低了局部毛管力和残余气作用下CO_(2)封存量,不利于咸水层封存容量的有效利用。研究成果可为陆上和离岸咸水层CO_(2)高效封存提供一定指导。 展开更多
关键词 咸水层 co_(2)地质封存 相态 浮力 毛管力 封存方式
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低孔低渗咸水层CO_(2)封存选址评价体系——以鄂尔多斯盆地为例 被引量:1
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作者 牟瑜 王浩璠 +4 位作者 赖学军 马劲风 罗少成 李琳 丁钊 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期99-112,共14页
【目的】深部咸水层作为地下空间资源来实施CO_(2)注入与地质封存项目,是实现温室气体减排和碳中和目标的一项重要手段。CO_(2)咸水层地质封存选址及潜力评价多为较宏观的盆地级、区域级,选址评价体系尚未考虑低孔低渗地层的适宜性。【... 【目的】深部咸水层作为地下空间资源来实施CO_(2)注入与地质封存项目,是实现温室气体减排和碳中和目标的一项重要手段。CO_(2)咸水层地质封存选址及潜力评价多为较宏观的盆地级、区域级,选址评价体系尚未考虑低孔低渗地层的适宜性。【方法】基于鄂尔多斯盆地榆神地区192口测井资料,开展非油气层段地层划分与对比、岩性和物性解释并识别咸水层,在标定的优势咸水层地层特征、盖层封闭性、封存潜力、地表环境等研究基础上,提出并分级量化了考虑低孔低渗储层发育特征的CO_(2)咸水层地质封存选址评价指标。【结果和结论】所提出的一级评价指标为地质封存条件、封存能力条件和社会环境条件,分别表征咸水层可注入性、可封存性和地表可行性,其中地质封存条件包括储层岩性、储层厚度、孔隙度、渗透率等二级评价指标,封存能力条件包括盖层封闭性、埋深、封存潜力、断裂等二级评价指标,社会环境条件包括地下资源开发现状、土地利用现状、塌陷及灾害区、源汇匹配、公众接受度等二级评价指标。建立的基于鄂尔多斯盆地低孔低渗砂岩储层现状的靶区级、场地级CCS项目选址评价体系,将为进一步确定CO_(2)咸水层地质封存工业化项目的落地和实施提供依据和指导。 展开更多
关键词 CCUS技术 co_(2)咸水层地质封存 选址指标 低孔低渗 量化评价
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考虑层状非均质性对CO_(2)在海域咸水层中迁移过程及封存量的影响
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作者 乔翔宇 王全荣 《地质科技通报》 北大核心 2025年第4期107-115,共9页
数值模拟是研究咸水层中CO_(2)迁移机理及地质封存量的主要手段。然而,前人研究往往假设储层是规则且均质的长方体,并且关于CO_(2)在海域咸水层中迁移过程的数值模拟研究鲜见报道。依托南海某储集体,考虑地层的非均质性与岩性圈闭的实... 数值模拟是研究咸水层中CO_(2)迁移机理及地质封存量的主要手段。然而,前人研究往往假设储层是规则且均质的长方体,并且关于CO_(2)在海域咸水层中迁移过程的数值模拟研究鲜见报道。依托南海某储集体,考虑地层的非均质性与岩性圈闭的实际位置,利用地震反射特征和钻孔资料建立了非均质地质模型,采用TOUGHREACT软件模拟了不同注入位置对CO_(2)在地层中迁移和封存的影响。结果表明:CO_(2)向上迁移过程受到泥岩的阻挡,横向迁移更加显著。对于不同的注入方案,储层压力分布存在显著差异。在储层顶部注入时储层压力可达到40.1 MPa;在储层底部注入时,储层压力最高可达到39.7 MPa;当完整井注入时,储层的压力最高可达到40.3 MPa。因此完整井注入和顶部注入方案长期实行导致的压力积聚可能破坏储盖层结构,CO_(2)泄露的风险更大,在储层底部和中部注入的方案更加安全。当持续注入100 a时,CO_(2)以超临界相为主,占总封存量的77%以上。在相同的井口注入压力下,均质模型会高估储集体的封存量,非均质模型中在储层顶部注入和中部注入比底部注入分别多55.1%和49.3%。敏感性分析结果表明孔隙度和渗透率对结果的影响比毛管压力显著。研究查明了考虑储层的层状非均质性时注入井位置对CO_(2)迁移机理和封存量的影响,可以为CO_(2)封存的布井设计提供理论依据。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 非均质模型 数值模拟 注入位置 海域咸水层 迁移过程 封存
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基于数值模拟的CO_(2)地质封存项目井筒泄漏风险定量化评价方法 被引量:4
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作者 甘满光 雷宏武 +2 位作者 张力为 李小春 李琦 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期195-205,共11页
为评估CO_(2)地质封存场地的CO_(2)沿井筒泄漏风险,介绍了自主研发的可对CO_(2)井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟WellRisk软件,将软件应用于实际CO_(2)地质封存场地--神华鄂尔多斯CO_(2)咸水层封存示范工程,定量评估该场地CO_(2)... 为评估CO_(2)地质封存场地的CO_(2)沿井筒泄漏风险,介绍了自主研发的可对CO_(2)井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟WellRisk软件,将软件应用于实际CO_(2)地质封存场地--神华鄂尔多斯CO_(2)咸水层封存示范工程,定量评估该场地CO_(2)沿注入井和监测井的泄漏量,并将软件模拟结果与美国能源部开发的NRAP–IAM–CS(The national risk assessment partnership–integrated assessment model–carbon storage)软件模拟结果进行对比,实现了CO_(2)沿井筒泄漏风险的定量化评价。定义了井筒泄漏系数,即井筒发生泄漏的有效截面积和井筒总截面积的比值,并将井筒泄漏系数作为量化表征井筒固井质量的重要参数。当泄漏系数取值为10^(–6)时,神华CO_(2)地质封存场地在1000 a内的总泄漏量为720 tCO_(2),占总注入量的0.24%,小于IPCC的风险阈值1%。因此,泄漏系数为10^(–6)或更低的井筒是低风险泄漏井,具有良好的固井质量,对应于NRAP–IAM–CS软件中井筒渗透率低于10^(–12)m^(2)的情况。泄漏系数为10–5或更高的井筒是高风险泄漏井,具有较差的固井质量。WellRisk和NRAP–IAM–CS的计算结果均表明,当注入井和监测井的固井质量良好时,神华CO_(2)地质封存场地基本不存在CO_(2)泄漏风险。 展开更多
关键词 co_(2)地质封存 co_(2)泄漏 井筒 风险评估 固井
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准噶尔盆地深部咸水层CO_(2)地质封存适宜性及潜力评价 被引量:4
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作者 肖贝 陈磊 +3 位作者 杨皝 张译丹 汪飞 芦慧 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第6期120-127,共8页
针对准噶尔盆地咸水层CO_(2)封存有利区域和封存量认识不清的问题,利用准噶尔盆地地质特点与国内外深部咸水层CO_(2)地质封存典型项目对比研究的方法,从安全性、经济性和规模性等方面,对准噶尔盆地深部咸水层CO_(2)地质封存的适宜区域... 针对准噶尔盆地咸水层CO_(2)封存有利区域和封存量认识不清的问题,利用准噶尔盆地地质特点与国内外深部咸水层CO_(2)地质封存典型项目对比研究的方法,从安全性、经济性和规模性等方面,对准噶尔盆地深部咸水层CO_(2)地质封存的适宜区域、适宜深度和层位进行研究,并采用碳封存领导人论坛(CSLF)提出的封存量计算方法,对封存潜力进行初步评价。结果表明:准噶尔盆地的石西凸起、滴南凸起、北三台凸起等中东部地区为深部咸水层CO_(2)地质封存的适宜区域,适宜深度为1000~3500 m,主力存储层位为白垩系清水河组、侏罗系三工河组和八道湾组;适宜区内主力存储层CO_(2)理论封存潜力为606.08×108 t。研究成果为下步开展准噶尔盆地深部咸水层CO_(2)地质封存场地选址提供依据。 展开更多
关键词 准噶尔盆地 深部咸水层 co_(2)地质封存 适宜性评价 封存潜力 计算精度
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