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全球海洋地质碳封存典型案例对中国的启示
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作者 陈建文 骆迪 +4 位作者 袁勇 李清 赵化淋 王建强 孙晶 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第3期1-13,共13页
海洋地质碳封存作为二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)的应用场景之一,是沿海地区实现碳减排的有效途径。本文通过全球海洋地质碳封存典型案例的解剖认为,中国海洋地质碳封存潜力大,下一步示范工程选址应重视目标级和场地级封存潜力评价,... 海洋地质碳封存作为二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)的应用场景之一,是沿海地区实现碳减排的有效途径。本文通过全球海洋地质碳封存典型案例的解剖认为,中国海洋地质碳封存潜力大,下一步示范工程选址应重视目标级和场地级封存潜力评价,针对不同条件开展分类选址,并将地质风险监测贯穿示范工程始终。结合中国海域不同盆地CO_(2)地质封存源汇匹配性和施工条件提出:海上油气田CO_(2)伴生气咸水层封存项目是优先示范项目,CO_(2)驱油气与封存协同项目具有现实应用价值,枯竭油气藏封存项目是示范工程的重要选择,全链条规模化海上咸水层封存项目是未来发展方向。 展开更多
关键词 海洋地质 碳封存 咸水层 枯竭油气藏 CCUS
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南黄海盆地烟台坳陷新生界二氧化碳封存地质条件与封存前景 被引量:1
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作者 袁勇 陈建文 +6 位作者 骆迪 李清 梁杰 蓝天宇 王建强 曹珂 赵化淋 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第3期35-47,共13页
海域咸水层二氧化碳封存是碳减排的有效途径,可为沿海地区实现碳中和背景下的可持续发展提供技术支撑。南黄海盆地烟台坳陷与沿海碳源分布空间匹配较好,是潜在的二氧化碳封存区。本文分析了烟台坳陷二氧化碳封存地质条件,通过建立地层... 海域咸水层二氧化碳封存是碳减排的有效途径,可为沿海地区实现碳中和背景下的可持续发展提供技术支撑。南黄海盆地烟台坳陷与沿海碳源分布空间匹配较好,是潜在的二氧化碳封存区。本文分析了烟台坳陷二氧化碳封存地质条件,通过建立地层体积模型约束计算过程预测了新生界咸水层封存潜力,评价了该区二氧化碳封存前景。结果表明,烟台坳陷作为NEE向发育的地堑式或半地堑式的凹陷群,其新生界发育有4套储碳-封盖组合,地壳稳定性较好,具有较低的地温梯度与大地热流值,呈现“冷盆”特征,总体具有较好的二氧化碳封存地质条件;烟台坳陷800~3200 m深度咸水层二氧化碳封存潜力平均为99 Gt,二氧化碳封存潜力巨大;烟台坳陷新生界主要发育逆冲背斜、重力滑塌背斜、挤压背斜、断背斜和断块构造等5种类型的构造圈闭,平面上发育有4个封存有利区,具有较好的二氧化碳地质封存前景。相关评价结果可为未来的二氧化碳离岸地质封存场地选址研究提供科学依据。 展开更多
关键词 海域咸水层封存 二氧化碳封存地质条件 潜力评价 烟台坳陷 南黄海盆地
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挪威北极光项目进展及其对中国海域二氧化碳地质封存的启示
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作者 骆迪 陈建文 +3 位作者 袁勇 李清 梁杰 赵化淋 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第3期48-55,共8页
二氧化碳地质封存是二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)技术的关键环节,海域二氧化碳地质封存是将工业源捕集的二氧化碳通过管道或船舶运输至封存点,并以超临界态注入到海底咸水层、枯竭油气藏等地质体中,从而实现与大气永久隔离的过程。海... 二氧化碳地质封存是二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)技术的关键环节,海域二氧化碳地质封存是将工业源捕集的二氧化碳通过管道或船舶运输至封存点,并以超临界态注入到海底咸水层、枯竭油气藏等地质体中,从而实现与大气永久隔离的过程。海域二氧化碳地质封存具有封存潜力大、安全性高、环境风险小的特点,受到欧美等国家和地区的高度重视。挪威作为最早开始商业应用的欧洲国家,已成功实施了Sleipner等商业应用项目。2021年3月,挪威政府正式批准了北极光项目,是全球首个获批的二氧化碳跨境运输并实施海底地质封存的项目,对于推动中国封存技术的发展具有重要的借鉴和启示意义。本文系统梳理了北极光项目的概况和最新研究进展,总结了该项目在实施过程中所积累的宝贵经验,旨在为中国海域二氧化碳地质封存事业发展提供启示和借鉴,有效助力中国实现“碳达峰、碳中和”的目标。 展开更多
关键词 二氧化碳地质封存 挪威 北极光 安全稳定性评价 脱碳
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多类型岩石二氧化碳矿化封存机制研究——以玄武岩与砂岩为例
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作者 马馨蕊 梁杰 +4 位作者 李清 陈建文 袁勇 骆迪 赵化淋 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第3期56-64,共9页
CO_(2)的人为排放严重威胁人类的生存环境,导致生态系统发生重大变化。近年来提出的地质封存是处理大气中多余CO_(2)的技术之一,根据机制可分为物理封存和化学封存,前者依赖储层岩石孔隙的物理特性,后者则通过CO_(2)与地层岩石的反应实... CO_(2)的人为排放严重威胁人类的生存环境,导致生态系统发生重大变化。近年来提出的地质封存是处理大气中多余CO_(2)的技术之一,根据机制可分为物理封存和化学封存,前者依赖储层岩石孔隙的物理特性,后者则通过CO_(2)与地层岩石的反应实现。化学方法中的矿化封存是利用CO_(2)转化为稳定固体碳酸盐,达到长期储存的目标,被视为最安全稳定的封存技术。通过探讨CO_(2)矿化封存的机理及其潜力,对比分析了不同岩石中的反应机制、影响因素和矿化速率、储存能力,总结了玄武岩和砂岩中CO_(2)矿化封存的优缺点,结合目前全球已经成功实施的2例玄武岩矿化封存示范工程,提出碎屑岩储层中CO_(2)矿化封存思路和展望。 展开更多
关键词 CCUS CO_(2)地质封存 CO_(2)-水-岩反应 CO_(2)矿化机制
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二氧化碳封存断层构造区微震活动规律新认识——以美国Decatur项目为例 被引量:1
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作者 李永臣 罗子金 +4 位作者 马科迪 方小宇 田华丰 吕言新 辛毅 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第3期65-77,共13页
基于美国Decatur二氧化碳封存项目,探讨碳封存过程中地层厚度、构造应力状态以及CO_(2)注入引发的微地震活动之间的相互关系,为碳封存选址和安全性评估提供科学依据。通过Decatur项目的储层(Mt.Simon砂岩)和盖层(Argenta地层)厚度特性,... 基于美国Decatur二氧化碳封存项目,探讨碳封存过程中地层厚度、构造应力状态以及CO_(2)注入引发的微地震活动之间的相互关系,为碳封存选址和安全性评估提供科学依据。通过Decatur项目的储层(Mt.Simon砂岩)和盖层(Argenta地层)厚度特性,研究其对注入压力扩散的影响;结合构造应力分布和历史累积数据,分析前寒武基底断层滑动的敏感性。CO_(2)注入点附近的Argenta地层较薄或缺失,没有足够的厚度来抑制压力向基底断层迁移,导致微地震事件主要发生在前寒武基底。CO_(2)注入到Mt.Simon砂岩储层后,孔隙压力升高先集中在注入点附近,随后压力扩散到更大范围,单纯的CO_(2)注入并不足以完全诱发大规模的微地震活动。前寒武基底因历史构造应力多次累积,对流体注入引发的应力释放更为敏感。在Decatur项目中,当CO_(2)注入速率达到125~140万t/a时,诱发了断层滑动和微地震活动。碳封存选址应从地层厚度、构造应力状态和注入诱发机制上进行全面评估,确保注入的安全性和长期稳定性。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 微震活动 断层构造 Decatur项目 THMC多场耦合
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咸水层CO_(2)地质封存研究进展及前景展望 被引量:4
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作者 马馨蕊 梁杰 +5 位作者 李清 袁勇 陈建文 骆迪 赵化淋 宋鹏 《海洋地质前沿》 CSCD 北大核心 2024年第10期1-18,共18页
针对全球变暖问题,众多国家在巴黎气候变化大会上签署的协定为后续碳排放和控制气温上升提供了新思路。碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)是处理过度排放CO_(2)的方法之一。作为CO_(2)封存方法之一,咸... 针对全球变暖问题,众多国家在巴黎气候变化大会上签署的协定为后续碳排放和控制气温上升提供了新思路。碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)是处理过度排放CO_(2)的方法之一。作为CO_(2)封存方法之一,咸水层封存具有储层分布广、与碳排放源匹配性好、封存潜力大、环境影响小的特点。本文从咸水层封存中的构造、毛细管、溶解和矿化封存这4种主要机理出发,从盖层地质条件、储层物性参数、CO_(2)纯度、封存操作4种主控因素入手,结合全球应用咸水层进行CO_(2)封存的工程项目案例,通过分析和对比全球咸水层封存项目实施的地质构造背景、封存过程、封存潜力以及环境监测方法等,总结适宜CO_(2)封存的地点和合适的监测机制,以期为中国咸水层CO_(2)地质封存工作提供借鉴。 展开更多
关键词 CCUS CO_(2)地质封存 咸水层 CO_(2)封存机制
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苏鲁沿海地区离岸碳封存源汇匹配分析:以南黄海盆地为例
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作者 赵化淋 庞凌云 +5 位作者 李清 陈建文 袁勇 梁杰 骆迪 王建强 《中国矿业》 北大核心 2025年第9期118-132,共15页
在“双碳”目标驱动下,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术成为碳减排关键手段。我国沿海省市工业聚集、二氧化碳排放量巨大,加之海域碳封存空间广阔、安全性高,因此,离岸碳封存模式日渐成为沿海地区实现“双碳”目标的重要选择。而源汇匹配... 在“双碳”目标驱动下,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术成为碳减排关键手段。我国沿海省市工业聚集、二氧化碳排放量巨大,加之海域碳封存空间广阔、安全性高,因此,离岸碳封存模式日渐成为沿海地区实现“双碳”目标的重要选择。而源汇匹配作为离岸碳封存的核心环节,其优化程度直接决定减排效率与经济成本,对实现经济、高效减排降碳具有重要意义。本文聚焦苏鲁沿海地区与南黄海盆地的离岸碳封存源汇匹配问题,基于中国高空间分辨率排放网格数据库(CHRED)选取苏鲁沿海地区钢铁、化工、水泥、火电等行业碳排放数据,引入最小生成树算法构建了离岸碳封存源汇匹配模型,开展了苏鲁沿海地区离岸碳封存源汇匹配研究,求解了源汇匹配系统总成本,给出了最优管道运输路径,形成最优源汇匹配模式。研究认为,南黄海盆地烟台坳陷和青岛坳陷碳封存有利区与苏鲁沿海地区碳排放源呈现出良好的匹配特性,可满足未来30年碳减排需求,为离岸碳封存提供了地质基础;提出的源汇匹配模式单位运输成本0.0156美元/t/km,随着技术革新、碳价上涨等影响,提出的源汇匹配模式下的离岸碳封存发展路径经济效益将更加乐观。本研究为沿海省市构建“双碳”目标下的陆海统筹减排系统提供了科学决策依据,有助于推动“岸碳入海”技术路径的规模化应用。 展开更多
关键词 碳封存源汇匹配 离岸二氧化碳地质封存 最小生成树算法 “双碳”目标 苏鲁沿海地区 南黄海盆地
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注水工艺对海域咸水层二氧化碳封存能力的影响
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作者 杨浦 方小宇 +3 位作者 王子雯 黄仕锐 吕言新 杨博 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第3期99-106,共8页
连续或交替向咸水层注水能够加速CO_(2)溶解并提高CO_(2)咸水层封存安全性,同时也会干扰CO_(2)羽流空间发展从而间接影响地层实际封存能力,目前,工程方案对此问题的考虑还较少。本文模拟了开放式咸水层单井注气作业条件下,多种注水方案... 连续或交替向咸水层注水能够加速CO_(2)溶解并提高CO_(2)咸水层封存安全性,同时也会干扰CO_(2)羽流空间发展从而间接影响地层实际封存能力,目前,工程方案对此问题的考虑还较少。本文模拟了开放式咸水层单井注气作业条件下,多种注水方案以及关键工艺参数对封存安全性和地层实际封存能力的影响。结果表明,注气开始后一段时间内通过在注气井段上方持续注水能够显著提高CO_(2)封存强度,增加地层实际封存能力,开始注水时刻越晚,封存强度提升作用越小;同步注水速率越大,实际封存能力提升越明显;停止注气后继续延长注水时间对实际封存能力的影响需要结合实际工况讨论;在注水总量一定的前提下,注气阶段高速率注水比低速率延长时间注水对实际封存能力的提升效果更好;随着注水层位与底部注气层位间距的减小,注水对实际封存能力的提升作用增强;注水还能够有效降低注入井附近地层中CO_(2)的饱和度,有利于降低井筒泄露风险。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 注水工艺 封存能力 封存安全性 工艺参数
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不同实验条件下利用二氧化碳合成片钠铝石的固碳研究
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作者 曲希玉 温竞凯 +2 位作者 袁勇 施凯腾 陈铁鑫 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第3期89-98,共10页
CO_(2)的矿物捕获是最持久、最稳定的地质封存形式。片钠铝石作为一种天然的CO_(2)示踪矿物,其形成与CO_(2)注入密切相关,也是CO_(2)地质封存的重要固碳矿物。片钠铝石在地质背景中大量稳定存在的条件是制约CO_(2)矿化捕获的关键问题,... CO_(2)的矿物捕获是最持久、最稳定的地质封存形式。片钠铝石作为一种天然的CO_(2)示踪矿物,其形成与CO_(2)注入密切相关,也是CO_(2)地质封存的重要固碳矿物。片钠铝石在地质背景中大量稳定存在的条件是制约CO_(2)矿化捕获的关键问题,也是寻找CO_(2)地质埋藏地点的重要影响因素。为了探索利用CO_(2)快速合成片钠铝石的条件,对pH(8.5/9/9.5/10/10.5)、温度(100/120/140/160/180/200℃)和反应时间(6/12 h)3个主要影响因素进行了比较实验,并基于扫描电镜、X射线衍射分析阐明了合成片钠铝石的最佳条件。实验表明:在pH为8.5~10.5和温度为100~180℃的范围内,产物均为纯片钠铝石,合成量随pH和温度的升高呈先增加后减少的趋势,在200℃的温度下,片钠铝岩的结晶度降低,拟薄水铝石的含量增加。延长反应时间对产品质量没有明显的促进作用,在200℃下延长反应时间反而会加速片钠铝石的溶解。总的来说,140℃和pH 9.5是CO_(2)合成片钠铝石的最佳条件,也可能是地质封存CO_(2)的理想条件。 展开更多
关键词 片钠铝石 CO_(2)水岩相互作用 水热合成 最佳条件 CO_(2)矿物封存
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致密油藏含水条件下二氧化碳与短链烷烃竞争吸附特征的分子模拟
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作者 李静 崔传智 +3 位作者 于涌博 李宗阳 张传宝 张东 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第3期78-88,共11页
致密储层因渗透率低、孔隙度小、微纳米孔隙广泛发育的特点,水驱开发效果差,采用CCUS-EOR技术可以在提高原油采收率的同时实现CO_(2)在油藏的地质封存。目前,关于CO_(2)封存机理的研究一般以咸水层封存机理为主,对致密油藏含水条件下CO_... 致密储层因渗透率低、孔隙度小、微纳米孔隙广泛发育的特点,水驱开发效果差,采用CCUS-EOR技术可以在提高原油采收率的同时实现CO_(2)在油藏的地质封存。目前,关于CO_(2)封存机理的研究一般以咸水层封存机理为主,对致密油藏含水条件下CO_(2)驱油过程中的吸附封存机理研究较少。针对以上问题,本文基于分子模拟方法采用羟基化石英晶胞构建致密油藏孔隙壁面模型,分别建立CO_(2)、原油短链烷烃及水的流体组分模型,研究了含水条件下CO_(2)和原油短链烷烃的竞争吸附特征。结果表明,含水条件下,CO_(2)和CH_(4)、CO_(2)和C_(2)H_(6)竞争吸附时的各组分吸附等温线均符合第I类吸附等温线,CO_(2)的绝对吸附量、过剩吸附量和吸附热均大于CH_(4)和C_(2)H_(6)。CO_(2)和原油短链烷烃在石英壁面的吸附属于物理吸附。模拟条件下,水分子数目对CO_(2)的吸附量影响较大,对CH_(4)的吸附量影响较小。CO_(2)占比增大会使其吸附量增大,使CH_(4)吸附量减少。温度的增大会减少CO_(2)和CH_(4)的绝对吸附量。孔隙尺寸的增大会增加CO_(2)和CH_(4)的绝对吸附量和过剩吸附量。壁面矿物类型对CO_(2)和CH_(4)的吸附量影响较大。 展开更多
关键词 致密油藏 CO_(2)与短链烷烃 竞争吸附特征 分子模拟 吸附量
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沿海省(区、市)海上CCUS技术需求与路径分析
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作者 余伟胜 徐绍良 刘孔忠 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第4期1137-1143,共7页
二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)被公认为全球实现净零排放目标的重要支撑技术,但相比于已进入规模化示范和商业化推广的陆地CCUS技术,海上CCUS仍处于发展初期,其对沿海地区碳中和目标实现的不可或缺性尚未被充分认识,技术发展也缺乏系... 二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)被公认为全球实现净零排放目标的重要支撑技术,但相比于已进入规模化示范和商业化推广的陆地CCUS技术,海上CCUS仍处于发展初期,其对沿海地区碳中和目标实现的不可或缺性尚未被充分认识,技术发展也缺乏系统路径规划。基于此,针对中国沿海省(区、市)海上CCUS技术需求和实施路径开展了初步研究。首先,开展沿海省(区、市)碳排放现状和源汇匹配分析,明确了海上CCUS对中国沿海省(区、市)尤其是东南沿海地区实现碳中和的重要意义。其次,系统对比了目前全球已开展的海上CCUS示范工程,详细阐述了海上CCUS依托的CO_(2)运输船、注入平台等关键基础设施发展现状。最后,结合CCUS集群化发展趋势,提出基于不同运输方式和注入方式的CO_(2)陆集海储(CCOSO)技术路径。CCOSO将推动沿海省(区、市)构建形成跨行业、跨企业的海上CCUS示范合作新模式,并助力沿海省(区、市)碳中和目标的高质量实现。 展开更多
关键词 碳中和 沿海省(区、市) 海上CCUS 技术需求 技术路径 基础设施 CO_(2)陆集海储
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离岸CO_(2)捕集与化学利用技术发展现状与展望
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作者 余伟胜 徐绍良 +1 位作者 尚雷旺 刘孔忠 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第9期68-74,90,共8页
离岸CO_(2)捕集与化学利用(OCCCU)技术对于沿海地区能源和工业领域实现净零排放以及对于保障远洋航运和海洋油气产业低碳转型具有重要意义。基于OCCCU技术与船舶运输、海洋油气及海上可再生能源产业链之间的集成耦合分析,明确了离岸基... 离岸CO_(2)捕集与化学利用(OCCCU)技术对于沿海地区能源和工业领域实现净零排放以及对于保障远洋航运和海洋油气产业低碳转型具有重要意义。基于OCCCU技术与船舶运输、海洋油气及海上可再生能源产业链之间的集成耦合分析,明确了离岸基础设施CO_(2)捕集、船舶CO_(2)捕集、直接海洋捕集(DOC)、离岸CO_(2)加氢制甲烷和离岸CO_(2)电催化制甲醇等典型OCCCU技术的基本概念和技术路线。在此基础上,系统阐述了OCCCU技术的研发、示范与应用现状。针对OCCCU技术存在的成本高昂、规模化验证不足、上下游耦合程度低及海洋施工条件复杂等核心问题,提出了OCCCU技术的发展趋势和重点创新方向。通过面向真实工况的技术研发以及面向应用场景的工程示范,能够极大推动OCCCU技术的规模化与商业化应用进程,进而构建基于沿海油气田聚集区域和深远海大型可再生能源基地的OCCCU产业集群。 展开更多
关键词 离岸 CO_(2)捕集与化学利用 CO_(2)加氢 CO_(2)电催化
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