安徽省沉积盆地咸水含水层二氧化碳地质储存潜力研究

沉积盆地咸水含水层二氧化碳储存研究前景广阔。本文根据安徽省省内研究现状,选取省内9个沉积盆地,通过技术性指标、安全性指标、经济性指标、社会环境指标对二氧化碳的地质储存可行性进行了初步评价,运用深部咸水层理论,对二氧化碳的地质储存潜力进行了估算。

压缩空气地下咸水含水层储能技术

能源危机和温室效应促进了可再生能源的利用,储能技术是解决太阳能、风能波动问题的重要手段。压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)技术是仅次于抽水蓄能的第二大蓄能技术。目前CAES多是通过洞穴实现,其主要缺点是对地质要求较高,合适的洞穴数量有限,为扩大其应用,可使用地下咸水含水层作为储层。本文介绍了CAES电站的工作原理、优缺点及各国的发展现状,并分析了利用地下咸水含水层进行压缩空气储能的可行性、优点及一些问题与技术方法,如储层内残余烃的影响、氧化与腐蚀作用、颗粒的影响及缓冲气的选择,表明含水层CAES将是拓宽CAES应用的重要途径。

岩盐沉淀对咸水层二氧化碳地质封存注入过程的影响:以江汉盆地为例

依托江汉盆地基础地质和水文地质数据,通过建立新沟嘴组一维、二维径向数值模型,对该储层进行CO2封存注入数值模拟研究,分析二氧化碳注入储层后,咸水层中发生的地球物理化学作用。以CO2的溶解作用和岩盐的沉淀作用为主,分析它们对储层压力和注入性的影响。模拟结果表明,二氧化碳注入储层后,近井周围会形成3个分区,即纯液相区、两相混相区、盐沉淀区;盐沉淀会导致压力积累严重,影响CO2可注入性;对盐度的敏感性分析表明,咸水含水层盐度越大,压力积累会越严重。因此,江汉盆地CO2地质封存应考虑盐度的影响,采取相关缓解压力积累的措施。

基于数值模拟探讨提高咸水层CO_2封存注入率的途径

咸水层CO2地质封存是减少大气中CO2排放量的有效途径。CO2注入率是衡量咸水层中CO2注入能力的有效因素,因此,研究注入速率的变化规律及提高的措施是很有工程价值的。在很多区域,地层的低渗透性限制了CO2的注入率。针对鄂尔多斯盆地的水文地质条件,通过数值模拟,探讨在低渗透性咸水层中提高CO2注入率的途径,包括改变储层中的盐度、采用水平井注入、增加注入井段的长度以及采取水力压裂等工程措施。其中改变储层中的盐度可通过在注入CO2前向储层中注入一定量的水来实现。模拟结果表明,这些方式可以有效地提高CO2注入率,其中水平井改造方式和水力压裂工程措施效果显著,盐度改造措施在地层初始含盐度较高时,会有更好的效果。研究结果可为鄂尔多斯盆地和类似地区的咸水层CO2地质封存项目提供参考。

VG模型参数选择对咸水层CO_2封存的影响研究

在使用TOUGH2程序模拟咸水层CO2封存时,常使用VG模型计算岩石表面毛细压力,而岩石表面毛细压力的大小则会直接影响CO2在咸水层中运移形式和储存量。总结了不同类型常见砂泥岩的VG模型参数取值范围,基于松辽盆地典型储盖地质结构特征,运用TOUGH2构建了二维CO2封存模型,设计3组算例对比分析了VG参数取值对咸水层CO2封存的影响。研究结果表明:VG模型参数值大小取决于岩石的性质,TOUGH2使用的VG模型缺省值仅适用于小部分岩石;盖层的3个VG模型参数取值对咸水层CO2封存效果影响很大,单纯微调部分VG参数仍不能提高模拟可信度,而对于高、中渗透率储层,VG模型参数取值对模拟结果影响较小。因此,咸水层CO2封存模拟时,应结合储盖层岩性特征赋VG模型参数值。

咸水层中二氧化碳地质封存有效系数的探究——以江汉盆地为例

二氧化碳(CO2)地质封存技术经过近年来的发展,在理论和实际应用方面已越来越成熟,许多试点工程也已经启动,因此根据不同地区的封存条件,计算出相对精确的有效封存量是非常有必要的。目前计算有效封存量时使用的CO2地质封存有效系数E仅反映了CO2占据整个孔隙体积的比例,还有很多敏感性因子尚未考虑,严重影响了CO2有效封存量的计算精度。依托江汉盆地的基础地质资料,通过建立二维储盖层模型,并设置不同的边界条件、注入模式和盐度等影响因子来进行CO2灌注的数值模拟研究,并通过模拟得出的数据,建立起一套不同敏感性因子对于CO2地质封存有效系数的影响模型。

大沽河地下咸水抽咸注淡原位试验研究

大沽河下游截渗墙的修建有效地阻止了滨海咸水向地下水源地的入侵,但是截渗墙内侧局部滞留的地下咸水仍然影响着地下水的开采。为了进一步修复滞留的地下咸水,本文选取大沽河下游截渗墙以北1.2km2咸水含水层为示范区,通过"抽咸注淡"原位试验,人工修复地下咸水。试验结果表明:抽水井群抽出地下咸水引起地下水的运移;注水井群形成淡水帷幕,阻止东侧高电导率咸水的对流,同时注入的淡水对地下咸水进行驱替与淡化,加速咸水体的排出。"抽咸注淡"技术能够有效修复地下咸水体。

中国CO2地质储存研究现状和应用前景

地质储存是减少CO2排放和缓解全球气候变化的有效途径之一。其方法主要包括：油气田储存、沉积盆地咸水含水层储存、无商业开采价值的深部煤层储存。介绍了国内外在该领域的研究进展和工程经验,分析了适宜中国CO2地质储存的潜在区域以及CO2地质储存地质处置中存在的风险,并对中国CO2地质储存的研究提出了建议。

利用TOUGH2进行场地规模CO_2地质封存的模拟方法

温室气体排量的增加,对人类的可持续发展造成了严重的影响。减少CO2的排量是人类急需解决的问题。作为有效的CO2减排途径,CO2地质封存技术发展前景乐观。本文首先从理论上详细介绍基于TOUGH2进行场地规模CO2地质封存数值模拟所采用的方法,说明了空间离散,边界条件的刻画,模型参数的获取,初始条件的确定以及不同注入方式下注入井的设置。以鄂尔多斯盆地的场地规模CO2地质封存为例,在TOUGH2-MP/ECO2N软件平台的支持下,介绍数值模拟的过程,并简要给出了数值模拟的结果,验证了这一过程的可行性。

松辽盆地二氧化碳地质埋存研究

CO2地下储存可有效地减少人类活动排放到大气中的CO2量,从而缓解日趋严重的全球气候变化问题。沉积盆地地下深部存在体积巨大的咸水含水层,咸水不宜开发利用,可用来储存大量的CO2。研究结果表明,利用松辽盆地进行CO2的地质埋存是可行的;松辽盆地深部咸含水层的CO2储存容量大约为8.96×109t,约为2003年中国大陆地区CO2放量的25倍。

德国北部二氧化碳储存候选场地的大背斜构造区域调查、选址和地质特征

工业革命以来，迅速发展的科学技术和工业生产给人类的生活带来了巨大的变化，人类能够更加自由的利用和支配自然。特别是煤、石油和天然气等化石燃料大规模地开发利用，极大地提高了人类的生活水平。人们在享用这些化石燃料及其衍生产品带来生活便利的同时，其过度使用和依赖也带来了潜在的能源危机，同时也造成了以二氧化碳为主的温室气体的大量排放。大量的事实表明，这些温室气体的超量排放是全球气候变暖和全球极端气候事件频发的诱因之一。为了降低二氧化碳大量排放对全球环境和人类生活的影响，减排已经成为全球当务之急。为应对这一挑战，二氧化碳地质储存是极具发展潜力的减缓温室气体排放的技术之一。二氧化碳地质储存的实施，无疑将有助于遏制全球气候变化等危险的趋势。本文报告了德国东北部储存二氧化碳潜在的海岸场地（咸水含水层）的区域性筛选、选择和地质特征。本研究的目的是确定和调查候选储存场地，其储存总量约400Mt二氧化碳。现代的褐煤发电厂，在生产期限内，要生产这个量的二氧化碳大约需要40年。本文评价了德国东北部，三叠系、侏罗系和白垩系的几个成水含水层的区域产状、储存潜力和基本储水性能。同时还评价了等级评分、涉及的不同标准。从许多确认的候选位置中选择了Schweinrivh背斜构造支撑的三叠系最上层和侏罗系最下层的咸水含水层。根据地质场地的特点，包括构造地质调查和3D含水层建模，Schweinrich构造似乎是储存大规模工业二氧化碳比较适合的位置。为了证明储存二氧化碳场址构造的完整性和确保长期的安全性，需要进一步状耿数据（新井和3D地震）和调查。