CO_(2)地质封存与利用示范工程进展及典型案例分析

CO_(2)地质封存与利用工程实施具有十分可观的CO_(2)减排效果,推行CO_(2)地质封存与利用项目对于缓解全球气候变暖、践行我国可持续发展战略具有重要意义。梳理了目前主要的CO_(2)地质封存与利用方式,统计了全球范围内的CO_(2)地质封存与利用示范工程,重点介绍了我国典型CO_(2)地质封存与利用示范工程案例,并对CO_(2)地质封存与利用技术发展趋势进行了展望。目前,CO_(2)地质封存与利用方式主要包括CO_(2)驱油封存、CO_(2)驱替煤层气封存、CO_(2)咸水层封存、CO_(2)枯竭油气藏封存、CO_(2)驱替页岩气封存、CO_(2)深部咸水层封存与采水、CO_(2)封存与增强型地热发电、CO_(2)封存与铀矿地浸开采等;国内外在CO_(2)驱油封存、CO_(2)咸水层封存以及CO_(2)封存与铀矿地浸开采方面已形成了配套完整的技术体系,实现了广泛商业化应用,而在其他CO_(2)地质封存与利用方面尚处于现场试验与工程探索阶段;我国现已开展了23个CO_(2)地质封存与利用项目,含12个CO_(2)驱油封存项目、2个CO_(2)咸水层封存项目、7个CO_(2)驱煤层气项目以及2个CO_(2)+O_(2)地浸采铀项目。我国的CO_(2)地质封存与利用技术起步较晚,与欧美发达国家相比仍具有较大差距,未来亟待加快百万吨/年以上规模的CO_(2)地质封存与利用全流程技术与集群部署的工程示范,强化CO_(2)地质封存与利用集群化规模部署技术科学基础研究,重点解决工程化CO_(2)地质封存与利用全流程技术关键环节瓶颈。

核磁共振技术在二氧化碳地质封存与利用中的应用研究前景综述

二氧化碳地质封存与利用是推动“碳达峰、碳中和”的关键技术之一,研究CO_(2)注入-运移-封存全过程储层孔隙率、渗透率、饱和度、孔隙结构及岩石力学参数的变化规律是监测CO_(2)地质封存状态和泄露风险的核心工作.以分析核磁共振技术在研究孔隙结构、CO_(2)运移特征及岩石力学参数变化的应用现状和发展趋势为目标,在简要介绍核磁共振仪器设备和应用领域基础上,分析核磁共振技术在CO_(2)地质封存与利用中的应用现状和发展方向.分析表明:核磁共振技术在致密油、页岩气等非常规油气资源开发中应用广泛,在表征储层物性、饱和度和三维孔隙结构方面优势明显.目前,利用核磁共振技术研究原位CO_(2)封存条件下岩心动态参数成果较少,无论是CO_(2)驱油还是CO_(2)置换CH4,均通过测量氢核的核磁共振特征或核磁成像特征来反推CO_(2)分布状态;在CO_(2)-EOR、CCS先导性实验中,时移测井资料十分有限,制约了原位CO_(2)注入-运移-矿化等核磁共振定性与定量表征;咸水层原位CCS/CCUS过程核磁共振表征实验相对较少,已有研究成果多集中在煤层CO_(2)置换CH4、CO_(2)与CH4竞争性吸附等研究领域,未建立实验条件下CO_(2)溶解与CO_(2)注入后核磁共振共振响应信号间的对应关系及表征模型,制约了核磁共振测井在CO_(2)地质封存与利用中的应用.因此,需开展原位CO_(2)注入岩心全过程核磁共振表征技术研究,配备CT实时扫描系统,建立原位CO_(2)地质封存与利用的核磁共振表征模型,为利用时移测井开展CO_(2)地质封存与利用的动态监测、安全性评价提供技术支撑.

二氧化碳地质封存与利用工程废弃井技术的现状与进展

随着二氧化碳(CO_2)地质封存(CCS)与利用(CCUS)相关工程的快速进展,CO_2封存场地的废弃井能否有效地封堵残余的CO_2成为一项亟待解决的课题。目前,国内外在油气领域的废弃井作业已经有具体成熟的技术和丰富的经验,但是在CCS/CCUS领域,针对CO_2作业井(包括CO_2注入井和CO_2监测井)的废弃作业国际上仅有少量公开实例,国内尚为空白。首先,总结国外发达国家(荷兰、美国和加拿大等)关于CO_2作业井废弃所需的要求、材料以及实例经验中的监测要求;其次,归纳国内油气行业废弃井作业的技术现状;最后,总结CO_2作业井废弃作业与常规废弃井作业的不同之处,并提出未来CO_2作业井废弃作业建议。该研究对即将封井的神华CCS示范项目的废弃作业具有重要意义。

二氧化碳地质封存与增产油/气/热利用技术中关键热质传递问题研究进展

碳捕集、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是指将CO_(2)从能源利用、工业生产或大气中分离出来,经过提纯运送到可利用或封存场地,以实现被捕集的CO_(2)与大气长期分离的技术。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)近期在报告中指出:CCUS技术是碳减排与碳中和的“foundation”技术。在我国碳达峰碳中和的“双碳”目标大背景下,CCUS技术被认为是我国实现碳中和目标不可或缺的关键性技术之一。该文对国际、国内主要研究团队和作者研究团队近年来在CO_(2)地质封存、增产致密油/页岩气/深层地热开采过程中的关键热质传递问题研究进行了综述,通过理论分析,利用分子动力学、格子Boltzmann、计算流体力学等模拟方法,和微观孔隙尺度可视化实验、岩心尺度核磁共振实验、超临界压力流体对流换热实验等实验手段,从不同尺度阐述了储层条件下超临界CO_(2)在微纳多孔结构中多相多组分流动与热质传递机理,分析了矿物反应、降压析出、流体变物性、尺度效应等对CO_(2)地质封存和驱油、驱气、采热过程中的影响规律,从而为CO_(2)地质封存和利用的应用提供理论和技术支撑。