砂岩含水层CO2封存中考虑盐沉淀反馈作用的数值模拟: 以鄂尔多斯盆地为例

盐沉淀是含水层CO₂封存中需要关注的问题。当前，大多数数值模拟没有考虑盐沉淀引起的地层孔隙度和渗透率变化对流体流动的反馈作用。以鄂尔多斯盆地刘家沟组地层为例，利用TOUGH2软件建立了一个二维模型。通过修改程序源代码，使得模型能考虑盐沉淀对流体流动的反馈作用。模拟结果表明，刘家沟组地层在CO₂注入20 a时，盐沉淀的反馈作用使得注入井附近地层压力提升达到了0.87MPa，储层注入性损失7.17%。地层水盐度对盐沉淀及其反馈作用的影响最大，CO₂注入速度的影响次之，地层渗透率的影响最小。在地层水盐度较高时，固体盐饱和度显著增加，从而造成地层渗透率明显下降。当地层水盐度为0.24时，盐沉淀造成注入性损失45.32%，引起的地层压力提升达到了12.14MPa。因此，需要特别关注高盐度地层水引起的盐沉淀及其反馈作用。      

深部咸含水层CO2 注入下压力抬升与流体迁移的大尺度模拟研究:以松辽盆地为例

地下深部封存CO₂ 已经被公认是人类削减温室气体排放的一条有效而又科学的途径。深部咸含水层CO₂ 地质封存因
封存潜力巨大,技术可行,且已有实际的工程运行,因而备受关注。松辽盆地是中国潜在的CO₂ 储存场地之一,选择松辽盆地为
大尺度模拟研究对象,选取姚家组砂岩层为储层,选取嫩江组泥岩为盖层,运用TOUGH-MP并行计算代码建立了覆盖整个松辽
盆地的三维地质模型,在中央凹陷区开展大尺度CO₂ 注入模拟研究,包括CO₂ 运移、储存、地层压力提升以及储存安全性等问题。
模拟结果表明:持续注入100a后形成的CO₂ 羽远小于产生的压力积聚区影响范围。注入产生的压力抬升将在注入停止后迅速
消散,不会对区域地层压力和浅层地下水系统产生显著影响。在千年之内注入的CO₂ 将随着时间持续,逐渐溶解于水中,而不会
因盖层微弱的渗透性而逃逸。      

威海市近海海域浅地层结构及灾害地质特征

通过对2 131km高分辨率浅地层剖面资料分析和研究,揭示了威海市近海海域浅地层结构特征,分析了海洋灾害地质因素类型及分布特征,并绘制了主要灾害地质因素分布图。威海市近海海域65m以浅地层共分为5层,第一层为全新世泥质楔形体,地层厚度8~15m;第二层为末次盛冰期以来的海侵层,厚度一般小于3m;第三层为MIS2期的陆相沉积层,地层厚度3~8m;第四层为MIS3期的海相沉积层,厚度3~6m;第五层未完全揭示。近海海域灾害地质因素主要包括埋藏下切谷、浅部断层、浅层气、海底沙波沙脊、浅埋起伏基岩等5种类型;埋藏下切谷主要分布在南部海域U3地层单元中;浅部断层主要分布在南部海域水深大于20m的海底堆积平原;浅层气主要分布在北部海域,东部和南部海域面积较小;海底沙波沙脊主要分布在荣成成山头外海海域;浅埋起伏基岩主要分布在基岩海岸和岛屿较近的海域。     

阿尔及利亚In Salah油田CO2地质封存示范工程的启示

阿尔及利亚In Salah油田CO₂地质封存工程是全球首个陆地具有工业规模的CO₂地质封存示范工程,具有断裂特征复杂、地质力学响应明显、监测方案多样等特点。通过对该示范工程进行解剖,分析了整个项目在地质特征、地质力学分析、注入方案、监测方案等方面的经验和教训,讨论了碳捕获、利用与封存(CCUS)示范工程面对的挑战和启示。结果表明：(1)断裂复杂的场地可用于CO₂地质封存,但CO₂注入前期需制定相应的监测方案,明确具体渗漏风险,后期在运行阶段进行调整;(2)基于CO₂地质封存的安全性考虑,定期进行风险评估,需对储层、盖层的地质和地质力学进行详细的表征,建立考虑安全性的地质-渗流-应力耦合模型;(3)合成孔径干涉雷达测量(InSAR)数据对于明确CO₂注入的地质力学响应非常有利,但需要与高精度的储层、盖层数据相结合。这对于开展“双碳”目标下CCUS示范工程具有重要意义,可以为国内今后开展CCUS或CO₂捕集或封存(CCS)大型示范工程提供...     

VG模型参数选择对咸水层CO2 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。      

丁字湾近岸海底沉积物地层单元划分及沉积特征

通过对172 km的高分辨率浅地层剖面与6个钻孔的综合对比,对丁字湾近岸海底沉积物进行细分,自上而下划分为D0,D1,D2,D3共4个反射界面,SU1,SU2,SU3共3个沉积单元,该文总结了每个沉积单元的埋深、分布及特征,按照各个层序形成时的相对海平面位置及其升降变化态势,划分了海侵、低位、高位3个体系域,分别对应滨海相、陆相、滨海相沉积相。查明了丁字湾近岸浅地层结构及沉积特征,为该区的发展规划、海洋工程建设提供地质依据。     

含CaCl2水基聚合物钻井液沿井周地层渗透规律研究

利用微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术来提高油气井固井二界面胶结质量近年来受到了越来越多的重视。当前,针对3 000 m以浅油气井已实现了含成矿微生物的固井水泥浆技术。为了使固井水泥浆滤液中的成矿微生物在二界面处高效发挥MICP作用以提高二界面胶结质量,还需在钻井过程中利用钻井液携带CaCl₂的渗透向井周地层中预先注入一定量的钙源。因此,有必要研究含CaCl₂钻井液在井周地层的渗透规律,从而合理控制CaCl₂的注入量和钻井成本。基于此,以当前常用的环保水基聚合物钻井液为基本载体,综合考虑钻井液渗透时在井壁处泥饼动态形成机理、井周地层物性参数变化规律以及含CaCl₂水基聚合物钻井液流变性等因素,利用理论计算与模拟实验相结合的方法,建立了含CaCl₂水基聚合物钻井液滤液沿井周地层渗透量及渗透距离的定量预测模型。该预测模型的计算结果与模拟实验测试结果吻合程度较高,证实该预测模型具有较好的可靠性,有助于为钻井生产企业合理优化钻井液和固井水泥浆施工工艺提供理论支持。      

山东程戈庄—铺集地区第四纪地层划分及地质特征

在程戈庄幅、铺集幅浅覆盖区地质填图工作中,对区内第四系采用地面调查与第四系钻探相结合的方式,开展了岩石地层、年代地层,磁性地层及沉积环境等方面的工作.初步建立了地层格架,区内第四纪地层划分为于泉组、大埠组、大站组、黑土湖组、临沂组及沂河组6个组级地层单位;分析了各年代地层单位的沉积环境及沉积相;开始了年代学研究,区内第...     

地质名山——馒头山

在济南市长清区张夏镇境内有一座蜚声中外的地质名山——馒头山。它位于济南市以南、泰山之北，京沪、京福高速公路东侧，距离济南市区仅20余千米。馒头山海拔408m，因形似馒头而得名。其地质年代属古生代寒武纪浅海相沉积地层，距今约5．3亿年，地层总厚度570．38m，记录了大约3000多万年的海相沉积历史。     

超临界CO2增强热卤水开采模型研究

面对全球气候变化和能源紧缺的巨大压力,CO₂地质利用技术成为研究的焦点。为了实现CO₂减排及资源化利用,提出了利用超临界CO₂增强卤水提取和地热能开采的CO₂地质利用集成系统的概念。通过建立CO₂注入热卤水储层的质量平衡模型,分析了不同流量的卤水生产、CO₂注入以及储层边界流对储层变化的影响,初步评估了该系统的CO₂封存量、卤水提取量以及储层流体组成变化的时间尺度。研究表明,注入CO₂提供了热卤水层的压力维持,促进卤水和地热资源的可持续开采,对于江陵凹陷研究区9×108 m3的储层有效体积,注入9.95×106 t CO₂可提取17.12×106 t卤水,时间尺度超过30 a。对于50~1 000 kg/s的卤水生产速度,可以产生0.9~18.8 MW电力。同时,该技术增加了CO₂的封存容量和效率,有利于CO₂大规模安全封存,经济和环境效益显著。      

Parallel numerical simulation on CO2 geologic storage in Ordos Basin,China

The authors developed a 3-D numerical injection model on parallel TOUGH 2-FLAC3D based on the site-specific stratigraphic information in Ordos Basin to simulate the Shenhua CO2 geological storage ( CGS ) demonstration project injection process for three years and forecast CO2 migration and layers displacement after injection for seven years .The results suggested that CO2 migration did not stop after three years of consecutive injection, but migration rate was slowing down with time .As a result, displacement near injection well in-creased with injection and decreased slowly after injection .The maximum displacement of surface center oc-curred near the end of injection , which was only 1.24 cm.According to the displacement result , it is safe to continue injecting for this project .     

鄂尔多斯盆地地层埋藏演化与油气成藏分析

地层埋藏状况对有机质生烃及油藏保存具有重要的控制作用.通过对鄂尔多斯盆地晚三叠世以来地层埋藏史和有机质热演化生烃史的恢复,对比盆地不同地区之间地层剥蚀和埋藏特点,探讨地层埋藏演化特征对油气成藏的影响,分析地层埋藏对有机质生烃及油藏保存条件的影响.结果表明:在鄂尔多斯盆地晚三叠世以来经历的4期(T3、J1、J2、K1)沉降—抬升循环演化过程中,不同地区的沉积埋藏深度和埋藏速率存在明显差异.一方面导致各地区间长7烃源岩进入生烃的时间提前或滞后.北部古峰庄地区和中部白豹地区在J2期已进入早期生烃,姬塬和镇北地区在J3期进入早期生烃,而南部西峰、洛川地区和东部陕北地区早期生烃的时间是K1早中期.进入大量生烃阶段的时间基本都在K1期.另一方面导致地区间成藏封存条件的变化.在北部和中南部地区,地层埋藏深度大,沉积速率高,形成很好的封闭条件.各生烃阶段,特别是早期生成油气也可很好地保存而成藏.     

山东省阳谷-茌平煤田煤层对比研究

利用阳谷-茌平煤田内的聊城勘查区、阿城镇勘查区、阳谷勘查区、博平勘查区的钻孔资料及地质成果,主要从煤层组合关系、标志层方面对煤田内各勘查区的煤层进行横向比对。山西组发育2~5层煤,3煤发育稳定,厚度较大,易于对比;太原组发育13~17层煤,根据沉积旋回性及赋煤特征分为上组煤、中组煤和下组煤,太原组有3层全区发育稳定的灰岩层,可作为该煤系地层的标志层。同时结合煤层间距及相邻岩层的岩性组合关系,找出各勘查区煤层的对应关系,并提出了统一编号的方案,为该煤田的煤炭资源储量的核实统计及地质综合研究带来方便。     

滨州市海岸带工程地质特征分析

根据该次工程地质调查和钻探工作取得的大量数据,结合收集的钻孔资料,对研究区土体工程地质层进行了系统研究,并依据地层沉积年代、成因类型、地层结构、工程力学性质,对研究区陆域地表以下,海底以下50m深度范围内的土层进行分层研究,并对各层工程地质特征进行了分析,对区内软土分布范围、饱和砂土液化进行了综合研究,为滨州海岸带港口及重大工程规划建设提供系统的基础地质资料和决策依据。     

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临清坳陷中二叠世古地理恢复

临清坳陷是一个中-新生代的断陷盆地,多期断层活动、多套生储盖组合、多种圈闭类型的地质条件,决定了临清坳陷可形成多类型的油气藏,具有良好的油气勘探前景。以临清坳陷中二叠世沉积地层为主要研究对象,观察钻井取心,详细分析测井标志,建立等时地层格架,基于等时地层格架进行古地理的恢复。研究表明,研究区共划分为2个层序,层序1为河控浅水三角洲环境,层序2过渡为内陆河流环境,对该区的勘探工作及勘探实践具有重要的理论和现实意义。     

对《河南西峡白垩纪蛋化石》一书的几点商榷

《河南西峡白垩纪蛋化石》一书的核心 ,是弃用按地层规范正式命名又被广泛应用于河南省的高沟组、马家村组及寺沟组地层单位名称 ,恢复使用河南省地质局石油队 1960年创名、后在1961年自己又废弃的走马岗组、赵营组及六爷庙组 ① 。西峡盆地并不是“南北两翼地层对称”的“一个完整的向斜盆地” ,由此 ,导致了该书作者对地层划分及沉积相等分析的“失误”。《河南西峡白垩纪蛋化石》 ,实质上主要讨论了地层 ,又喧宾夺主地用大量文不对题的篇幅描述了广东、山东、湖南等地的蛋化石。     

简单分段法在地层划分中的应用

本文简介海南省1:5万坝王岭、猴狝岭幅区域地质调查的地球化学简单分段法在地层划分中的应用。根据对下古生界变质岩与白垩系红层两条地层实测剖面的地球化学资料整理,用简单分段法进行划分、其效果较好。它的地球化学组分基本能反映原始沉积物的特点和其沉积环境,且与岩石地层的划分相互印证。