深部咸水层CO2地质储存适宜性评价方法研究

随着温室效应的加剧,CO₂地质储存已成为减缓全球气候变暖的有效方法之一. 可用于CO₂ 地下储存的场地主要有枯竭的油气田、深部咸水层和深部不可开采的煤层等,我国深部咸水层CO₂地质储存潜力占总潜力的98%以上. 在全面分析CO₂ 地质储存适宜性影响因素的基础上,建立了适宜于沉积盆地深部咸水层CO₂ 地质储存的适宜性评价体系,主要包括地质安全性、储存规模、社会环境风险和经济适宜性4大指标层,共计28个评价指标,评价方法以层次分析法及指标叠加法为主. 以西宁盆地为研究实例,通过基于排除法的地质条件综合分析与层次分析法的定量评价相互验证,表明该指标体系和评价方法具有广泛的应用价值. 结果表明,西宁盆地一级构造单元中双树坳陷最适宜CO₂地质储存,可作为CO₂地质储存的优先选区.     

规模化深部咸水含水层CO2地质储存选址方法研究

本文依据中国沉积盆地CO2地质储存潜力评价结果,认为深部咸水含水层是实现规模化CO2地质储存的主体,进而对适宜CO2地质储存的深部咸水含水层属性进行了界定。提出了深部咸水含水层CO2地质储存选址原则,合理划分了选址工作阶段。建立了选址技术指标、安全性评价指标、经济适宜性和地面地质-社会环境选址指标4个指标层,60余个指标的选址指标体系,提出了基于层次分析(AHP)的多因子排序选址评价方法。本文的研究成果对中国深部咸水含水层CO2地质储存场地选址具有一定的指导意义。     

深部咸水层CO2地质储存地质安全性评价方法研究

CO2地质储存工程属于环保型工程项目,地质安全性是影响CO2长期封存的首要因素。深部咸水层CO2地质储存地质安全性影响因素主要包括盖层适宜性、场地地震安全性、水文地质条件、地面场地地质条件四个方面,其中盖层适宜性是CO2安全储存的最关键因素,场地地震安全性和水文地质条件次之,而地面场地地质条件也是影响工程施工的重要因素。本文基于CO2地质储存的地质安全性影响因素分析,建立了层次分析结构的地质安全性评价指标体系,并初步计算了评价指标的权重;提出可以利用模糊综合评价方法进行深部咸水层CO2地质储存地质安全性综合评价,为中国深部咸水层CO2地质储存的地质安全性评价方法和安全选址指明了方向。     

深部咸水层二氧化碳地质储存场地选址储盖层评价

深部咸水层CO2地质储存属于环保型工程项目,开展地质评价来确定良好的储盖层是实现CO2地质储存长期、有效、安全封存的首要前提。储层地质评价内容主要包括储层的物理性质及其注入能力等;盖层地质评价内容主要包括盖层发育特征及封闭能力等。在规划选址到工程选址的不同阶段,储盖层评价的内容和对象应根据不同阶段的目的依次提高精度和量化程度。通过国内深部咸水层CO2地质储存工程场地选址阶段划分,结合储盖层地质评价的主要内容,初步建立了储盖层适宜性评价指标及其分级标准,对国内深部咸水层CO2地质储存工程场地选址中的储盖层地质评价及适宜性评价工作具有一定的指导意义。     

中国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程

2010—2012年,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心承担完成的“全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程计划项目”,全面建立了我国二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价指标体系与评价技术方法,评价了主要沉积盆地的二氧化碳地质储存潜力与适宜性,完成了全国1∶500万评价图系和主要盆地评价图集编制,圈定出一批二氧化碳地质储存目标靶区;构建了深部咸水层二氧化碳地质储存工程选址、场地勘查与评价技术方法;与神华集团合作,在内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗成功实施了我国首个深部咸水层二氧化碳地质储存示范工程,基本形成了我国二氧化碳地质储存基本理论和技术方法体系。     

CO_2地质储存潜力与适宜性评价方法及初步评价

借鉴国外CO2地质储存潜力与适宜性调查评价工作程序,在充分考虑我国复杂的地质背景、CO2地质储存研究现状等因素的基础上,将我国CO2地质储存潜力与适宜性评价工作划分国家级潜力评价阶段、盆地级潜力评价阶段、目标区级潜力评价阶段、场地级评价阶段、灌注、监测运行期评价阶段,按评价精度由低到高,分称为CO2地质储存潜力与适宜性评价E、D、C、B、A级;并对我国CO2地质储存潜力与适宜性进行了E级评价,即运用层次分析-模糊指数法对我国陆相沉积盆地进行了初步筛选,并对其储量进行了计算,认为我国陆上沉积盆地深部咸水含水层是最主要的CO2地质储量场所。     

中国二氧化碳地质储存研究进展

2010年以来,中国地质调查局组织实施了"全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程"项目。依据我国沉积盆地的地质条件,基本建立了中国CO2地质储存潜力与适宜性评价体系,初步评估了417个(面积大于200 km2)陆域及浅海沉积盆地的CO2地质储存潜力与适宜性;在内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗参与并合作实施了中国首个、也是世界上规模最大的煤基全流程深部咸水层CO2地质储存示范工程,突破了钻探、灌注、采样、监测等一系列科学技术难题;在储存过程中的物理化学与生物作用、仿真模拟、环境影响与安全风险评价等基础理论研究方面取得了实质性进展。     

CO2深部咸水层封存选址的地质评价

深部咸水层封存是目前最具前景的CO2地质封存方式。本文通过调研CO2地质封存相关文献，对CO2咸水层封存选址地质评价依据进行分类，总结咸水层封存涉及的定量研究方法并探讨目前CO2地质封存中的不确定性问题。主要认识有：① CO2咸水层封存选址的地质依据可根据在评价中的作用分为两类，第一类是用于可行性评价的通用依据，第二类是用于进一步筛选优选靶区的封存适宜性和安全性指标，其中封存适宜性评价针对的是更加细致的储层特征（相较于可行性评价），而安全性评价则集中在盖层适宜性、场地地震安全性、水文地质条件、地面场地地质条件、储层盖层空间分布和构造六个方面；② 封存潜力评价方面，大范围的可行性评价可首选资料要求较低的面积法进行封存潜力评价，对小范围的优选靶区采取精度更高的容积法和包含更多封存机制的容量系数法；③ 目前CO2地质封存中的不确定性问题主要在于相同依据在不同评价方面产生的不同影响、CO2- 水- 岩反应对储集物性的影响、研究发现的特殊现象、多场耦合模拟研究不系统以及封存潜力计算中参数不确定问题。     

黑龙江林甸地区深部咸水层CO2地质储存条件与潜力评估

CO₂地质储存是减少碳排放、缓解温室效应的有效措施。经地热勘探与综合研究,黑龙江林甸地区埋藏深度940～2062 m的中生代白垩系泉头组三四段、青山口组和姚家组砂岩层状地层中蕴含丰富的咸水,溶解性总固体可达2000～9000 mg/L,孔隙发育较好,水流速缓慢,其上盖层以白垩系嫩江组、四方台组、明水组的层状泥质岩为主,厚度为800～1300 m,未被主要断裂带穿透,封闭良好,决定了其可以作为储存CO₂的良好地质储体。同时,大庆市紧邻林甸地区,化工企业众多,碳源集中且充足,规模大,距离短,为研究区的CO₂地质储存提供了有利条件。因林甸地区油气资源匮乏,缺少石油井,本次工作首次利用地热勘探井,根据CO₂地质储存技术机理,采用国际权威潜力评估公式,开展了深部咸水层CO₂地质储存的潜力评估。结果表明,其深部咸水层CO₂理论储存量为478.91×108 t,有效储存量为11.49×108 t,储存潜力较大,未来可作为大庆、齐齐哈尔等邻近城市减碳的地质储存场所。此项工作的开展,为林甸地区下一步实施CO₂地质储存适宜性评价、目标靶区筛选和场地选址及示范工程建设提供了技术支撑。     

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。     

冀东柳赞地区油气成藏中断层的作用

冀东油田柳赞地区断裂构造发育,在面积约为40km2范围内;发育着30多条断层,而这些断裂是什么时期产生的,它们在油气聚集成藏中起着什么作用,是先有油气聚集、后有断裂,还是先有断裂后才发生油气聚集。这些问题不仅是油气成藏过程研究的焦点,而且还直接影响到对该地区的评价和有利油气聚集带的确定。本文通过研究发现,本区断裂的形成和分布主要受柏各庄、溯河、高柳三条边界断裂活动的控制,并且断裂的产生是有次序的,不同时期形成的断层对油气藏的形成具有不同的作用。      

北山北带北亚带西缘奥陶纪火山岩地球化学特征

分布于甘肃北山北亚带的奥陶纪火山岩是一套由浅变质的富碱玄武安山岩、粗面英安岩以及少量钾玄岩岩石组合。岩石稀土总量偏低,属轻稀土富集型,稀土分布模式为右倾曲线;微量元素的球粒陨石标准化配分模式显示岩石富集K、Rb、Th等元素,而亏损Nb、Ti,表明火山岩形成与板块俯冲作用有关。综合分析火山岩的岩石学、岩石地球化学特征,并结合区域构造背景,认为该套火山岩产于活动大陆边缘岛弧带环境,为俯冲造山带的构造背景。     

沸石矿物在东北地区黑土地盐碱化土壤改良中的应用

东北黑土地特别是松嫩平原的土地盐碱化趋势正在加剧，对黑土地粮食安全提出了很大的挑战，因此，改良盐碱地土壤成为重要的工作.半干旱气候、地质条件、低洼地形及地下水位等都是引起东北黑土地盐碱化的因素，松嫩平原苏打盐碱地尤为突出，其土壤盐分中主要阳离子为Na⁺，阴离子为CO₃^2-和HCO₃^-，具有高碱化特点.沸石作为离子交换剂和吸附剂，能吸附盐碱土中的钠离子和硫酸根离子等，降低土壤pH值和碱化度，同时可增加土壤对铵根离子、磷酸根离子和钾离子的保持能力，提高养分有效性，对于土壤改良效果显著.但由于沸石改性、用量及时效等各方面的不确定性，因此在今后研究中更应注重因地制宜地利用沸石矿物开展盐碱地土壤改良、加强沸石矿物改性与再生的研究，使其在盐碱地脱盐降碱等方面发挥更大的作用.     

流体包裹体在建立四川盆地古地温剖面研究中的应用

根据四川盆地沉积－埋藏史、主要地热事件、井下Ｒ０部面及钻井测温资料的综合分析,应用流体包裹体均一温度资料推算了四川盆地中部各地质时期地层的古地温,并建立了古地温梯度表,用此表可计算四川盆地各地期地层古地温。根据包裹体均一温度确定的古地温表明：四川盆地地层地温梯度由古至今逐渐降低,现今地温状况对古地温状况有明显的继承性。东吴运动（地裂运动）峨嵋山玄武岩大规模喷溢时期是盆地地温梯度最高时期,推算其地温     

不同沉积环境成因煤显微组分的有机硫分布

运用扫描电镜能谱微区测试对不同沉积环境成因煤的有机显微组分进行有机硫含量的系统测定，结果表明在不同类型的煤中某一类显微组分的有机硫含量存在明显差异；同一煤中不同亚显微组分的有机硫含量也不同。综合分析发现煤显微组分有机硫含量主要受聚煤环境、组分凝胶化程度、氧化程度的影响，而聚煤环境为主导影响因素。     

阜阳市浅层地下水溶解性总固体近年变化特征

本文分析了阜阳市浅层地下水溶解性总固体在2013—2017年间枯、丰期的时空分布规律及与其他组分间的相互关系.结果表明,5年间该市浅层地下水TDS超标点主要分布在颍河、泉河两侧,TDS均值在枯、丰水期总体均呈现缓慢增高的趋势,丰水期数值范围年际间波动较枯水期明显,标准差亦均在缓慢增加.利用SPSS22.0软件,分析近年枯、丰水期浅层地下水的总硬度、pH、总碱度、氯化物等与TDS的相关关系,得出该市浅层地下水的pH与TDS在枯水期呈负相关关系,而在丰水期相关性不显著;总碱度、总硬度、氯化物与TDS在枯、丰水期均有极显著的正相关关系,在丰水期的相关程度(高度)高于枯水期(中度),且相关程度均为总碱度高于总硬度高于氯化物;硫酸根与TDS在丰水期呈现高度正相关.     

南京市历史文化层中土壤重金属元素的分布规律初探

文章对南京市城区不同地点出现的多个文化层中土壤的理化特征进行了系统研究。研究结果表明,文化层中土壤的重金属元素含量比南京市非城市土壤和背景平均值有增高的趋势,局部地段有巨量增高。从剖面纵向上看(时间上),这种增高现象主要发生在近现代、明清和六朝3个历史时期,这与历史上这些时期南京相对发达有关;而从横向地域上看(空间上),重金属元素含量的分布明显可以分成两组,两个组分别代表了地域上的不同,如明故宫-大行宫-中山东路一带历史上许多时期是皇城区,而内秦淮河流域一带则可能是古代的手工业和制造业区、商贸区和普通大众的生活区,这种明显的差别揭示出南京在各历史时期上的城市功能区是各不相同的。磁化率特征研究结果表明文化层中土壤的磁化率在各历史时期分布是不同的,磁化率的高峰时期有近现代、清朝和明朝时期;频率磁化率特征研究结果表明磁性矿物主要是外源输入造成的。与此同时磁化率高峰时期基本上与重金属元素增高地段是一致的,这进一步印证了文化层中重金属元素增高主要是由于外源污染物质的输入造成的。     

南宁市邕江防洪大堤管涌地质灾害预测方法

邕江防洪水堤是南宁市唯一抵御洪水侵害的防线,其堤基为河床和河漫滩相冲洪积物。下部中、粗砂层和圆砾层属管涌层;中部粉砂层、粉土层属流土层;上部粘性土层;底部为第三系泥岩层。本文通过对场地管涌县、流土层判别、水文地质条件概化、地下水回水位预测、盖层变形破坏预测和地下水水力坡降计算,来预测场地发生管涌地质灾害的可能性。