全国二氧化碳地质储存适宜性评价编图技术方法研究

将全国CO2地质储存潜力与适宜性评价工作划分为5个阶段,依次为区域级预测潜力(E级)评价、盆地级推定潜力(D级)评价、目标区级控制潜力(C级)评价、场地级基础储存量(B级)评价和灌注级工程储存量(A级)评价阶段.第一阶段编制的成果图件主要为全国1∶500万CO2地质储存成果图系;第二、三阶段主要编制沉积盆地CO2地质储存成果图集;第四、五阶段主要编制CO2地质储存示范工程成果图册.提出中国CO2地质储存潜力与适宜性评价和编图是一项有步骤、分阶段逐步完成的工程,评价及编图方法有待通过潜力与适宜性评价和编图的实践不断完善.     

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。     

我国沉积盆地CO2地质储存的地热条件适宜性评价

CO2地质储存是减少人类活动产生的CO2向大气排放的有效措施之一。目前CO2地质储存适宜性评价中仅把地热条件作为单一因子进行考虑,难以准确评价地热条件对CO2地质储存的影响,评价精度较差。为此本文采用加权法将地热条件三因素(大地热流、地温梯度与地表年均气温)进行CO2地质储存适宜性评价,提高了精度。表明:我国总体上较适宜CO2地质储存,储存空间大。2.1%(8.5×104km2)沉积盆地适宜CO2地质储存,68.6%(274.0×104km2)较适宜,24.6%(98.4×104km2)一般适宜,4.7%较不适宜(18.7×104km2),无不适宜区。     

CO_2地质储存潜力与适宜性评价编图方法研究

借鉴国外CO2地质储存潜力与适宜性调查评价工作程序,将我国CO2地质储存潜力与适宜性评价工作划分为五个阶段。影响盆地评价阶段CO2地质储存适宜性的因素很多,本文分别从盆地本身物理条件、数据源和资源潜力、地壳稳定性、温度以及经济适宜性五个影响方面形成单因子图,此五类单因子图件的编图基础为中国1∶500万地质图,利用图层属性的加权计算、叠加的成图方法,综合单因子图件形成我国CO2地质储存远景区划图件。     

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。     

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。     

安徽省沉积盆地CO2地质储存适宜性评价

CO2的地质储存已成为减缓温室效应的一条有效的途径。区域的CO2地质储存适宜性评价是选址建设CO2地质储存工程的基础,而建立适当的评价指标体系与选择合理的评价方法对于CO2地质储存适宜性评价起到至关重要的作用。本次研究以安徽省内CO2减排需要为目的,根据研究区实际的地质条件,从CO2的地质储存所关联的多重因素出发,建立起包括安全性、技术性、经济性与社会环境性4个方面的评价指标体系,并引入变异系数法对评价指标确定权重与TOPSIS模型对研究区的CO2地质储存盆地适宜性进行排序。研究结果表明:阜阳盆地与合肥盆地为优先选择的CO2地质储存盆地。评价结果为安徽省初步选址CO2地质储存工程建设提供了科学依据。     

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。     

中国二氧化碳地质储存目标靶区筛选技术方法

在沉积盆地三级构造单元CO₂地质储存潜力与适宜性评价得出的“适宜CO₂地质储存”区域的基础上,借鉴国外已有的选址流程和方法,结合我国的地质条件和技术方法水平,提出了深部咸水层CO₂地质储存目标靶区筛选评价指标体系,包括安全性、储存规模、场地地面环境条件和经济适宜性四大评价指标层以及44个具体评价指标,并将层次分析法和多因子逐层叠加法等评价方法应用于目标靶区筛选。通过鄂尔多斯盆地和河套盆地3处典型目标靶区适宜性评价的实例,证明了该评价指标体系在目标靶区筛选过程中具有较好的可操作性和推广应用价值。     

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。     

典型电厂海洋CO2地质储存场地选址适宜性评估

我国华东和东部沿海地区分布有大量的火电、水泥和炼油等CO₂排放源,但由于距离陆域大中型沉积盆地较远,限制了规模化的深部咸水层CO₂地质储存工程选址。本文以华能玉环电厂为实例,开展了东海陆架盆地瓯江凹陷场地选址适宜性评估。通过瓯江凹陷CO₂地质储存地质条件分析,初步圈定出了发育有利储盖层的目标靶区,并依次开展了地质安全性和经济适宜性分析。利用碳封存领导人论坛潜力评估公式,计算了目标靶区推荐储层的单位面积储存潜力;并在构建综合储集条件、地质安全性条件和经济适宜性条件的指标体系基础上,开展了GIS多源信息叠加评估,在丽水西次凹内筛选出两处较好的场地。研究对开展该区海域CO₂地质储存选址具有一定的探索意义。     

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.     

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。     

松辽盆地CO2地质储存适宜性评价

为缓解全球气候变暖趋势,CO2地质储存成为目前减少向大气排放CO2量的有效方法之一.区域CO2地质储存适宜性评价是筛选CO2地质储存目标区和工程建设的基础,合理的评价指标体系和指标权重对评价结果有重要影响.本次研究结合松辽盆地地质条件,建立包括地质储存规模、储存经济性、储存条件和储存安全性4个方面、20个指标、5个指标...     

松辽盆地咸含水层埋存CO2储存容量初步估算

沉积盆地深部存在体积巨大的咸含水层,是很好的埋存CO2的地质储体。可靠合理的估计CO2储存容量是选择场址的重要前提。目前国际上较为通用的评价CO2储存容量是金字塔评价方法。松辽盆地咸含水层岩性以白垩系的嫩江组砂岩和青山口组砂岩为主,空隙发育较好,盖层连续完整且封闭良好,决定了其可以作为储存CO2的地质储体。以松辽盆地为实例,估算了咸含水层CO2理论储存容量大约为6916Gt。     

基于灰色关联分析法的松辽盆地CO_2地质储存适宜性评价

松辽盆地是中国主要的能源基地,随着中国振兴东北老工业基地政策的实施,如何应对工业和经济发展带来的CO_2排放量的增加,将成为亟需解决的问题。在盆地内进行CO_2地质储存将成为盆地内解决该问题的主要技术选择之一。以松辽盆地为研究对象,在深入分析松辽盆地CO_2地质储存条件的基础上,从储存规模、储存安全性和社会环境风险及经济适宜性4个方面综合考虑,构建了由16个指标组成的松辽盆地CO_2地质储存适宜性评价指标体系,利用灰色关联分析法对松辽盆地33个二级构造单元进行了盆地级适宜性评价工作,评价结果为进一步场地级目标靶区的筛选提供了科技支撑。     

鄂尔多斯地区深部咸水层二氧化碳地质储存适宜性评价

二氧化碳地质储存在我国的研究尚处于起步阶段.该文对在鄂尔多斯地区进行二氧化碳地质储存的适宜性做定量评价.从地质稳定性、储存潜力、水文地质条件三个方面选择评价指标,运用层次分析和模糊洋判方法开展综合评价.评价表明该地区深部咸水层适宜进行二氧化碳地质储存.     

松辽盆地中央坳陷区深部咸水层二氧化碳储存潜力评价及其不确定性分析

地质储存是减少CO2等温室气体向大气中人为排放的有效措施,深部咸水层是优先考虑的地下储存空间之一,准确评价CO2在深部成水层中的储存潜力是进行CO2地质储存研究的重要基础.本次研究以松辽盆地中央坳陷区深部咸水层为例,评价其储存CO2的潜力,并考虑储层物性参数的随机性,进行储存潜力的不确定分析.研究结果表明,中央坳陷区深部咸水层CO2地质储存理论潜力为5.34×10<'11>t,若考虑孔隙度不确定性,则储存潜力的随机分布区间为4.14×10<'11>-5.72×10<'11>t,且大于理论储存潜力值的概率约为58.3%,说明孔隙度的不确定性对储存潜力评价结果影响较大,在实际工程中应重点考虑这一问题.     

四川盆地深部咸水含水层二氧化碳地质储存适宜性评价

以盆地二级构造单元为评价对象,以区域地壳稳定性条件、基础地质条件、储盖层条件、储存潜力条件、地热地质条件、研究程度和资源潜力条件、社会经济条件为一级指标,在资料搜集和综合分析16个二级评价指标的基础上,采用层次分析-模糊综合指数评价法,认为四川盆地二级构造单元适宜性评价分区的评价结果为：川中平缓褶带为较适宜,川西低陡褶带、川西南低陡褶带为不适宜,川东高陡褶带、川北低平褶带、川南低陡褶带为较不适宜。适宜储存二氧化碳的地下储层为侏罗系下统自流井组、三叠系上统须家河组、三叠系中统雷口坡组、三叠系下统嘉陵江组和飞仙关组以及二叠系中统下部的栖霞组。     

foreword

资源、环境问题关系着人类的生存和发展。碳酸盐岩地层中蕴藏着丰富的石油、天然气、矿产和地下水等资源。这些资源的开发一方面为社会经济发展提供保障,另一方面也给地表生态环境造成严重破坏。我国碳酸盐岩分布广,占国土面积的1/3以上。碳酸盐岩的孔隙、溶隙、溶洞等是各种资源的重要赋存空间,但存在分布空间不均匀、探测难度大的问题。分布面积广和沉积厚度大的碳酸盐岩地层又可作为CO2地质封存的有利场所。有研究表明,向碳酸盐岩油气储层充注CO2既能提高油藏的开采率,又能将CO2回收封存,实现低碳高效的油气开采。因此,碳酸盐岩储层研究对我国能源资源的开发利用和应对气候变化等有重要的意义。2014年中国地质学会岩溶专业委员会在武汉召开“岩溶资源与油藏岩溶储层研究”学术研讨会。 会议交流了现代岩溶水文地质与岩溶储层方面的研究成果和认识,为现代岩溶和古岩溶的研究架起了桥梁。通过精选会议中的优秀成果和论文,我刊推出“碳酸盐岩储层”专刊,着重报道碳酸盐岩储层方面的最新成果。 碳酸盐岩油气田是全球油气资源最重要的组成部分,其常规油气储量约占世界总储量的 60%, 产量约占50%。我国碳酸盐岩油气资源丰富,其储层发育与古岩溶作用密切相关。陕中气田、轮南-塔河油田、塔中油气田、川东北大气区等大型碳酸盐岩油气田的相继发现,推动了我国碳酸盐岩储层的开发和研究。近年来,在碳酸盐岩储层特征、成藏机制、油气运移、储层分布、影响因素等方面的取得了重要的研究进展。我国碳酸盐岩油气成藏复杂,受沉积作用、成岩作用、多期构造运动和岩溶作用等的共同影响,碳酸盐岩储集空间复杂,非均质性强,开采难度大。碳酸盐岩储层研究取得的新成果、新认识在指导油田勘探、开发和提高油气产量上发挥了重要作用。2005-2014年,塔里木油田碳酸盐岩原油累计产量突破1000万吨,达到1 010.29万吨,2014年塔里木油田碳酸盐岩的平均单井累计产油1.82万吨,原油日产量保持在5612吨;长庆靖边气田的天然气累计产量实现不断跨越;鄂尔多斯盆地西缘、东南部等地区岩溶储层勘探取得新突破,为我国油气能源安全提供有力保障。 随着油田勘探开发的不断深入,关于碳酸盐岩储层的一些新问题受到了关注。例如,如何准确地描述碳酸盐岩储层、建立碳酸盐岩缝洞结构地质模型以定量计算油气藏储量;鄂尔多斯盆地西缘、东南部及大牛地等地区的岩溶储层虽然形成于表生期, 但机理与靖边地区不同,属于顺层岩溶;塔中内幕岩溶区鹰山组顶部不整合面及其下部缝洞储层的形成可能是碳酸盐岩成岩早期弱成岩条件下形成的岩溶,等等。对这些问题的深入研究有助于实现油气勘探的新突破。专刊对此也进行了很好地探讨。 专刊收录的14篇文章主要是关于塔里木盆地、鄂尔多斯盆地的碳酸盐岩储层等方面的研究成果。介绍了不同类型岩溶,包括表生期岩溶、同生期/准同生期岩溶的特征、形成条件及油气地质意义;比较了灰岩、白云岩岩溶的差异及其识别;剖析了古今湿热条件下典型缝洞系统类型及其结构模式;分析了塔中地区潜山型、复合潜山型油藏的成因和发育模式;介绍了成像测井、古地貌恢复、缝洞充填物碳氧同位素分析等方法在碳酸盐岩储层研究中的应用和成果。此外,还对我国碳酸盐岩储层CO2地质储存的适宜性和潜力进行了分析、计算。尤其值得岩溶地质工作者关注的是,在专刊首篇文章中,袁道先院士对我国岩溶资源环境领域的创新问题提出了最新见解。相信这些成果能为我国碳酸盐岩储层研究、油气科学勘探开发以及资源环境方面工作提供很有价值的参考。