超临界CO_2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30a。对于50~1 000kg/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。     

高盐度卤水对CO2地质封存的影响: 以江汉盆地潜江凹陷为例

江汉盆地潜江凹陷卤水资源十分丰富,潜江组泥膏岩、泥岩和砂岩交替沉积,构成CO₂地质储存的潜在场所.但是潜江组卤水层矿化度非常高,平均值高达283.25 g/L.以高盐度卤水为对象,探讨了高盐度卤水对CO₂封存过程中产生的物理化学影响.结果表明,往高盐度卤水层中单纯地注入CO₂会造成CO₂溶解量和矿物捕集量的显著降低,不利于CO₂的储存安全.高盐度会造成注入井附近发生盐岩大量沉淀,不利于CO₂的持续注入,同时造成近井周围压力严重积累,降低了封闭安全系数.采用CO₂与卤水联合注采模式,可有效缓解CO₂单纯地注入过程中的压力严重积累和盐岩沉淀问题,实现资源和地下空间最大化利用,收获经济和环保的双重效益.      

塔里木盆地麦盖提斜坡群古三维区奥陶系碳酸盐岩古岩溶储层特征

和田河气田、玉北1井油藏的发现证实了和田古隆起作为塔里木盆地三大古隆起之一有着广阔的勘探前景,但研究程度较低。基于地震、钻井、岩心、薄片等资料综合分析,对麦盖提斜坡群古三维区奥陶系碳酸盐岩古地貌、古水系及岩溶储层发育规律进行了研究;结合古岩溶缝洞系统充填方解石碳氧同位素特征,对古岩溶储层发育及充填期次进行了分析。结果表明:后期溶蚀孔、溶洞和溶蚀裂缝是该区主要储集空间;充填方解石δ13C和δ18O的变化范围较大,δ13C_PDB为-10.22‰~3.06‰,平均值为-0.89‰,δ18O_PDB为-15.53‰~-6.21‰,平均值为-9.72‰;可划分为古风化壳裸露岩溶期、埋藏岩溶期和较晚岩溶作用期3期不同的古岩溶作用期次。      

CO2-水-岩相互作用对盖层渗透率影响的数值模拟

针对我国江汉盆地深部含水层的基础地质和水文地质条件,运用国际先进的反应溶质运移数值模拟软件TOUGHREACT
建立垂向一维模型,探索研究了CO₂ 进入盖层后,CO₂-水-岩相互作用对盖层渗透率的影响。模拟结果表明,CO₂进入盖层
后,会使pH值降低,导致矿物组分和渗透率的变化。模拟5000a后,盖层底部和顶部渗透率分别增加了10%和6.7%,主要是由
石膏在该处的溶解以及菱镁矿未能沉淀造成的;盖层中部渗透率降低了约6.7%,主要是因为铁白云石和菱镁矿在后期发生了沉淀;
绿泥石的溶解为铁白云石和菱镁矿的沉淀提供了必要的Mg2+ 和Fe2+ 离子来源,对盖层渗透率的变化起到了至关重要的作用。      

高店子幅水化学特征及水质评价

为查明高店子幅地表水和地下水的水化学特征及水环境质量现状，为区域水资源保护与开发提供理论依 据，运用数理统计分析、模糊综合评价和灌溉水水质评价方法对研究区地表水和地下水进行了分析与评价。研究 结果表明:研究区地表水水化学组分波动较大，地下水水化学组分相对较为稳定。地表水水化学类型主要为重碳 酸硫酸－钙镁型水和重碳酸－钙镁型水；地下水水化学类型主要为重碳酸－钙镁型水和重碳酸硫酸－钠 钙 镁 型 水。研究区地表水和地下水水力联系密切，水中主要离子组分来自于盐岩、石膏和碳酸盐的风化溶滤，另 外 还 存 在阳离子交换作用、蒸发浓缩作用和人类活动的共同影响。饮用水水质评价表明，５４．５％的地表水和７１．４％的地 下水适于饮用或基本适于饮用，地下水水质稍好于地表水水质；灌溉水水质评价表明，研究区地表水和地下水均 适于灌溉，合理灌溉不会造成盐害和碱害。      

Fe0 对U(VI)的地球化学屏障

通过静态吸附和动态实验研究了U(VI)在黏性土壤中加入Fe0与未加Fe0的吸附量和迁移速度。静态结果表明:加入
Fe0 使黏性土壤的吸附量、最大吸附量都大于未加Fe0 的黏性土壤;通过180d的土柱动态迁移实验,U(VI)在加入Fe0 的土柱中
迁移了3cm;而在未加Fe0 的土柱中迁移了5cm。因此,加入Fe0 使U(VI)在核废料处置场天然屏障中的迁移速度降低,因而也
减缓了铀污染源进入地下水的风险,使地球化学屏障更安全。      

高店子幅水化学特征及水质评价

为查明高店子幅地表水和地下水的水化学特征及水环境质量现状,为区域水资源保护与开发提供理论依据,运用数理统计分析、模糊综合评价和灌溉水水质评价方法对研究区地表水和地下水进行了分析与评价。研究结果表明:研究区地表水水化学组分波动较大,地下水水化学组分相对较为稳定。地表水水化学类型主要为重碳酸硫酸-钙镁型水和重碳酸-钙镁型水;地下水水化学类型主要为重碳酸-钙镁型水和重碳酸硫酸-钠钙镁型水。研究区地表水和地下水水力联系密切,水中主要离子组分来自于盐岩、石膏和碳酸盐的风化溶滤,另外还存在阳离子交换作用、蒸发浓缩作用和人类活动的共同影响。饮用水水质评价表明,54.5%的地表水和71.4%的地下水适于饮用或基本适于饮用,地下水水质稍好于地表水水质;灌溉水水质评价表明,研究区地表水和地下水均适于灌溉,合理灌溉不会造成盐害和碱害。     

中国CO2地质埋存条件分析及有关建议

化石燃料燃烧产生的温室气体导致全球气候变暖是人类共同面临的重大环境问题.本文提出减排大气CO2含量最为现实和有效的对策是采取CO2地质埋存技术.在总结国际CO2地质埋存研究成果的基础上,全面分析了中国适宜CO2埋存的地质条件和潜在的埋存区域.初步估算,中国CO2地下贮存总容量约为14548×108t.建议近期加强中国CO2埋存地质条件调查和相关重大科技问题的研究.     

有机氯农药的零价铁脱氯降解研究进展

结合氯代有机物的零价铁脱氯降解研究进展,综述了国内外在零价铁脱氯降解有机氯农药领域的研究情况,大多研究表明零价铁降解有机氯农药的反应符合准一级反应动力学方程,普遍认同氢解反应机理但尚有争议,研究降解过程需考虑溶液pH值和铁表面活性作用的影响,尤其是铁表面的吸附作用不可忽略。最后提出了该技术存在的一些值得思考的问题,探讨了该研究领域的发展前景。     

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.