鄂尔多斯盆地马家沟组二氧化碳地质封存有利区优选

CO2地质封存(CCS)技术是目前国际上实现CO2大规模低成本减排的最佳选择之一,而CO2地质封存的首要问题是CO2封存有利区优选.针对鄂尔多斯盆地马家沟组CO2地质封存有利区优选研究不足的现状,本文借助大量的地质、钻井、地球物理及测试分析,对鄂尔多斯盆地马家沟组地层水矿化度条件、温压条件、储层条件、构造条件及盖层条件...     

国内外氢能发展战略及其重要意义

为应对世界气候变化并丰富能源供给手段,实现碳中和目标,世界主要发达国家和地区均在2020年制定了本国的氢能战略,将发展氢能产业提升到国家能源战略的高度,旨在于2030—2050年间完成CO2减排目标.详细介绍了世界各国的氢能发展战略、发展氢能在解决能源安全和生态安全中起到的作用、氢能制取的技术路线以及发展氢能带来的经济...     

我国二氧化碳排放的区域分析

利用我国能源统计数据,对我国及各省区的CO2排放总量、排放强度、人均排放量和排放密度进行了计算.通过分析发现我国CO2排放具有较为明显的东西部差异,总体表现为东部发达省区排放总量大、排放强度低、人均排放多、排放密度高的特点,而中西部尤其是西部地区则表现出相反的特征.在分析我国CO2排放区域特征的基础上,分析出现以上地域差异的主要原因,并针对区域减排行动可能存在的问题进行了探讨,提出以省区为单位,降低排放强度可以取得实际的、可跟踪的减排效果,但需要考虑到全国各省区在功能定位、减排成本、资源环境条件等方面的差别,以及建立基于技术与资金合作的联合减排机制的可行性和障碍等因素.     

CO2驱煤层气中煤层膨胀对套管稳定性的影响

随着中国经济的快速发展,能源供需矛盾日益突出,由于过度依赖化石能源,大量排放CO2,致使面临的环境压力越来越大。CO2驱煤层气(CO2 enhanced coal-bed methane)技术可同时增产煤层气和大规模减排CO2,在我国具有良好应用前景,但应用该技术在注采生产过程中因煤层吸附CO2产生的膨胀效应对套管稳定性的影响尚未引起重视。通过建立考虑CO2煤岩吸附膨胀效应的套管-充填材料-煤岩平面应变模型计算的套管应力和变形理论解与ABAQUS数值模拟结果具有良好的一致性,并分析了CO2吸附膨胀条件下套管应力的影响因素。分析结果表明,膨胀对套管应力和变形具有显著影响。在给定CO2吸附浓度和套管内径条件下,套管和充填材料的壁厚、充填材料和煤岩的力学参数是影响套管应力的主要因素,可通过增加套管或（和）充填材料壁厚以及改变充填材料力学参数来降低套管应力。开发超低弹模和较大泊松比的充填材料是降低套管应力的有效途径。     

CO_2海洋封存的发展现状

全球气候变暖带来的危害促使国际社会在CO_2减排方面达成了共识,近年来备受关注的碳捕集与封存(carbon capture and storage,简称CCS)技术作为CO_2减排的重要手段,正处于快速发展阶段。CO_2海洋封存是CCS技术中实现CO_2减排的一项最具发展潜力的方法,认识其发展现状对于进一步研究CO_2封存具有重要参考价值。对CO_2海洋封存的发展现状作了具体分析,阐述了CO_2海洋封存的方法,包括海洋水柱封存、海洋沉积物封存、CO_2置换天然气水合物封存和海洋增肥4种方法。指明CO_2海洋封存现阶段存在封存成本极高、存在泄露风险、政策法规缺失和公众认知度低4个问题。建议应从完善法律法规、加强国际合作、重视监测技术、提高公众认知4个方面做好CO_2海洋封存下一步的研究与实践工作。     

神华碳封存示范项目中CO2注入分布模拟

CO2咸水层封存被广泛认为是一种具有大规模温室气体减排潜力的地学前缘技术。选取中国第一个全流程CCS项目为研究背景,结合工程实际情况,选取鄂尔多斯盆地为具体研究对象,提取相关参数,建立相应的地质模型,通过数值模拟研究咸水层多层统注时CO2在咸水中的主要封存机制、CO2在地层中的运移分布特征及其与注入能力的关系,并观测由于CO2注入引起的地层压力、CO2摩尔分数、酸碱度等的变化情况,为方案的进一步优化奠定基础。研究表明,CO2注入咸水层后,大部分进入储层上部,且注入能力越大时,注入的层位越多,注入量越大;CO2在咸水层中的存在形式有自由态、束缚态和溶解态。所有探索性研究的目的是给示范性项目的未来提供一个良好的基础优化方案。     

中美气候变化联合声明为国际应对气候变化行动注入新活力

正2014年11月12日,中美两国发布《中美气候变化联合声明》,宣布清洁能源发展合作与温室气体减排方面的双边协议:美国计划于2025年实现在2005年基础上减排26%~28%的全经济范围减排目标并将努力减排28%;中国计划2030年左右CO2排放达到峰值且将努力早日达峰,并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。中美两国新的减排目标为2015年气候谈判做出了重要的承诺,以合作的方式寻求建立互信和促进全球能源转型,为国际应对气候变化行动注入新的活力。中美两国减排目标的确定是根据现有政策措施开展密集的碳减排成本效应分析。中美两国新的减排承     

CO2地质封存工程的潜在地质环境灾害风险及防范措施

CO2地质封存技术虽是有效减排CO2和提高石油、天然气等能源采收率的技术手段,但目前该技术尚处于发展阶段.CO2地质封存工程可能诱发一些潜在的地质环境灾害风险,如浅层地表垂向差异变形、可能诱发的断层活化及地震事件、CO2逃逸导致淡水含水层的污染、CO2泄漏富集危害附近人类健康和局部生态系统等.本文分析了上述潜在地质环境...     

蛇纹石及其固体废弃物固定CO_2的研究现状

<正>CO2是大气中主要的温室气体,它直接导致了地球气温的上升及气候异常,是碳家族中最廉价而又最丰富的资源。大规模储存与固定CO2是CO2减排的主要途径,包括地质储存、海洋储     

中国低碳能源发展潜力及对国家减排贡献的初步研究

科学评估低碳能源发展潜力及对实现国家2020年单位GDP碳排放降低40%～45%目标的贡献,对于制定应对气候变化对策和明确低碳能源发展战略具有重要现实价值.论文设置了中国低碳能源的两种发展情景,并从总量、分品种和分领域评价了两种情景下低碳能源的发展潜力和减排潜力.在此基础上,系统评估了两种情景下中国低碳能源对实现国家减排目标的贡献率.评估结果表明: 1)发展低碳能源对于完成国家减排目标至关重要,在平稳、较快和高速经济增长3种方案下,通过发展低碳能源对实现国家减排目标的最低贡献为12.58%,最高则可达30.25%; 2)经济增长速度越快,低碳能源对实现国家减排目标的贡献越低; 3)若要保持较快的经济增长速度,则一方面要加大对低碳能源的投入,同时则需大力优化经济结构,提高碳生产率,控制碳排放总量的快速增加.     

数值模拟在CO2地质封存示范项目中的应用

CO2深部咸水层地质封存被认为是减缓温室效应的一种有效的工程技术手段。针对神华鄂尔多斯105 t/a CO2捕集与封存(CCS)示范项目,用数值模拟方法对CO2在地层中的运移过程进行了详细地刻画,分析了CO2的流动迁移、地层压力积聚过程及地层封存潜力。数值模型不但可以为工程的顺利进行提供技术支撑,而且可以节省人力财力。首先,根据实际监测数据对模拟参数进行校准,得到了合适的压力拟合曲线,确定了主要的水文地质参数。然后,对为期3 a的CO2续注工程进行预测,详细分析了CO2的晕扩散、溶解情况、地层压力变化情况、储层封存潜力等。得到如下结论：CO2在3 a内的最大迁移距离约为350 m;水裂可以有效提高CO2的注入性;隔离层能有效防止CO2逃逸。研究表明,尽管鄂尔多斯盆地属于低渗咸水层仍然能够有效安全地封存CO2。     

盐岩CO2处置相关研究进展

现代工业生产排放了大量的CO2,为了缓解CO2造成的温室效应,对CO2进行捕获并进行地下处置是减少CO2排放量的一个有效可行的措施。在各种地下处置方法和介质中,利用盐岩溶腔进行CO2地下处置具有单个溶腔处置量大、注入速度快等优点。简要介绍了盐岩CO2地下处置存在的主要岩石力学问题,即溶腔内存在长期增压的过程。综述了影响溶腔内压的主要因素及其相互耦合作用的研究进展。这些因素包括：盐岩的蠕变性、CO2的高压缩性、盐岩在高应力下的渗透性、CO2沿管鞋的渗漏等。由于我国CO2排放的持续增加,结合我国层状盐岩的地质条件和力学特性,对各种因素的耦合作用的理论研究是今后的一个重要研究方向。     

混合气体驱替煤层气技术的可行性研究

气体驱替煤层气技术是近年来发展起来的具有温室气体减排和提高煤层气采收率双赢效果的新兴技术,相关研究受到世界主要发达国家的广泛重视。对于温室气体减排的压力,发达国家的研究主要着眼于该技术在高渗透、不可采煤层中的应用,注入气体主要为CO2,目的是尽可能多地封存CO2,同时提高煤层气采收率。目前,国内在这方面的研究刚刚起步。国内煤层具有渗透率普遍较低、不开采煤层与要开采煤层难以界定的特点,注CO2气体驱替煤层气在这种煤层中的可行性值得商榷。针对国内煤层特点和煤矿瓦斯抽采率低的现状,建议采用富N2混合气体驱替煤层气技术,以提高煤层气产采收率。通过理论分析、数值模拟和现场试验研究分析了实施混合气体驱替煤层气技术的可行性。研究结果表明,混合气体驱替煤层气技术适用于国内低渗透、可开采煤层,可以提高煤层气采收率和单产量。     

碳捕获和存储技术综述及对我国的影响

近十多年来,气候变化问题已被列为全球环境问题之首,并且日益成为国际社会关注的热门话题。其重要的焦点就是如何控制温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上。为此,国际上提出了许多新观点和新技术以达到上述目标。其中的碳捕获和存储就是一项关注于研究和开发CO2的分离、捕获、运输和存储的技术方法。分析了碳捕获和存储所涉及的科学和方法学问题,包括概念、技术流程、技术潜力以及涵盖的环境、经济和社会因素。在此基础上,分析评价了其对我国能源和经济的影响。最后提出了我国今后在开展碳捕获和存储研究、能力建设等方面的建议。     

二氧化碳地质存储过程中沿井筒渗漏定性分析

二氧化碳沿井筒渗漏是二氧化碳地质埋存过程中所面临的重要风险之一.尤其是对于已经封堵的废弃井,由于获取井下的信息比较困难,因此评价废弃井的完整性是一个比较大的挑战.本文为评估二氧化碳沿废弃井渗漏提出了风险分析的方法.该方法包括了三个主要步骤:渗漏方案的制定,定量模拟及结果分析.所制定的渗漏方案将通过数值模拟进行定量分析及评价.本文将阐述该评价方法的第一步骤:渗漏方案的制定.该步骤为渗漏的定量模拟提供了理论基础.该方法被广泛接受并现场应用于德国某大型二氧化碳存储及提高天然气采收率项目中.     

Research Progress of 4D Multicomponent Seismic Monitoring Techniquein Carbon Capture and Storage

Carbon Capture and Storage (CCS) technology is currently recognized as the most effective way to mitigate greenhouse gas. CO₂ geological storage is the key technique in CCS, and monitoring the safety of CO₂ geological storage runs through the whole CCS project from CO₂ injection and after closure. 4D seismic monitoring technique is the most effective way to monitor the leakage of CO₂ and to confirm the safety of CO₂ sequestration. Traditional 4D seismic technology predicts saturation of CO₂ and pressure distribution in reservoir by comparing two vintages seismic amplitude and travel time from two or repeated 3D seismic data before and after CO₂ injection or between two different injection stages. 4D multicomponent seismic monitoring has a great potential to be explored. Because shear wave velocity is sensitive to pressure, we may discriminate pore pressure distribution by using 4D multicomponent seismic information. For anisotropy reservoir, we may confirm the change of reservoir fissures and fractures as well as reservoir and caprock stress status before and after CO₂ injection through comparing difference of travel time and amplitude of PS₁ and PS₂ wave in two vintages seismic acquisition. Furthermore, we will find out potential CO₂ leakage risk area more accurately and evaluate the safety of CO₂ sequestration more reliablely by combining rock physics experiment and dipole sonic log data with 4D multicomponent seismic monitoring.     

南海北部莺歌海盆地壳源型非生物CO2运聚成藏特征与资源潜力

南海北部莺歌海盆地壳源型非生物(无机)成因CO2运聚成藏机制独特、分布规律复杂、资源规模及潜力巨大,根据目前勘探及研究程度,其CO2资源量逾万亿立方米,勘探所获地质储量超过2000亿m3,居中国探明CO2地质储量之首,在世界范围亦是罕见的,故具有颇大的资源潜力与综合开发利用前景。CO2具明显的多重性,其不仅能广泛应用于国民经济及工农业生产中,而且是导致"厄尔尼诺"现象,严重影响生态环境的主要温室气体,因此,如何综合开发利用这种储量规模巨大的CO2资源,充分发挥其市场经济价值,促进国家经济建设,这是目前该区天然气勘探开发面临的重大科技攻关课题。     

碳封存项目井喷CO2扩散危险水平分级方法研究

针对碳封存（CCS）项目井喷后的二氧化碳（CO2）气体泄漏扩散对附近居民的影响问题,提出将CO2井喷速率作为分级指标进行扩散危险水平分级。以内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗地形、气候等条件为环境背景,以神华CCS示范项目为参考,运用CALPUFF高斯扩散模型模拟发生井喷事故,计算CO2气体扩散影响范围。根据扩散范围与井喷速率变化的相关关系,对CO2扩散危险水平进行分级。根据50 000 ppm浓度的最大扩散范围将CO2井喷扩散分为3个等级：Level 1、Level 2、Level 3,对应的井喷速率范围分别为0～2.5、2.5～10.0、10～20 m/s,对应扩散距离分别为0～130、130～180、180～420 m。通过与模拟场地周围环境条件和人群分布特点的交叉分析,当危险性等级为3级时,会威胁到泄漏井筒附近420 m范围内CCS场地内工作人员、散户居民以及附近公路上的过往行人的安全。该项危险水平分级研究工作有助于健全国家相关部门对CCS的监管,同时有利于推动CCS示范项目的健康发展。     

CO2地质封存时移垂直地震监测技术

神华CO2捕获和封存（carbon capture and storage,CCS）示范项目是我国首个全流程煤基CO2捕获和在低孔低渗深部咸水层进行多层注入的CO2封存示范项目,意在通过时移垂直地震（VSP）监测CO2地质封存状况。介绍了CO2地质封存时移VSP技术和监测效果。通过注气前后3次VSP观测,得到了高品质时移VSP资料,研究了一致性处理技术、矢量波场分离和多波成像技术,获得了高分辨率的多波时移VSP剖面,通过深度域标定和多种属性解释对比,分析了注气前后VSP地震响应特征,预测了CO2地下运移范围,达到CCS项目预期监测目标。结果证明,时移VSP技术是监测CO2地质封存与运移的有效技术手段。