二氧化碳地质封存中的储存容量评估：问题和研究进展

二氧化碳地质封存被认为是一项非常有潜力的CO₂减排技术。其中对CO₂地质储存能力的评估可作为某一国家、某一区域或某一具体储层是否适合CO₂地质封存开展的判断依据之一。但目前的研究结果表明,对CO₂地质储存容量的评估并不是一个简单而直接的过程。介绍了由碳封存领导人论坛（CSFL）提出的用于不可采煤层、油气储层和深部咸水含水层中CO₂储存容量评估的方法。总结了影响CO₂地质储存容量评估的主要因素,为我国在CO₂地质封存领域研究的广泛合作提出了建议,有助于推动该技术在中国的深入开展。     

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。     

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。     

安徽省沉积盆地咸水含水层二氧化碳地质储存潜力研究

沉积盆地咸水含水层二氧化碳储存研究前景广阔。本文根据安徽省省内研究现状,选取省内9个沉积盆地,通过技术性指标、安全性指标、经济性指标、社会环境指标对二氧化碳的地质储存可行性进行了初步评价,运用深部咸水层理论,对二氧化碳的地质储存潜力进行了估算。     

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.     

安徽省地质碳汇潜力及二氧化碳地质储存

气候变化是当今全球面临的重大挑战,它不仅是重大的科学问题,也是重大的政治问题。遏制气候变暖,拯救地球家园,是全人类共同的使命。我省处于工业化加速期,高能耗行业比重高,未来面临巨大的二氧化碳减排压力。加大产业结构调整、利用低碳技术改造和提升高碳产业固然是非常重要的技术措施,但地质碳汇也是二氧化碳减排的一条重要渠道。岩溶碳汇效应显著,土壤固碳潜力巨大,在二氧化碳减排和缓解温室气体效应的研究计划中,加强地质研究已是不容回避的重大科学问题。     

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。     

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。     

应用TOUGH模拟二氧化碳地质储存过程的复杂地质体建模技术与实现

基于TOUGH2数值模拟器中存在处理复杂地质条件难的问题,提出了将三维地质模型与TOUGH2数值模型耦合的具体思路和方法,并在Windows平台上编制了相应的程序,利用该程序可以直接将地质模型（如GMS和Petrel建立）与TOUGH2的数值模型进行有机融合,并进行了算法验证。通过CO₂地质储存的实例,可以看出地层构造对CO₂的空间运移起着控制作用,模拟结果显示CO₂会沿着背斜面地层进行运移扩散。因此通过此转换程序,能够增强TOUGH2模拟器处理地层起伏、断层、褶被等常见地质构造,以及地质属性随空间变化的地质体,提高了模拟器的使用效率。     

二氧化碳地质储存的主要环境问题及研究进展

CO2地质储存是缓解温室效应的有效手段之一.在CO2地质储存工程实施过程中可能引起断裂、地震、淡水含水层污染等地质灾害问题,对人类和生态环境造成危害.本文系统阐述CO2地质储存过程中造成的环境地质问题及其成因机制,并从风险评价、监测预警、应急补救等角度提出了具体防治措施,对CO2地质储存技术的安全性评估及工程实施项目管理具有重要的实际意义.     

二氧化碳地质封存中“对流混合”过程的研究进展

各国政府和科学家已经认识到CO2地质封存是一个长期有效的温室气体减排措施.在地质封存过程中,注入的C02的存在形式对C02地质封存工程的可行性和安全性十分重要.相较于“气体”储存机制,残余“气体”储存、溶解储存和矿物储存机制对于CO2地质封存而言是更为安全的储存形式.积累于低渗透性盖层底部的C02溶解使附近区域水溶液密度增加,从而引起“对流混合”现象.这一过程可降低储层中的超临界CO2通过垂直路径(如裂隙、断层和废弃井)向上逃逸的风险,因此增加了CO2地质封存的长期性和安全性.本文综述了CO2地质封存中“对流混合”过程的研究进展,总结归纳了该研究领域中存在的不足和问题,并对下一步研究工作提出了建议,以期为CO2地质封存中“对流混合”过程的研究在中国的深入开展提供参考.     

二氧化碳地质封存选址指标体系及适宜性评价研究

CO₂地质封存是实现碳中和与改善当前气候问题的有效手段。中国的CO₂地质封存工作起步较晚, 封存选址的指标体系仍不完善。本研究根据目前国内外已有研究成果和工程实践, 在陆地封存方面, 考虑了区域级、盆地级、目标区级/靶区级、场地级和灌注级5个级别/尺度, 以及油气藏、煤层和深部咸水层这3种储层类型, 梳理了27类工程地质基本指标、44类封存潜力基本指标和12类社会经济基本指标, 在海洋封存方面, 共统计了25类选址指标; 在此基础上, 优选了44类油气藏特征指标、24类煤层特征指标和31类深部咸水层特征指标, 归纳了CO₂地质封存中的地质环境风险、工程环境风险、生态环境风险和社会经济风险4类风险监测指标, 绘制了8组CO₂地质封存选址分类分级指标图和9组选址指标适宜性评价表, 建立了完备的选址指标体系, 最后对未来通过机器学习建立智能评价体系进行了展望。本研究为不同级别和尺度、不同类型储层的CO₂地质封存选址提供参考, 为未来进一步寻找关键指标、优化指标体系并开展实际应用奠定基础。

     

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...     

鄂尔多斯盆地马家沟组二氧化碳地质封存有利区优选

CO2地质封存技术（CCS）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进行研究分析,从而对CO2地质封存区域边界进行确定。在此基础上,出于CO2地质封存技术性和经济性考虑,进一步再优选出储层条件优越、距离CO2捕集装置较近、勘探程度较高、地层埋深合适且对其他矿产开发影响甚微的地区进行CO2地质封存。结果表明：①确定鄂尔多斯盆地适宜CO2地质封存的地区位于摆宴井-沙井子断裂以东、渭北隆起北缘断裂以北、黄河断裂以西、伊盟隆起以南的广大地区,主要包括伊陕斜坡和天环坳陷内的除中央古隆起缺失区以外的马家沟组分布地区;②乌审旗—靖边—延安岩溶斜坡区（Ⅰ1）为盆内最佳CO2地质封存区;③榆林—米脂岩溶盆地区（Ⅰ2）是CO2地质封存的有利场所。     

硒同位素测试技术进展及其地质应用

硒同位素作为非传统稳定同位素的重要组成部分,由于具多价态、多质量数、同位素分馏效应大的特点,已成为目前发展最迅速的同位素之一.本文在综合前人研究成果基础上,结合笔者最新的研究成果,对硒同位素的测试技术做了较全面总结,内容包括样品的化学前处理(TCF技术)、在线的氢化物发生器系统、质谱测试技术、参考物质的标定等,并就自然界中硒同位素的组成、分馏机制及应用潜力做了评述.     

同位素在环境科学研究中的应用

同位素在环境科学研究中的应用已十分广泛,本文介绍了同位素在水文地质、环境保护和监测及古气候、古环境研究中的应用原理及部分研究成果.     

Carbon isotope fractionation between dissolved and gaseous carbon dioxide

Fractionation of the stable carbon isotopes between dissolved and gaseous carbon dioxide has been measured at temperature 25°C by two methods. In the first method the open system conditions and different methods of CO₂ sampling were arranged. In the second method—the closed system conditions and CO₂ gas extraction were used. The results obtained by these methods are very consistent. Gaseous CO₂ is enriched in heavy isotope by 1.03±0.02 permil in comparison to dissolved carbon dioxide.