大气中CO2浓度增加对我国农业生产的影响

本文分析了大气中ＣＯ２浓度增加的事实，原因及其发展趋势，结果认为，大气中ＣＯ２浓度上升对我国农业的发展产生了一定的不利影响。因此，为控制大气中ＣＯ２的上升，必须采取相应的有效对策。     

Supercritical Carbon Dioxide Extraction of Organic Matter from Petroleum Source Rocks and Its Implications

Organic matter was experimentally extracted by supercritical fluids(CO2 1% isopropanol)from petroleum source rocks of different thermo-maturities at different buried depths in the same stratigraphic unit in the Dongying Basin.The results show that supercritical fluid extraction(SFE)is more effective than Soxhlet extraction(SE),with higher amounts and greater varieties of hydrocarbons and soluble organic matter becoming extractive.The supercritical CO2 extraction is therefore considered more valuable in evaluation of petroleum source rocks and oil resources,particularly those of immature types.     

山东济宁许厂煤矿下组煤瓦斯与二氧化碳开发利用前景及存在的问题

许厂煤矿下组煤中蕴藏着较为丰富的瓦斯、二氧化碳资源。下组煤位于瓦斯风化带内,含瓦斯、二氧化碳和氮气等气体,瓦斯含量与埋藏深度呈正相关关系,主要存在低含量瓦斯、二氧化碳抽采率、二氧化碳资源化转换等技术方面的问题。从国家相关优惠政策、资源优势、煤与煤层气一体化开发技术、近水平长钻孔定向钻进技术、煤层压裂造缝技术、煤层注气增产技术和瓦斯、二氧化碳气体提纯技术等关键技术的发展程度,结合煤矿的下组煤层的开采方案,认为许厂煤矿有着较好的煤炭与瓦斯、二氧化碳一体化开发利用前景。     

超临界CO2温变对低渗透煤层孔渗变化的实验研究

为解决我国高瓦斯煤层渗透性差导致瓦斯抽采率低的难题,利用超临界二氧化碳强扩散和溶解增透等独特优点,采用自制三轴渗透实验装置,开展不同温度下超临界二氧化碳作用后煤的宏观增透实验,在宏观增透实验基础上进行煤微观扫描成像实验。结果表明:恒定体积应力和孔隙压力条件下,不同温度超临界二氧化碳作用后,煤的渗透率较增透前提高一个数量级,但在二氧化碳的超临界温度范围内,煤的渗透率随温度增加呈负指数变化规律。超临界二氧化碳作用后,煤微观孔隙率较增透前提高两个数量级,随着温度增加,煤微观孔裂隙的演化速率减慢,孔隙率随温度增加呈负指数变化规律。宏微观实验数据同时表明,煤宏观渗透率随微观孔隙率增加而增大。超临界二氧化碳增透过程中,孔隙压力对低渗透煤层的增透效果起主控作用。      

岩溶泉补给地表溪流二氧化碳脱气作用研究

碳酸盐岩风化作用(即岩溶作用)能够吸收大气二氧化碳(CO_2),形成溶解无机碳(DIC,dissolved inorganic carbon),被认为是一种重要的陆地碳汇,其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而,目前对岩溶碳汇的稳定性还存在争议,一些学者认为岩溶地下水出露地表后会发生CO_2脱气,对岩溶碳汇通量估算带来不确定性。本文以广西桂林长流水表层岩溶泉补给的溪流(约2.7km长)为例,利用水化学和同位素质谱仪测试技术,研究了溪水水化学指标和溶解无机碳同位素(δ~(13)C_(DIC))沿流程变化,探讨了溪流CO_2脱气过程、通量及其影响因素,以更好地了解岩溶碳汇的稳定性。结果表明:从泉口向下游,在陡坡地段(C1～C14段,长约270m,坡度约10°),溪水pH值、方解石饱和指数和δ~(13)C_(DIC)沿流程分别升高了0.9、0.9和1.8‰,而CO_2分压、电导率、Ca~(2+)浓度和DIC浓度分别下降了85%、34μS/cm、0.2mmol/L和0.7mmol/L,说明溪水发生了显著的CO_2脱气,并伴随碳酸钙沉淀。而在平缓地段(C18～C26段,长约2.1km,坡度1°),溪水各水化学指标和δ~(13)C_(DIC)变化较小,指示CO_2脱气作用较弱。这些发现表明溪流CO_2脱气受到了地形决定的水动力条件控制。另外,在下游渠段,受支流汇入影响,溪水pH值和方解石饱和指数有所降低,在一定程度上抑制了CO_2脱气。溪流CO_2脱气能够抵消部分岩溶作用固定的大气CO_2量,但是在长流水这一高地势、低流量且有碳酸钙沉积的环境下,其抵消的量也仅占29%。对于在低缓地区受流量很大的岩溶泉/地下河补给的河流,其CO_2脱气作用对岩溶碳汇的影响有限,加之受可能增强的水生光合生物固碳效应影响,岩溶碳汇应具有很高的稳定性。     

长庆油田黄3区长8特低渗油藏二氧化碳驱油与埋存先导试验

为了评价CO₂驱在长庆油田特低渗油藏中的适应性及应用潜力,中国石油长庆油田进行了CO₂驱油与埋存先导试验技术研究,取得了令人满意的初步效果。在综合对比周边气源条件、油藏条件、现场道路及CO₂试运输的基础上,确定姬源油田黄3区长8油藏为先导试验区块。该区块油藏规模大,油藏条件具有达到混相驱的条件,周边气源丰富,现场道路条件好,属于低渗透开发早期油藏,但水驱开采效率低,开发效果逐年下降。先导试注效果显示:在CO₂驱的作用下,黄3区长8油藏部分油井的日产液量及日产油量明显上升,且含水率下降。与水驱注入压力相比较,CO₂注入压力无明显上升,且不随注入量的多少而变化,说明黄3区长8油藏具有较好的CO₂注入性和良好的吸气能力。同时结果表明,所选取的CO₂注入参数设计基本合理,CO₂驱具有进一步在长庆油田推广的良好前景。然而,由于CO₂注入压力较水驱上升幅度较低,原方案的周期注气方式、注入速率及注入压力上限等仍有实行进一步优化的空间。此外,为了提升试验效果,可逐步扩大试验规模,以便CO₂驱试验在长庆油田范围内的整体性评价分析。     

济阳坳陷断裂活动和CO2气藏的关系研究

济阳坳陷在惠民凹陷和东营凹陷的地壳中各存在1个低速体,位于惠民凹陷上地壳底部的低速体是坳陷内已经发现火成岩的岩浆房以及CO2的气体库.凹陷的边界断层在10～12 km左右的深度其倾角变得平缓,并以韧性剪切方式沿拆离带向下延伸.拆离带内岩石多为糜棱岩,在岩石圈上部巨大的压力作用下,呈现韧性状态的拆离带是良好的封盖层.由于拆离带的作用,沿岩石圈下部裂缝上升的岩浆和气体等在拆离带下部聚集而形成低速体.在地壳相对较稳定期,拆离带也处于较稳定阶段并起分隔作用;如果地壳发生拉分作用,则低速体也会随之发生暂时性破裂,从而导致低速体内的岩浆和气体运移、聚集和成藏.郯庐断裂是间接的成气断裂,埕南断裂及惠民凹陷内地幔隆起区上地幔及下地壳张性断裂是直接的成气断裂;高青-平南断层以及商店-平方王断层等为输气断裂;临邑-商河断层、林樊家断层和齐河-广饶断层等是有利的输气断裂.     

基于广义回归神经网络的全球表层海水1°×1°二氧化碳分压数据推演

表层海水二氧化碳分压是评估海洋碳源汇强度的关键参数,但其实测数据较少、时空分布极不均匀,导致二氧化碳交换通量的估算有很大的不确定性,海洋源汇特征就不能确切获取。为了解决这个难题,在收集的表层大洋二氧化碳地图(Surface Ocean CO₂ Atlas,SOCAT)实测数据集基础上,运用广义回归神经网络建立二氧化碳分压与经纬度、时间、温度、盐度和叶绿素浓度间的非线性关系,构建了1998?2018年间全球1°×1°经纬度的表层海水二氧化碳分压格点数据,其标准误差为16.93 μatm,平均相对误差为2.97%,优于现有研究中的前反馈神经网络、自组织映射神经网络和机器学习算法等方法。根据构建的数据所绘制的全球表层海水二氧化碳分压的分布与现有研究有较好的一致性。     

深海热液区主要成分的高温高压拉曼光谱分析

模拟深海热液口环境(最高压力40 MPa,最高温度350℃),对深海热液区的主要成分CO2、CH4及其混合物的水溶液在不同压力和温度条件下的拉曼光谱进行探测和分析,结果显示:常温低压下CO2水溶液的Fermi双峰分别位于1 384.9 cm-1和1 278.3 cm-1处,CH4的水溶液拉曼峰υ1位于2 912.1 cm-1处,均比其气相的拉曼频移小;常温下CO2和CH4水溶液的拉曼特征峰随压力(≤40 MPa)的变化均不明显;在40 MPa的压力下随着温度的升高(≤350℃),CO2水溶液的Fermi双峰分别向高波数区移动了约3.4 cm-1和7.0 cm-1,而CH4水溶液的拉曼峰υ1向低波数区移动了约3.1cm-1;混合后升温过程中CO2的双峰分别向高波数区移动了约4.3 cm-1和3.8 cm-1,CH4的特征峰υ1向低波数区移动了4.5 cm-1。说明在室温到350℃范围内温度的变化对CO2和CH4水溶液拉曼频移有影响,频移量与温度线性相关,而压力在≤40 MPa范围内的改变对拉曼频移影响不明显。     

应对全球气候变暖我国未来环境地质工作取向

全球气候变暖正在并将继续对我国经济、社会和生态环境产生深远影响。我国干旱与土地退化呈扩大发展趋势、水资源短缺形势严峻、洪涝灾害、水土流失、滑坡、泥石流等灾害以及海岸带灾害将加剧等。因此,未来我国环境地质工作应主要加强四个方面的工作：一是加强海岸带地质调查评价工作,并纳入到沿海经济带发展规划之中;二是加强地球表层水循环系统“碳汇”作用研究,开展碳地下埋存调查评价,为温室气体减排奠定基础;三是提高地质灾害风险防治水平;四是加大地下水资源勘查力度,提高地下水资源保护水平。