CO2油藏封存安全土壤监测和评估指标体系构建研究

摘要

在全球CO2浓度不断升高的背景下，碳捕集及封存技术CCS作为最经济、最可靠的CO2减排技术已经得到当今国际社会的广泛认可，但是在大规模应用的过程中还存在一系列的环境安全问题，会对土壤环境产生重大威胁，所以对CO2油藏封存安全性的研究刻不容缓。 本课题以胜利油田正在实施 CO2驱的某区块为研究对象，通过室内模拟试验和数值模拟相结合的研究方法，探讨特定储层CO2封存渗漏规律，研究CO2泄漏至地面土壤时环境要素中表征泄漏状况的监测指标，建立一套完整的科学规范、经济可行的CO2封存泄漏安全监测评估指标体系。 研究得出以下结论： （1）通过对CO2泄露到土壤后的情况进行数值模拟，确定采样范围是以注入点为中心的圈形区域，模拟CO2渗漏流量为1L/min以内的梯度浓度，取样深度为泄露点以上0.1-0.5m以内，确定每隔4h取样一次，直到泄露达48h。 （2）CO2泄露对土壤非金属指标的影响：随着 CO2泄露温度的升高，土壤水分、有机碳有所减少，土壤细菌总数有所增多；随着CO2泄露时间的增长以及CO2泄露速率的增大，土壤水分、pH、有机碳、全氮均有所减少，土壤细菌总数和HCO3-有所增多。 （3）CO2泄露对土壤金属指标的影响：随着 CO2泄露温度的升高，土壤有效态 K含量升高，其他金属离子含量基本不变；随着CO2泄露时间的增长以及CO2泄露速率的增大，土壤有效态Ca、Mg含量有所减少，有效态Fe、Mn、Zn、Cu含量有所增多，有效态K、Na、Pb、Cr含量基本不变；随着土壤取样深度的加深，土壤有效态Fe、Mn、Zn、Cu含量有所增多，有效态K、Na、Ca、Mg 、Pb、Cr含量基本不变。 （4）CO2封存泄漏安全监测评估指标体系：非金属指标有水分、pH、有机碳、全氮、HCO3-和细菌总数，夏季水分、有机碳、细菌总数的变化更为明显；金属指标有有效态K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu，其中有效态K只能作为夏季指示指标。

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