二氧化碳咸水层封存和利用

摘要

CO2咸水层封存是减少人为CO2排放最有效的选择之一,是人工制造巨量碳汇的新型地质工程。全球商业化规模CO2封存项目和中试尺度的现场试验10年以上的平稳运行表明,CO2咸水层封存在技术上是可行的。本文从CO2咸水层的封存机制、储量评价、监测和预测、安全评价和利用方面作了系统评述。水热实验和数值模拟是目前水-岩-CO2相互作用过程和CO2封存机制研究的重要方法,但需要现场试验数据的验证。储量评价主要基于CO2溶解捕获原理,参数的确定方法及不同尺度上方法的选择仍需进一步研究。以地震法为代表的地球物理方法能够有效监测储层中CO2晕的形态,但价格昂贵不宜广泛应用,新方法的试验很有必要;地球化学方法能够及时反映CO2注入后的运移及储层的响应,简单易行,成本较低,但需要监测孔;数值模拟方法能为CO2晕的运移形态和方向提供依据;需要依托一套适用性强的多种方法联用监测技术。安全评价技术包括数值模拟、岩石力学参数测定及各种模型建立,还需从公众认可度及加入大规模项目数据角度提高和完善。考虑到成本问题,CO2咸水层利用值得重视,特别是实现地热可持续开发利用的CO2-EATER技术的发展。国外在CO2海相咸水层封存的技术发展较快,国内沉积盆地可用于CO2封存的咸水层多以陆相沉积为主,储层水化学、水文地质和矿物岩性特征与海相咸水层有很大差异,非均质性也较突出,需要在借鉴和学习国外经验的同时突出自己的特色和重点。