二氧化碳地质捕获与储存场地特征——美国德克萨斯州Frio卤水示范研究实例

摘要

由于在野外条件下存在多种影响二氧化碳活动和捕集的物理与化学过程，因此，详细场地特征描述对于成功实现二氧化碳（CO2）地质储存而言至关重要。传统场地特征描述技术为判定某个场地足否适合二氧化碳储存提供了参考基准，例如地质填图、地球物理成像、测井、岩心分析和液压试井。然而，只有通过二瓴化碳注入和监测本身才能观测与量化浮动流之间的混合、地质非均质性以及取决于历史进程的多相流效应。因此，通过二氧化碳注入与崎测能为场地特征描述过程提供额外的有价值信息。此外，应详细监测与检验在商业推广初期阶段二氧化碳羽流的演变，以评价其储存潜力和验证持久性。美国德克萨斯州代顿市的研究项目——Frio卤水示范，将作为研究实例以阐明迭代序列的原理。其中：传统场地特征描述常用于为二氧化碳注入做准备，而二氧化碳注入本身常用于进一步开展场地特征描述、限制地质储存潜力以及验证对地球化学和水文学过程的认识。在Frio卤水示范中，除了应用传统场地特征描述技术之外，还在观测井采集液体样品以及在注入井和观测井中定期开展二氧化碳饱和度敏感性测井，以监测二氧化碳的地下活动。在注入井和观测井之间平面上开展井间地震成像，并获得垂直地震剖面以监测水井最邻近区域内二氧化碳羽流的运移。数值模拟在地质、地球物理和水文野外综合观测中起着至关重要的作用。