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三河尖关闭煤矿煤层CO_(2)封存潜力研究 被引量：2
1
作者 钱静 易高峰 +4 位作者 周琦忠 汤志刚 彭一轩 王阳 陈尚斌 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期258-268,共11页
关闭煤矿煤层CO_(2)地质封存是CO_(2)封存的重要方式之一,也是短期内实现碳减排指标的有效手段之一。以江苏省徐州市三河尖关闭煤矿为例,分析了已采7号煤和9号煤的煤岩煤质特征,统计了剩余煤炭资源储量,运用模糊综合评价法,选取了稳定... 关闭煤矿煤层CO_(2)地质封存是CO_(2)封存的重要方式之一,也是短期内实现碳减排指标的有效手段之一。以江苏省徐州市三河尖关闭煤矿为例,分析了已采7号煤和9号煤的煤岩煤质特征,统计了剩余煤炭资源储量,运用模糊综合评价法,选取了稳定系数、上覆岩层性质、地质构造复杂程度、地下水指标、封存煤层压温比、封存煤层深厚比、封存煤层渗透率、采空塌陷程度和其他因素等9个主要影响因素指标对7号煤和9号煤封存CO_(2)稳定性进行评价,建立关闭煤矿煤层CO_(2)封存评价方法并评估CO_(2)封存潜力。结果表明,三河尖关闭煤矿7号煤和9号煤剩余储量较大,CO_(2)封存稳定性综合评价结果分别为86.209和87.698,评价等级均为较稳定,封存潜力较高。根据建立的关闭煤矿煤层CO_(2)封存评价方法,计算获得三河尖关闭煤矿7号和9号煤层CO_(2)理论封存量分别为207.6 Mt和80.9 Mt,并据此划分封存有利区为有利区、较有利区和不利区3个等级。研究可为关闭煤矿煤层CO_(2)封存研究提供基础依据。 展开更多
关键词 关闭煤矿 煤层CO_(2)封存 稳定性评价 封存潜力 三河尖煤矿 碳封存
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不同地质体中CO_(2)封存研究进展 被引量：3
2
作者 包琦 叶航 +1 位作者 刘琦 张敏 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第3期87-96,共10页
碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是降低二氧化碳(CO_(2))排放、缓解气候变化问题的重要措施。作为CCUS技术的重要组成部分,CO_(2)地质封存是我国能源工业领域实现碳中和目标的“兜底”技术。常见的CO_(2)封存地质体包括深部咸水层、枯竭... 碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是降低二氧化碳(CO_(2))排放、缓解气候变化问题的重要措施。作为CCUS技术的重要组成部分,CO_(2)地质封存是我国能源工业领域实现碳中和目标的“兜底”技术。常见的CO_(2)封存地质体包括深部咸水层、枯竭油气藏、深部不可采煤层和玄武岩等,不同地质体中CO_(2)的封存过程及其机理存在差异。综述了不同地质体中的CO_(2)封存机理、国际国内CO_(2)封存的主要工程实例以及不同地质体中CO_(2)封存潜力的计算方法,并对CO_(2)地质封存的前景进行了展望。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 CO_(2)封存机理 地质封存项目 封存潜力计算
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煤中超临界CO_(2)解吸滞后机理及其对地质封存启示
3
作者 刘操 闫江伟 +4 位作者 赵春辉 钟福平 贾天让 刘小磊 张航 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3154-3166,共13页
将CO_(2)注入不可采煤层地质封存既是降低温室气体效应最理想选择之一,也是煤炭工业降低CO_(2)排放、实现低碳化可持续发展的必由之路,然而,煤层CO_(2)地质封存悬而未决的关键问题是:“注入煤层中的CO_(2)到底能否长期停留而安全封存?... 将CO_(2)注入不可采煤层地质封存既是降低温室气体效应最理想选择之一,也是煤炭工业降低CO_(2)排放、实现低碳化可持续发展的必由之路,然而,煤层CO_(2)地质封存悬而未决的关键问题是:“注入煤层中的CO_(2)到底能否长期停留而安全封存?”。鉴于此,在弄清煤体CO_(2)解吸滞后规律的基础上,揭示超临界CO_(2)解吸滞后机理,建立煤层CO_(2)地质封存量化模型,探讨利用解吸滞后实现煤层CO_(2)长期安全封存。研究表明:煤中超临界态CO_(2)解吸滞后程度大于亚临界态CO_(2),在超临界阶段,吸附与解吸等温线形成近似“平行线”的稳定滞后特征;解吸滞后的本质原因是煤中微纳米级亲水性孔隙形成弯液面、产生强大毛细压力、渗吸液态水、截断并固定超临界CO_(2)流体、最终形成了CO_(2)残余封存,例如,煤中直径40~10 nm圆柱形无机孔隙可产生7.30~29.12 MPa毛细压力,足以封堵超临界态CO_(2);以九里山煤样解吸等温线数据为例,采用基于煤层CO_(2)解吸滞后的地质封存量化模型,评估出900~1500 m深部二1煤层封存总量稳定在35~37 m^(3)/t,其中,吸附封存约占80%,残余封存约占15%,而结构封存仅占5%;解吸滞后启示应尽可能采取措施提高煤层残余封存CO_(2)比例,原因是毛细堵塞的残余封存CO_(2)较围岩密封的游离和吸附CO_(2)更安全且没有泄露风险,煤层灰分、水分、孔隙尺寸和形貌等物性参数是影响残余封存效率的主要因素。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 超临界CO_(2) 解吸滞后 残余封存 毛细压力 地质封存量化模型
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二氧化碳地质封存与利用新进展
4
作者 王光付 李阳 +2 位作者 王锐 周银邦 贾英 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1168-1179,共12页
为了推动碳减排,实现碳中和目标,分析研究了CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)技术进展,提出了存在问题和发展方向。研究表明:全球CCUS产业发展迅速,截至2023年底,全球大型CCUS项目数量达到392个,比2022年增加了一倍,已初步具备商业化运营... 为了推动碳减排,实现碳中和目标,分析研究了CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)技术进展,提出了存在问题和发展方向。研究表明:全球CCUS产业发展迅速,截至2023年底,全球大型CCUS项目数量达到392个,比2022年增加了一倍,已初步具备商业化运营的技术条件。CO_(2)封存与利用研究应用不断取得新进展:①CO_(2)地质封存体表征和建模采用表征体元(REV)技术,将微观尺度的属性应用于宏观尺度的地质模型,用应变张量数据进行封存体动态表征和监测。综合应用地球化学成像、微地震、地温以及大气监测技术方法进行封存体泄漏监测。建立不同沉积类型储层模拟技术,模拟封存体内不同CO_(2)羽流迁移情景和封存潜力。②大数据和人工智能广泛应用于CCUS。建立了基于深度学习和耦合地质力学的CO_(2)封存风险快速评估代理模型。用机器学习预测或评估剩余油区CO_(2)提高采收率和封存效率。③CO_(2)驱油新技术及应用新领域取得新进展。发展了CO_(2)驱与低矿化度水驱交替注入、CO_(2)微纳米气泡驱油、CO_(2)加增黏剂驱油和CO_(2)泡沫驱油等技术,应用于矿场试验取得良好效果。CO_(2)驱油领域从中-低渗透砂岩油藏、致密砂岩油藏拓展到残余油带、页岩油藏及天然气藏。CCUS也面临长期封存安全性、经济性、技术不确定性等问题和挑战,需要进一步完善法律、法规,开展多学科研究与技术创新,加强国际合作,大力发展CO_(2)地质封存与利用新技术,保障CO_(2)长期封存安全性,提高商业运营经济性。 展开更多
关键词 安全性评价 表征体元(REV) 微纳米气泡 残余油带(ROZ) 地质封存体 CO_(2)驱油 CO_(2)捕集与封存(CCS) CO_(2)捕集、利用与 封存(CCUS)
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海洋CO_(2)地质封存研究进展与发展趋势 被引量：2
5
作者 赵金洲 郑建超 +2 位作者 任岚 林然 周博 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期1-13,共13页
CO_(2)捕集、利用和封存是中国实现“双碳”目标的核心技术,也是全球研究的热点。CO_(2)地质封存是其中的关键环节,特别是海洋CO_(2)地质封存是今后的重点发展方向。以国内外海洋CO_(2)地质封存的发展历程为基础,结合典型CO_(2)海洋封... CO_(2)捕集、利用和封存是中国实现“双碳”目标的核心技术,也是全球研究的热点。CO_(2)地质封存是其中的关键环节,特别是海洋CO_(2)地质封存是今后的重点发展方向。以国内外海洋CO_(2)地质封存的发展历程为基础,结合典型CO_(2)海洋封存示范项目案例,系统梳理了国内外海洋CO_(2)地质封存理论研究进展,分析了CO_(2)在井筒流动、相变与传热、CO_(2)流体运移与储层物性参数展布规律、海洋地质封存机制及封存潜力、地质封存盖层完整性及安全性评估等方面的研究现状。认识到中国目前对海底地质结构中CO_(2)注入过程的多相态转化、溶解、捕获传质特征及动力学特性认识尚浅,对海洋封存机制及不同封存机制之间的相互作用机理尚不明确,未来应开展海洋CO_(2)动态地质封存空间重构机制研究,解决地质封存相态转化及流体动态迁移机理等关键科学问题,揭示海洋CO_(2)地质封存机制的相互作用机理,形成适用于中国海洋地质封存CO_(2)高效注入和增效封存方法。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 海洋 CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS) 双碳 碳中和
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空间信息技术在二氧化碳封存监测中的应用现状及展望
6
作者 吕伟峰 李昱澍 +4 位作者 王明远 林千果 贾宁洪 姬泽敏 何畅 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期635-645,共11页
系统梳理了不同空间信息技术在CO_(2)封存监测中的应用现状,分析了空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战,并对空间信息技术在CO_(2)封存监测中的发展前景进行了展望。目前在CO_(2)封存监测领域应用的空间信息技术主要有涡度相关法... 系统梳理了不同空间信息技术在CO_(2)封存监测中的应用现状,分析了空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战,并对空间信息技术在CO_(2)封存监测中的发展前景进行了展望。目前在CO_(2)封存监测领域应用的空间信息技术主要有涡度相关法、遥感技术、地理信息系统、物联网技术和全球导航卫星系统等5类,涉及监测数据获取、定位与数据传输、数据管理与决策支持等3个环节。空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战主要包括:针对不同监测目的、不同搭载平台以及不同监测场地,需选取与其相匹配的空间信息技术;针对空间信息监测数据来源广、数据量大的特点,需建立有效的数据存储与计算能力;空间信息技术需要与目前成熟的监测技术进行交互验证,促进协同作业。未来需建立空间信息技术监测方案设计方法与标准,建立跨尺度监测技术的协同应用方法,形成空间信息技术与人工智能和高性能计算技术协同应用,加快空间信息技术在中国碳封存项目中的应用。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 CO_(2)封存监测 空间信息技术 CO_(2)泄漏 CO_(2)捕集利用与封存
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CO_(2)原位矿化选址关键参数及其封存潜力评估研究进展 被引量：1
7
作者 张敏 叶航 +6 位作者 包琦 刘琦 荆铁亚 袁浩伟 赵文韬 王晓龙 鲜成钢 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1492-1505,F0004,共15页
温室气体特别是二氧化碳的大量排放,是导致全球变暖的主要原因之一。根据国际能源署的报道,碳捕集利用和封存(CCUS)技术是缓解全球气候变化的重要措施之一,约占累计碳减排量的15%。原位矿化封存技术基于快速CO_(2)矿化机制,以镁铁质岩... 温室气体特别是二氧化碳的大量排放,是导致全球变暖的主要原因之一。根据国际能源署的报道,碳捕集利用和封存(CCUS)技术是缓解全球气候变化的重要措施之一,约占累计碳减排量的15%。原位矿化封存技术基于快速CO_(2)矿化机制,以镁铁质岩石和超镁铁质岩石(玄武岩、橄榄岩等)地层为碳封存位点,利用CO_(2)与富含Ca、Mg元素矿物的矿化反应,转变为稳定的碳酸盐,从而达到永久且高效封存CO_(2)的目的。冰岛和美国的中试项目已经证明了该技术的可行性,但中国尚未进行相关示范项目。本文介绍了原位矿化封存技术的机理、CO_(2)封存潜力的评估手段及其面临的风险与挑战,讨论了已开展的案例项目及其技术细节,梳理了实施该技术所必需的选址关键参数(包括源-汇距离、矿物类型、注入性、封闭性等),并基于目前研究对其前景进行展望,以期提高我国对原位矿化技术的认识和重视,为推动该领域进一步发展提供理论指导。 展开更多
关键词 CO_(2)原位矿化 CO_(2)地质封存 玄武岩 选址参数 封存潜力
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含油气盆地咸水层二氧化碳封存潜力评价方法 被引量：7
8
作者 李阳 王锐 +2 位作者 赵清民 薛兆杰 周银邦 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期424-430,共7页
以含油气盆地咸水层为对象,针对规模化工程实施需求,综合考虑地质因素、工程因素、经济因素等3方面限制条件,提出了适合于含油气盆地特点的四尺度、三层级碳封存潜力评价方法。结合中国含油气盆地特点,将含油气盆地封存潜力划分为盆地... 以含油气盆地咸水层为对象,针对规模化工程实施需求,综合考虑地质因素、工程因素、经济因素等3方面限制条件,提出了适合于含油气盆地特点的四尺度、三层级碳封存潜力评价方法。结合中国含油气盆地特点,将含油气盆地封存潜力划分为盆地级、坳陷级、区带级与圈闭级4个评价尺度,封存潜力评价划分为理论封存量、工程封存量与经济封存量3个层级。理论封存量基于含油气盆地地质参数、储集层条件及流体性质,可细分为构造封存、束缚封存、溶解封存、矿化封存4种埋存机理;工程封存量受注入能力、安全封存压力、布井数量、注入时间影响;经济封存量基于盈亏平衡原理,主要考虑碳价收益、钻井投资及操作成本的影响。苏北盆地高邮凹陷咸水储集层评价结果表明,咸水储集层理论封存量中构造封存量占比最大,其次为溶解封存量和束缚封存量,矿化封存量最低;考虑注入性、安全性与经济性条件后,CO_(2)工程封存量和经济封存量与理论封存量相比大幅降低,分别仅为理论封存量的21.0%和17.6%。 展开更多
关键词 含油气盆地 咸水层 碳封存潜力 碳封存机理 理论封存量 工程封存量 经济封存量
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中国海域沉积盆地咸水层二氧化碳地质封存潜力
9
作者 陈建文 王嘹亮 +11 位作者 王平康 袁勇 曹珂 付玉通 陆东宇 杨长清 李慧君 王建强 张银国 龚建明 孙晶 赵化淋 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期98-114,共17页
二氧化碳地质封存是二氧化碳捕集利用封存(CCUS)技术的关键环节,海域二氧化碳地质封存是将工业碳排放源或油气开发过程中捕集的二氧化碳,以超临界态注入到海底咸水层、废弃或开发中油气藏等地质体中,实现与大气长期隔离的过程。因远离... 二氧化碳地质封存是二氧化碳捕集利用封存(CCUS)技术的关键环节,海域二氧化碳地质封存是将工业碳排放源或油气开发过程中捕集的二氧化碳,以超临界态注入到海底咸水层、废弃或开发中油气藏等地质体中,实现与大气长期隔离的过程。因远离人类居住地且有海水覆盖、具有“安全性高、环境风险小”特点,海域二氧化碳地质封存受到欧美等国家和地区的高度重视。本文在分析我国海域沉积盆地基本地质条件基础上,采用创新的模型体积法评价了我国海域沉积盆地咸水层二氧化碳地质封存潜力。研究表明,我国海域沉积盆地新生界厚度大,地壳稳定性较好,具有中低地温场特征,发育多套储碳-封盖组合,构造地层圈闭多,二氧化碳地质封存条件优越、咸水层封存潜力巨大。这将为我国海洋地质碳封存区带评价和目标区优选提供依据,对我国沿海省市碳达峰碳中和路径规划和离岸碳封存示范工程预研究具有重要意义。 展开更多
关键词 二氧化碳地质封存 中国海域沉积盆地 模型体积法 咸水层 封存潜力
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CO_(2)-EOR过程中油藏储层构造封存能力的模拟
10
作者 王璐 刘森 +6 位作者 姬泽敏 廉黎明 田茂章 宋文枫 岳孝昆 房红旭 鲁效庆 《非常规油气》 2024年第2期99-107,共9页
为应对日益严峻的能源危机和温室效应,CO_(2)提高采收率技术脱颖而出,因此CO_(2)提高采收率后的地质封存安全性和相应的封存能力评估引起了广泛关注。借助数值模拟方法,基于吉林油田某区块油藏的实际储层条件,构建了注入CO_(2)含量为10%... 为应对日益严峻的能源危机和温室效应,CO_(2)提高采收率技术脱颖而出,因此CO_(2)提高采收率后的地质封存安全性和相应的封存能力评估引起了广泛关注。借助数值模拟方法,基于吉林油田某区块油藏的实际储层条件,构建了注入CO_(2)含量为10%~90%的9个模型,分别探究了含水饱和度为30%,50%和90%以及储层压力为10 MPa,20 MPa和30 MPa时油藏各相组分的分布规律;基于前人对封存CO_(2)安全储存状态划分的研究,最终明确了CO_(2)的安全封存量。结果表明:1)当含水饱和度(30%)和压力(10 MPa)一定时,增加CO_(2)含量(10%~90%)可大幅提高CO_(2)的有效封存体积分数(26%~93%);2)压力的提升(10~30 MPa)促进了CO_(2)在油相中的溶解,从而略微降低了储层的封存能力(18%~7%);3)含水饱和度对储层封存CO_(2)的能力的影响微乎其微。该研究旨在阐明不同条件下CO_(2)的构造埋存量,为相关研究提供借鉴。 展开更多
关键词 CO_(2)封存 封存能力评估 含水饱和度 储层压力 CO_(2)含量 数值模拟
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基于高干度泡沫实验的非均质咸水层CO_(2)封存能力分析
11
作者 李松岩 马芮 党法强 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期46-55,共10页
CO_(2)咸水层封存是实现“碳中和”目标的一项重要技术手段。高干度泡沫不仅能更好地控制CO_(2)流度而且还能适应地层的非均质性,明显提高了咸水层的空间利用效率。为探究高干度CO_(2)泡沫在非均质咸水层中的调剖效果与CO_(2)封存能力,... CO_(2)咸水层封存是实现“碳中和”目标的一项重要技术手段。高干度泡沫不仅能更好地控制CO_(2)流度而且还能适应地层的非均质性,明显提高了咸水层的空间利用效率。为探究高干度CO_(2)泡沫在非均质咸水层中的调剖效果与CO_(2)封存能力,利用自行设计的高温高压驱替实验装置,进行了不同渗透率级差的并联岩心CO_(2)泡沫驱室内实验研究,分析了驱替过程中岩心的气液产出情况与CO_(2)饱和度的变化规律,指出了不同渗透率级差非均质岩心模型的碳封存效果与机理。研究结果表明:①与CO_(2)气驱相比高干度泡沫驱用于CO_(2)咸水层埋存具有更大优势,当岩心渗透率级差介于2.6~10.8时,泡沫均能有效封堵高渗透岩心,使阻力因子维持在36左右,增大了驱替压差与低渗透岩心的产气、产液速度;②岩心中气相饱和度与渗透率存在一定关系,当岩心的渗透率小于2450 mD时,最高气相饱和度随渗透率增加而增大,当渗透率超过2450 mD时,岩心最高气相饱和度在80%左右;③采用高干度泡沫驱可以有效扩大岩心中CO_(2)封存量,渗透率级差为4时,泡沫驱的CO_(2)封存体积较气驱增长219%,当渗透率级差扩大至10.8,CO_(2)封存量能始终维持在较高水平。结论认为,咸水层条件下CO_(2)泡沫驱替实验探究了CO_(2)封存能力变化,提供了非均质储层提高碳封存效率的实验认识,可为非均质咸水层中CO_(2)的地质封存技术优化提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 碳中和 CO_(2)地质封存 高干度泡沫 咸水层 非均质地层 封存效率
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深部煤层采空区二氧化碳填埋可行性与封存模型研究
12
作者 孟恒磊 杨伟峰 +1 位作者 王波 杨晓璇 《山西煤炭》 2024年第3期1-7,共7页
二氧化碳带来的危害是众所周知的,降低全球二氧化碳浓度成为了全球共识。现有控制二氧化碳方法主要概括为两种,增加吸收与减少排放。减少排放主要是利用清洁能源等,增加吸收主要通过填埋的方式达到,而且地质填埋或者封存是主要的方法。... 二氧化碳带来的危害是众所周知的,降低全球二氧化碳浓度成为了全球共识。现有控制二氧化碳方法主要概括为两种,增加吸收与减少排放。减少排放主要是利用清洁能源等,增加吸收主要通过填埋的方式达到,而且地质填埋或者封存是主要的方法。我国煤层采空区众多,理论上可以成为很好的地质填埋空间,但是目前研究集中于海洋、不可采煤层、咸水层等的填埋,对采空区地质填埋研究较少。本文从密闭性以及封存量两方面对采空区地质填埋的可行性进行了分析。最后提出了封存标准,并且建立了三种天然封存模型,最后得出了储量计算公式,并且以麦垛山煤矿6#煤为例进行了估算,得到6#煤封存二氧化碳的质量约为1.98×10^(7) t,可见我国采空区封存二氧化碳潜力巨大。 展开更多
关键词 采空区 二氧化碳封存 封存模型 封存量
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煤层亚临界/超临界CO_(2)吸附特征与封存模式 被引量：1
13
作者 王帅峰 韩思杰 +4 位作者 桑树勋 郭常建 郭庆 徐昂 张金超 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期152-168,共17页
大规模高效CO_(2)地质封存是短期内快速实现CO_(2)减排的关键途径之一,以吸附特征为主要封存机制的深部不可采煤层CO_(2)封存具有规模化实施的潜力。为研究深部煤层CO_(2)封存机制,以沁水盆地无烟煤为研究对象,开展了高温高压CO_(2)吸... 大规模高效CO_(2)地质封存是短期内快速实现CO_(2)减排的关键途径之一,以吸附特征为主要封存机制的深部不可采煤层CO_(2)封存具有规模化实施的潜力。为研究深部煤层CO_(2)封存机制,以沁水盆地无烟煤为研究对象,开展了高温高压CO_(2)吸附实验,并采用简化局部密度模型(SLD-PR)拟合,分析了温压变化下不同孔隙的吸附相密度分布特征,揭示了以吸附相密度和最大吸附层厚度协同变化为核心的煤层CO_(2)封存机理,最后通过准确划分孔内吸附空间与自由空间,预测了不同埋深下煤层CO_(2)封存量。研究结果表明:(1)不同温度下超临界CO_(2)吸附曲线均表现出典型的超临界气体吸附特征,过剩吸附量(最大值介于1·25~1·75 mmol/g)在达到最大值后下降;(2)孔隙内CO_(2)吸附层分为接触层、内层和过渡层,亚临界CO_(2)在孔内以单分子层吸附为主,而超临界CO_(2)吸附方式为多分子层吸附;(3)最大吸附层厚度随埋深增加而减小,与温度呈正相关,而与压力呈负相关;(4)CO_(2)平均吸附相密度随埋深“先增后减”,总封存量与绝对吸附量曲线在CO_(2)处于超临界状态下存在差异。结论认为:(1)在吸附空间与吸附相密度协变下,煤层CO_(2)微观封存模式随埋深可分为亚临界单分子层吸附、超临界类气态多分子层吸附型以及超临界类液态多分子层吸附3种类型,自由相封存量对总封存量的贡献随埋深增加,但吸附封存仍是煤层CO_(2)封存的主要方式;(2)研究成果揭示了原位煤层超临界CO_(2)封存机理,能够为深部煤层CO_(2)封存能力评价提供新认识。 展开更多
关键词 超临界 CO_(2) 深部煤层 吸附相密度分布 SLD-PR模型 最大吸附层厚度 封存容量 吸附封存
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CO_(2)地质封存选址关键要素评估
14
作者 李珂 韩小俊 +5 位作者 张晓斌 梁波 胡峰 汪晴川 孙健 王松廷 《天然气勘探与开发》 2024年第5期95-102,共8页
CO_(2)地质封存作为有效移除温室气体的主要技术选择,正被广泛应用于全球CCS/CCUS产业。为厘清影响CO_(2)地质封存选址的关键要素,通过分析封存核心需求,从确保封存能力和封存效率、保障封存的安全性和稳定性两大方面着手,建立封存选址... CO_(2)地质封存作为有效移除温室气体的主要技术选择,正被广泛应用于全球CCS/CCUS产业。为厘清影响CO_(2)地质封存选址的关键要素,通过分析封存核心需求,从确保封存能力和封存效率、保障封存的安全性和稳定性两大方面着手,建立封存选址关键要素体系,并逐一评估。研究结果表明:①共识别出12类关键要素,其中CO_(2)密度、埋深、碳源、储层条件、地质圈闭类型以及盖层为核心要素;②埋深在1000~1500 m、碳源纯度在99%以上可最大限度提高CO_(2)密度,进而保障封存能力;③储层方面,高封存量级为优先选择条件,同时高孔渗物性条件(孔隙度大于20%,渗透率大于100 mD)能大幅提高封存效率,而含咸水储层可进一步提升封存能力;④地质圈闭类型首选背斜型和砂岩型岩性圈闭,其在保证封存安全性和稳定性的同时还能提供较大规模储集空间;⑤盖层首选含化学沉积岩及泥质岩、致密石灰岩、厚度大于200 m、多套且连续稳定分布盖层,可有效阻隔CO_(2)逸散。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 封存能力与效率 封存安全性与稳定性 关键要素体系 评估标准
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宁夏回族自治区碳捕集、利用与封存源汇匹配与集群部署 被引量：2
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作者 刘世奇 莫航 +1 位作者 桑树勋 刘统 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1583-1596,共14页
“双碳”(碳达峰、碳中和)战略背景下,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现化石能源大规模低碳化利用的关键技术之一。近年,CCUS技术呈现出规模化和集群化发展趋势,而科学、合理的源汇匹配是CCUS集群部署工程选址的重要依据,能够建立高... “双碳”(碳达峰、碳中和)战略背景下,碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现化石能源大规模低碳化利用的关键技术之一。近年,CCUS技术呈现出规模化和集群化发展趋势,而科学、合理的源汇匹配是CCUS集群部署工程选址的重要依据,能够建立高效CO_(2)输运管网、降低减排成本。宁夏是国家能源安全战略布局的重要保障基地,能源结构偏煤、工业结构偏重特征明显,面临着巨大的碳减排压力。针对宁夏CCUS集群部署的源汇匹配问题,调研评估了宁夏工业碳排放源特征和地质碳汇潜力,构建了CCUS源汇匹配模型,在充分考虑源汇性质、捕集-输运-封存成本、CO_(2)运输距离、区域地理条件、土地利用类型、人口密度等因素基础上,应用改进的节约里程法和基于地理信息系统(GIS)的最低成本路径优化法,结合ArcGIS平台和优化求解软件,获得了宁夏CCUS源汇匹配优化和应用方案,并提出宁夏CCUS集群部署建议。结果表明,截止2021年,宁夏工业碳排放源107个,碳排放总量2.26亿t/a,以化工(含自备电厂)和电力行业碳排放为主。宁夏主要封存地质体包括深部咸水层、深部不可开采煤层和油气藏,CO_(2)理论地质封存容量151.55亿t,以深部咸水层封存潜力最大。宁夏CCUS源汇匹配效果较好,在源汇直接相连的情况下,区内年排放量10万t以上的大型工业排放源CCUS集群部署(30 a规划期)总成本约2.45万亿元,并以捕集成本为主,占比83.65%,单位减排成本402.32元/t,共需建设CO_(2)运输管道2 459 km;改进的节约里程法和基于GIS的最低成本路径优化法可大幅降低CCUS集群部署成本,优化后CCUS单位减排成本降至381.76元/t,节约管道建设里程938 km。宁夏应聚焦电力、化工等“两高”(高耗能、高排放)行业,在以宁东能源化工基地为重点的北部、东部地区超前应用CCUS技术,打造宁东能源化工基地、银川—吴忠、石嘴山、中卫和固原5个CCUS特色集群,构建宁夏特色的工程化CCUS全流程技术模式。 展开更多
关键词 碳捕集、利用与封存 源汇匹配 管网优化 CCUS集群部署 宁夏
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中国水层CO_(2)地质封存技术攻关方向 被引量：1
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作者 丁国生 唐立根 +14 位作者 丁一宸 阮金凤 朱华银 鲍清英 司光 陶野 张国辉 刘晓卓 初广震 王云 钟荣 裴根 李东旭 李霞 李天行 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期39-45,共7页
在国家“碳达峰碳中和”战略目标下,为了延长化石能源行业的生命周期,亟需进行大规模碳减排的重大革命,其中CO_(2)地质封存(CCS)这一大规模碳减排的托底技术,已在全球达成共识。为此,系统梳理了全球CCS发展趋势,并针对中国CCS地质特点... 在国家“碳达峰碳中和”战略目标下,为了延长化石能源行业的生命周期,亟需进行大规模碳减排的重大革命,其中CO_(2)地质封存(CCS)这一大规模碳减排的托底技术,已在全球达成共识。为此,系统梳理了全球CCS发展趋势,并针对中国CCS地质特点和工程技术现状,分析了中国发展水层CCS面临的挑战和难点,提出了中国水层CO_(2)地质封存技术的攻关方向。研究结果表明:①中国水层CCS起步早,当前正在开展世界级规模水层CCS先导试验,技术水平与国外并行,CCS有望成为中国未来大规模碳减排的主要手段;②鉴于中国水层多无法回避陆相沉积、断裂发育、非均质性强等先天条件,中国未来建设大规模水层CCS将面临封存规模大、封存成本高和长期封存安全性等3个方面关键技术的挑战;③从推动和形成CCS负碳新产业角度,中国未来水层CCS碳埋存需要攻克CCS地质体评估、CO_(2)高速注入、低浓度CO_(2)封存、降低成本和地质监测等5个关键技术。结论认为,该研究认识进一步坚定了中国发展水层CCS技术的信心,提出的5个方面关键技术为快速形成负碳领域的国家战略科技力量明确了攻关方向,同时为后续推动大规模地下储氢、储氦、压缩空气储能等战略性新兴行业的发展提供了前瞻性技术支撑。 展开更多
关键词 国家双碳战略 大规模碳减排 水层CO_(2)地质封存 CCS地质体 CCS攻关方向
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纳米SiO_(2)强化CO_(2)地质封存页岩盖层封堵能力机制试验 被引量：1
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作者 李颖 李茂茂 +4 位作者 李海涛 周军平 LEONHARD Ganzer 罗红文 康夫馨 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期92-98,共7页
页岩为CO_(2)盐水层地质封存常见盖层岩石类型,强化盖层封堵能力有利于提高CO_(2)地质埋存量和安全性。为探究随CO_(2)混注纳米SiO_(2)(SNPs)强化盖层封堵能力的有效性和可行性,对CO_(2)地质封存页岩盖层样品开展原地条件下的超临界CO_... 页岩为CO_(2)盐水层地质封存常见盖层岩石类型,强化盖层封堵能力有利于提高CO_(2)地质埋存量和安全性。为探究随CO_(2)混注纳米SiO_(2)(SNPs)强化盖层封堵能力的有效性和可行性,对CO_(2)地质封存页岩盖层样品开展原地条件下的超临界CO_(2)酸蚀反应试验,基础组为页岩样品-地层水、对照组为页岩样品-地层水+超临界CO_(2)、优化组为页岩样品-地层水+SNPs+超临界CO_(2),并采用核磁共振测试、场发射扫描电镜可视化观测、X射线衍射测试和岩石力学试验,探究CO_(2)酸蚀反应前后的页岩孔隙结构、表面形貌、矿物成分及力学性质特征。结果表明:优化组的大孔孔隙分量及孔隙度和渗透率增大幅度低于对照组;与对照组相比,优化组黏土矿物与碳酸盐岩矿物相对含量损失少,表明随CO_(2)混注SNPs可使岩样内部酸蚀作用减弱;SNPs在岩石端面吸附聚集或进入岩心孔喉,可使优化组页岩样品力学性能损伤程度降低;随CO_(2)混注SNPs有利于强化CO_(2)盐水层地质封存盖层封堵能力。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 纳米二氧化硅 超临界CO_(2) 盖层封堵能力
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准噶尔盆地深部咸水层CO_(2)地质封存适宜性及潜力评价
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作者 肖贝 陈磊 +3 位作者 杨皝 张译丹 汪飞 芦慧 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第6期120-127,共8页
针对准噶尔盆地咸水层CO_(2)封存有利区域和封存量认识不清的问题,利用准噶尔盆地地质特点与国内外深部咸水层CO_(2)地质封存典型项目对比研究的方法,从安全性、经济性和规模性等方面,对准噶尔盆地深部咸水层CO_(2)地质封存的适宜区域... 针对准噶尔盆地咸水层CO_(2)封存有利区域和封存量认识不清的问题,利用准噶尔盆地地质特点与国内外深部咸水层CO_(2)地质封存典型项目对比研究的方法,从安全性、经济性和规模性等方面,对准噶尔盆地深部咸水层CO_(2)地质封存的适宜区域、适宜深度和层位进行研究,并采用碳封存领导人论坛(CSLF)提出的封存量计算方法,对封存潜力进行初步评价。结果表明:准噶尔盆地的石西凸起、滴南凸起、北三台凸起等中东部地区为深部咸水层CO_(2)地质封存的适宜区域,适宜深度为1000~3500 m,主力存储层位为白垩系清水河组、侏罗系三工河组和八道湾组;适宜区内主力存储层CO_(2)理论封存潜力为606.08×108 t。研究成果为下步开展准噶尔盆地深部咸水层CO_(2)地质封存场地选址提供依据。 展开更多
关键词 准噶尔盆地 深部咸水层 CO_(2)地质封存 适宜性评价 封存潜力 计算精度
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深部煤层CO_(2)地质封存量化评估及案例研究 被引量：1
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作者 刘操 赵春辉 +2 位作者 钟福平 秦书杰 韦沧龙 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期288-298,共11页
地质封存CO_(2)作为理想的减碳技术,有望成为缓解温室效应的重要手段,因此量化评估深部煤层CO_(2)地质封存潜力与研究超临界CO_(2)与深部煤岩之间相互作用成为了“双碳”背景下的研究热点。以焦作矿区九里山煤样为试验研究对象,分析了... 地质封存CO_(2)作为理想的减碳技术,有望成为缓解温室效应的重要手段,因此量化评估深部煤层CO_(2)地质封存潜力与研究超临界CO_(2)与深部煤岩之间相互作用成为了“双碳”背景下的研究热点。以焦作矿区九里山煤样为试验研究对象,分析了深部煤层超临界CO_(2)吸附与封存机理,分别开展了35和45℃下煤样的CO_(2)等温吸附试验,解释并校正了CO_(2)吸附等温线高压异常下拐现象,得到了不同温度下煤样的CO_(2)实际吸附量。提出了一种新方法计算CO_(2)地质封存量,能够校正吸附相体积造成的封存量计算误差,并能精确评估不同埋深煤层CO_(2)理论和有效封存量。研究结果表明:①当高压吸附饱和时,煤样表面所有的吸附位被完全占据,此时吸附相体积和密度不再发生改变,吸附量应趋于稳定,但实验室测得的吸附量却在高压饱和阶段随压力增大而减小,这并不符合Langmuir吸附原理,因此必须对实验室测试的吸附等温线进行校正,才能应用于深部煤层CO_(2)封存量评估;②煤中CO_(2)封存量主要由吸附和游离封存量组成,吸附封存量需要采用吸附相密度和Gibbs吸附量进行反算,游离封存量则需要掌握煤中游离相占据的孔隙体积,它只能根据煤中孔隙总体积减去吸附相体积进行计算,因此,吸附相是精确评估吸附和游离封存量的决定性因素;③采用修正的煤层CO_(2)地质封存量化方法,以焦作修武研究区800~2000 m深部煤层为例,得出其单位质量煤中CO_(2)理论封存量为1.52~2.16 mmol/g,CO_(2)有效封存总量为11.19×10^(9)m^(3),换算为封存总质量为21.97 Mt。本研究案例不仅校正了吸附试验数据的物质平衡错误,而且考虑了吸附相占据孔隙空间对游离封存量的影响,这对深部煤层CO_(2)地质封存量精准评估具有重要的应用意义。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 深部煤层 CO_(2)吸附试验 吸附相 评估方法
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煤层CO_(2)地质封存的微观机理研究 被引量：7
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作者 姚艳斌 孙晓晓 万磊 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期146-157,共12页
煤层CO_(2)地质封存可实现CO_(2)减排和增产煤层气双重目标,是一种极具发展前景的碳封存技术。相对于其他封存地质体而言,煤的微孔极其发育,煤层CO_(2)封存机制与煤中气、水微观作用关系密切,其内在影响机理尚不清楚。以2个烟煤样品的... 煤层CO_(2)地质封存可实现CO_(2)减排和增产煤层气双重目标,是一种极具发展前景的碳封存技术。相对于其他封存地质体而言,煤的微孔极其发育,煤层CO_(2)封存机制与煤中气、水微观作用关系密切,其内在影响机理尚不清楚。以2个烟煤样品的系统煤岩学分析测试为基础,构建了煤的大分子结构及板状孔隙空间模型,进一步采用分子动力学方法模拟了不同温、压条件下、不同煤基质类型表面的CO_(2)和水的润湿行为,揭示煤层CO_(2)注入后引起的水润湿性变化规律,初步阐明煤层CO_(2)封存的可注性、封存潜力、封存有效性等影响因素及微观作用机理。结果表明:(1)影响煤润湿性的主要因素是煤中极性含氧官能团,其含量越高煤的润湿性越强;(2)煤中注入CO_(2)后,CO_(2)通过溶解作用穿透水分子层与水分子发生竞争吸附,从而减小水在煤表面润湿性;(3)随注入压力增大和温度降低,煤表面CO_(2)吸附量增多,对氢键破坏作用增强,润湿性减弱越明显;(4)亲水性煤层CO_(2)的可注性及封存潜力均相对较差,然而其封存安全性相对较好;(5)影响煤层CO_(2)封存潜力主要是吸附封存和毛管封存,而影响封存有效性、安全性的主要是毛管封存和构造封存;(6)煤中CO_(2)封存以吸附封存为主,需同时考虑含水条件下毛管封存;相对于低煤阶煤,高阶煤封存潜力较高,但封存注入时需要克服“水锁”效应。进一步开展原位条件下深部煤层中气水作用与CO_(2)地质封存机理研究,这对于CO_(2)-ECBM技术发展具有重要意义。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 煤层气增产技术 碳封存机理 煤的润湿性 吸附封存 毛管封存
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