二氧化碳捕集和封存展望

二氧化碳捕集与封存之所以能在短时间内引起世界范围的关注,就是因为全球共同面对着气候变化的挑战。观测数据表明,自19世纪末以来,全球平均气温升高了0．3℃至0．6℃,尤其是近10年来的全球平均气温升高幅度之大,已创过去110年的最高纪录。联合国环境规划署及世界气象组织的研究表明,下世纪地球表面温度大约以每10年升高0．3℃的速度上升,预计到2100年将使地球平均气温升高3℃,大大超过以往1万年的速度。全球气候变暖将在全球范围内对气候、海平面、农业、林业、生态平衡和人类健康等方面带来巨大的影响。     

鄂尔多斯深部咸水层CO_2地质封存效果评价

中国首个陆上咸水层CO_2地质封存全流程示范项目于2010年正式实施。为更加清晰、准确地了解注入场地储层的注入性能和注入封存过程中可能遇到的潜在问题,基于场地储层结构和注入监测数据,采用储层多相流模拟软件TOUGH2-MP/ECO_2N对鄂尔多斯105 t/a CO_2注入1 620 m以深的特低渗砂岩咸水含水层进行数值模拟,对储层的压力积聚和CO_2羽体扩散的动态演化以及储层封存量进行评估。结果表明,所建立的模型比较准确地反映了实际注入过程和注入效果。3a注入引起的最大压力抬升小于15 MPa,CO_2在含水层中总体呈均匀扩散,CO_2注入地下3a和53a后,羽体在刘家沟储层中的横向迁移距离分别为550 m和700 m左右。在目前的统注方案下,CO_2主要封存层位在储层上部的刘家沟组(埋深为1 690~1 699 m),其吸气量占整个储层封存量的80%以上,储层吸气能力具有由浅到深变差的特征。53a模拟期内,进入泥岩盖层的CO_2总量不及注入总量的0.05%。     

非常规油气地质理论与技术进展

当前对油气的开发从常规油气扩展到开采难度较大、开采成本较高的非常规油气。在不远的将来,将实现常规和非常规油气并举的局面。根据成因,可将非常规油气分为三大类:第一类为重油和油砂,为正常原油经过生物降解和水洗作用形成,分布广、潜力大,已被大量开采利用;第二类为致密油气、页岩油气和煤层气,主要特征是储集于孔渗条件极差储层中,属于连续型-大规模聚集油气藏,目前发展迅速,也是产量增长最快的领域;第三类为油页岩,是未成熟的干酪根与黏土和细粒无机矿物的混合物,有机质丰度高,要经过人工加热生成石油,油页岩发现很早,分布广泛,美国比例最高。由于对非常规油气的评价和勘探开发,带动了石油地质理论和勘探开发技术的不断创新。同时非常规储量规模巨大,相当于常规油气资源的2~3倍,勘探开发技术日趋完善,大大延长了石油工业的生命周期,引领石油工业跨越式发展。     

玄武岩封存CO2技术方法及其进展

玄武岩封存CO₂为碳捕集与封存（CCS）提供了一种新的具有潜在意义的选择。当今世界上已有三个示范工程案例,即日本Nagaoka、美国Wallula和冰岛Carbfix,这些实例初步证实了CO₂玄武岩封存的技术和经济可行性。玄武岩封存CO₂相关技术研究进展包括:（1）Carbfix项目采用水溶液替代胺溶剂来捕集烟气中的CO₂气体,以便同时对CO₂和其他可溶于水的气体进行捕获,而在排放点源只需简单加装水洗塔等设备作为气体分离装置;（2）冰岛提出了适用于CO₂饱和溶液注入与封存的Carbfix方法,设计出能分别注入气体和水溶液的专用系统;（3）Carbfix在注入与封存CO₂过程中首次采用示踪元素监测方法,并通过质量平衡方法定量估算注入CO₂发生碳酸盐化的百分比,发现往玄武岩里注入CO₂不到2年就有95%被完全矿化。今后仍需进一步研究的技术问题包括:（1）CO₂饱和溶液与超临界CO₂两种注入形式如何选择;（2）能否用海水替代淡水溶解CO₂;（3）如何提高地球化学模拟的准确性;（4）如何降低碳捕集、分离和运输环节成本。相关探讨对我国利用基性超基性岩进行CO₂封存具有一定借鉴意义。     

我国海洋地质碳封存研究进展与展望

我国海洋地质碳封存潜力巨大,主要碳封存目标区与主要CO2排放源匹配性良好,可以为碳中和目标的实现提供重要助力。论文分析了我国开展海洋地质碳封存的必要性,介绍了国内外海洋地质碳封存工作的研究进展; 指出海洋地质碳封存区划研究、海洋地质碳封存与资源协同性研究、海洋地质碳封存数据库建设以及海洋地质碳封存示范工程的实施是当前工作的重点。研究可为我国碳中和目标的实现提供数据支撑和技术储备。     

松辽盆地徐家围子断陷玄武岩气藏储层的CO2 封存潜力研究

玄武岩油气藏储层一方面含有大量可与CO2 反应生成碳酸盐的造岩矿物,另一方面又有枯竭油气藏的良好储（储集
空间）、运（运移通道）、盖（盖层条件）和保（保存能力）等 CO2 封存优势,是潜力大、实施易、成本低和安全性高的碳
汇靶区。该文选取了位于松辽盆地东北部的徐家围子断陷玄武岩气藏开展CO2 封存潜力研究,在对该气藏地质特征和储层
发育特征详细描述的基础上,结合玄武岩矿物组成和化学成分的鉴定分析结果,探讨该气藏的矿物固碳能力和油气储层固
碳能力,并对其封存CO2 的可行性进行了初步评价。研究表明,徐家围子断陷玄武岩气藏有着良好的储集空间,且易碳酸
盐化,其盖层可阻止所充注CO2 的逸散,稳定的圈闭条件可保证所充注CO2 的安全性,因而是CO2 封存的理想靶区。初步的
定量计算结果表明,徐家围子断陷玄武岩油气藏的矿物固碳潜力约为89.33×108 t,油气储层的封存能力约为6.2×108 t,总
计约95.53×108 t,具有十分可观的固碳潜力。     

二氧化碳捕获与封存的主要技术环节与问题分析

减少CO2的排放是国际社会当前迫切需要解决的问题,CO2捕获与地质封存技术由于其巨大的减排潜力和经济性近年来引起科学界和政治界的广泛关注。对该技术的主要技术环节和问题进行了分析,并对中国背景下的CO2捕获与地质封存技术的主要问题进行了探讨。     

CO2地质封存与利用示范工程进展及典型案例分析

CO₂地质封存与利用工程实施具有十分可观的CO₂减排效果,推行CO₂地质封存与利用项目对于缓解全球气候变暖、践行我国可持续发展战略具有重要意义。梳理了目前主要的CO₂地质封存与利用方式,统计了全球范围内的CO₂地质封存与利用示范工程,重点介绍了我国典型CO₂地质封存与利用示范工程案例,并对CO₂地质封存与利用技术发展趋势进行了展望。目前,CO₂地质封存与利用方式主要包括CO₂驱油封存、CO₂驱替煤层气封存、CO₂咸水层封存、CO₂枯竭油气藏封存、CO₂驱替页岩气封存、CO₂深部咸水层封存与采水、CO₂封存与增强型地热发电、CO₂封存与铀矿地浸开采等;国内外在CO₂驱油封存、CO₂咸水层封存以及CO...     

中国西北地区超基性岩封存CO2潜力研究

超基性岩可通过碳酸盐化生成稳定的碳酸盐矿物,它是一种以地球化学手段有效且永久封存CO2的矿物。在自然界中矿物封存CO2可通过风化作用自发发生,人工干预能进一步提升碳酸盐化反应效率,促进工业化进程。笔者基于最新1∶100万西北地质图及数据库,试图对西北地区分布的超基性岩的封存潜力进行理论评估。结果表明,西北地区超基性岩封存CO2量可达963.23亿t,其中新疆超基性岩CO2封存量最大,可达613.52亿t,占西北地区总封存量的63.69%。西北地区超基性岩封存CO2量大致相当于全国2021年CO2排放量的10倍,在完全释放其固碳潜力的情况下,初步静态估算可封存全国CO2排放量约10年。因此,西北地区超基性岩封存CO2潜力巨大。未来,应针对单个超基性岩体收集已有大比例尺精细基础地质调查数据,并补充性开展调查及研究工作,进一步圈定CO2地质封存的有利靶区,促进超基性岩封存CO2的地质解决方案成为未来碳中和目标在西北地区落地实现的最优方案之一。     

油气层开采、二氧化碳封存和其他地质封存引起的气-水-岩相互作用

1全球变暖,可持续发展和地质封存 一千年伊始,行星地球颗面临着一个悬而未决的问题即：在不远的将来,人类活动和自然环境作用之间的强烈冲突会造成什么样的后果？人们对来自对环境造成的人为威胁的预警意识越来越增强,特别是在预见未来发达国家实施的成熟的废弃物标准方案时。起源于工业革命的现代经济体制是以煤、石油等提供的大量的相对廉价的能源为基础的。     

基于多准则决策的CO2地质封存场地适宜性评价方法

二氧化碳(CO₂)捕集、利用与封存技术(CCUS)是减排温室气体CO₂、实现中国“双碳”目标的重要技术手段。CO₂地质封存作为CCUS技术的重要组成部分,是一种直接、有效的减排方法,已为全球多个国家CO₂增汇减排做出突出贡献。科学合理的场地适宜性评价和选址工作是实现CO₂地质封存的首要前提,场地适宜性评价中通常包含多个定性与定量指标,国内外常采用多准则决策(MCDM)方法处理此类多源复杂因素共同作用的场地适宜性评价工作。MCDM方法通常将指标权重与评价方法集成,以期实现各方法的优势互补,进而获得较为满意的评价结果。文章回顾了CO₂地质封存的国内外选址现状,并对基于MCDM方法的场地适宜性评价进行全面综述,以期为中国CO₂地质封存选址的适宜性评价提供参考依据。

     

公益性油气地质调查“十三五”工作进展与“十四五”远景展望

"十三五"期间, 公益性油气调查立足支撑国家能源安全保障工作定位, 针对新区、新层系、新类型、新领域开展基础地质调查和战略选区评价, 相继在长江经济带页岩气、松辽盆地陆相页岩油气、北方新区新层系油气, 以及煤层气等非常规油气地质调查领域取得了突破性成果, 解决了一批油气基础地质问题和工程技术难题。初步构建起长江经济带页岩气勘探开发新格局, 有力推动了松辽盆地陆相页岩油气勘探开发进程。优选的勘查区块有效支撑国家油气勘查开采体制改革, 助推形成了多处油气页岩气资源基地。"十四五"时期, 油气地质调查需要依靠科技创新和信息化两大引擎, 突出大型盆地整体结构调查和综合评价, 聚焦非常规、深层油气, 优选优质勘查区块, 着力支撑油气勘查开采体制改革与矿产资源管理改革, 推动构建公益性与商业性油气勘探有效衔接新机制, 服务油气资源产业高质量发展。     

油气储层表征与随机建模的发展历程及展望

油气储层表征与随机建模自提出至今仅经历了22年,但其发展的迅速可以说让世人刮目相看,其在油气勘探与油田开发中的作用与日俱增。文中应用历史唯物主义的观点,分阶段地从这一学科的形成背景、石油工业发展的需求、专业化的形成与发展、学科的相互渗透与多技术应用等方面简述了储层表征与其相关学科的关系及其发展的主要历程;着重对这一学科当前的发展方向与存在的问题进行讨论,并对学科中的不同研究方向对油气勘探与开发的作用、当前国内外面临的挑战以及应注意的问题进行逐一论述,提出了相应观点与建议。     

松辽盆地及外围油气资源基础地质调查--“十三五”阶段进展与未来工作展望

“十三五”期间,松辽盆地及外围油气地质调查以"开辟新区,探索新层系,联合攻关新类型、新领域,支撑百年大庆油田建设"为目标,紧密围绕"松辽盆地陆相页岩油、外围中小盆地、石炭-二叠系与中新元古界深层系"三大领域,取得了一系列发现与进展：一是以基质型页岩油为主攻方向,实施页岩油参数井获工业油流,揭示松辽盆地陆相页岩油巨大资源潜力;二是阜新盆地辽阜地2井获工业油流,实现久攻不克区勘探突破,为传统煤炭资源枯竭型城市转型发展提供资源保障;三是以深层系、非常规为指导思想,实施石炭-二叠系与中新元古界油气资源调查取得新进展.结合新形势、新需求,提出"全盆地、大地质、多资源"综合调查等下阶段工作方向.     

中国非常规油气勘探开发与理论技术进展

新世纪非常规油气获战略突破,微纳米孔喉页岩系统油气成为油气资源接替的重要新领域,非常规油气资源在能源格局中的地位愈发重要。致密气、煤层气、重油、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域,致密油成为亮点领域,页岩气成为热点领域。中国在致密气、页岩气、致密油、煤层气等非常规油气资源勘探开发获重要突破,油页岩、天然气水合物、重油、油砂矿等获重要进展,初步评价中国非常规石油资源量(223~263)×10~8t,天然气资源量(890~1260)×10~(12)m~3。中国非常规油气研究取得重大进展,细粒沉积学在陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体、湖盆中心砂质碎屑流沉积、海陆相细粒沉积等研究新进展,提供了盆地中心储集体形成和分布的理论依据;非常规储层地质学在研究方法技术、多尺度数据融合、地层条件物理模拟等方面取得重大进展,多方法多尺度整体表征非常规储层已成为研究热点,推动了非常规油气地质学地质理论和方法技术快速发展;创新发展了连续型油气聚集理论,构建了非常规油气地质学理论体系框架,明确了非常规油气地质研究的内涵、地质特征、形成机理、分布规律和核心技术,为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础;非常规油气勘探开发技术方法快速发展,涌现了烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性评价等"六特性"、"甜点区"地质一工程综合评价等核心评价方法,微地震监测、水平井钻完井、"工厂化"生产、"人工油气藏"等开发工程核心理念和技术,推动非常规油气"革命性发展"。非常规油气的突破,带来了坚持理论创新、坚持核心技术进步等4点重要启示,对延长石油工业生命周期、推动理论技术升级换代、改变能源格局具有深远意义。     

中国前陆冲断带油气勘探、理论与技术主要进展和展望

我国中西部地区发育有16个前陆冲断带,油气资源总体较为丰富。前陆冲断带在天然气加快发展中地位与作用重要,是近期勘探突破发现、增储上产的重要领域和补充。2011年以来前陆冲断带勘探获得塔里木盆地库车深层天然气及柴达木盆地西南缘石油两项重大突破、准噶尔盆地西北缘石油及四川盆地西北缘天然气两项重大进展、准噶尔盆地南缘及塔里木盆地西南缘和鄂尔多斯西缘油气3个重要苗头,进一步夯实了西气东输资源基础,推动了前陆盆地大油气区勘探进程。前陆冲断带地质研究在盆地原型恢复和晚期构造改造、深层结构刻画与构造解剖、储层演化与油气充注机制、断-盖控藏模式与油气有效聚集3-R评价方法、区域成藏特征与油气分布规律5个方面形成创新认识,发展了中西部前陆冲断带油气聚集理论。前陆冲断带勘探配套技术研发在复杂构造建模技术、复杂构造深度域地震成像技术、复杂油气藏综合评价技术、前陆深层钻完井和储层压裂改造技术4方面取得进展,推动了前陆核心技术形成和油气勘探发现。前陆冲断带近期勘探显示出较大增储潜力与挑战共存的局面。展望了前陆基础地质、油气勘探、勘探技术研究3方面特点与发展趋势,分析了近期勘探的3点启示与增储潜力,针对未来前陆冲断带在勘探生产、地质研究、配套技术上面临的挑战,提出了相应的4方面勘探研究对策与建议。