地质封存CO2的空间类型与封存量分析
1、地质封存空间类型
CO2地质封存的原理是将CO2压缩液注入地下封存空间中。可以利用的CO2地下封存场所多种多样,其中最具潜力的CO2地质储库包括深部咸水层、枯竭油气藏和不可采煤层。在陆上和沿海的沉积盆地中存在着大量合适的封存构造。
2、封存量评价
封存量是决定COZ地下封存能否解决本世纪温室气体问题的关键参数之一。
尽管封存量计算系基于一套取决于封存机制的计算一定深度、温度和压力条件下某一体积沉积岩中可用封存量的简单的算法,当将其应用于某一特定地区或场地时却是复杂的。当捕获机制多样,各捕获机制开始生效的时间尺度不同,以及C02以多种物理状态存在时,计算尤显复杂。这些参数都影响到COZ地质封存的有效性,且常具有不同的演化方向。
地质背景、岩性和储层储集性能的高度变化,降低了封存量计算的可信度。封存量计算存在不同水平的不确定性。不同水平的估算需要来自多种学科的大量数据,并将其综合以获得有意义的结果。局域尺度最为精确的计算方法是通过构建地质模型进行储层模拟,但这需要大量的资金、时间和数据。Bradshaw等将资源金字塔的概念引入COZ地质封存量评价之中,从技术、经济角度对地质封存量的类型进行了划分:
理想封存量:假定整个储层的孔隙空间都可封存COZ,或储层中全部地层水可溶解COZ至饱和,或整个煤层可吸附COZ至最大量。理论封存量代表封存量计算的上限.但由于技术和经济限制,总有部分储层无法利用,因此是不能达到的。
现实封存量:评价中考虑地质和工程方面的一系列技术限制,如储层品位(孔隙率、渗透性)、盖层条件、封存深度、压力和应力场、储层和圈闭孔隙空间的大小、有否其它利用价值(如油气、煤、水、地热能、矿产等)。计算可达一定精度,且更具现实意义.
可行封存量:在现实封存量的基础上,考虑地质封存的经济、法律约束。本阶段进行详细的源/汇配置,使最好、最近的封存场地与最大的排放源匹配。源/汇配置不仅从地质和工程方面考虑,还包括场地选址的社会和环境效应,并给出成本曲线,评价数据的不确定性。根据可行封存量评价结果,可在区域尺度上给出年可持续注入量,而不仅是封存总量.
3、封存量的计算
以不可采煤层CO2封存盆估算为例,有:
又如枯竭油气层CO2封存l估算,有:
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