地質封存CO2的空間類型與封存量分析
1、地質封存空間類型
CO2地質封存的原理是將CO2壓縮液注入地下封存空間中。可以利用的CO2地下封存場所多種多樣,其中最具潛力的CO2地質儲庫包括深部咸水層、枯竭油氣藏和不可采煤層。在陸上和沿海的沉積盆地中存在著大量合適的封存構造。
2、封存量評價
封存量是決定COZ地下封存能否解決本世紀溫室氣體問題的關鍵參數之一。
盡管封存量計算系基于一套取決于封存機制的計算一定深度、溫度和壓力條件下某一體積沉積巖中可用封存量的簡單的算法,當將其應用于某一特定地區或場地時卻是復雜的。當捕獲機制多樣,各捕獲機制開始生效的時間尺度不同,以及C02以多種物理狀態存在時,計算尤顯復雜。這些參數都影響到COZ地質封存的有效性,且常具有不同的演化方向。
地質背景、巖性和儲層儲集性能的高度變化,降低了封存量計算的可信度。封存量計算存在不同水平的不確定性。不同水平的估算需要來自多種學科的大量數據,并將其綜合以獲得有意義的結果。局域尺度最為精確的計算方法是通過構建地質模型進行儲層模擬,但這需要大量的資金、時間和數據。Bradshaw等將資源金字塔的概念引入COZ地質封存量評價之中,從技術、經濟角度對地質封存量的類型進行了劃分:
理想封存量:假定整個儲層的孔隙空間都可封存COZ,或儲層中全部地層水可溶解COZ至飽和,或整個煤層可吸附COZ至最大量。理論封存量代表封存量計算的上限.但由于技術和經濟限制,總有部分儲層無法利用,因此是不能達到的。
現實封存量:評價中考慮地質和工程方面的一系列技術限制,如儲層品位(孔隙率、滲透性)、蓋層條件、封存深度、壓力和應力場、儲層和圈閉孔隙空間的大小、有否其它利用價值(如油氣、煤、水、地熱能、礦產等)。計算可達一定精度,且更具現實意義.
可行封存量:在現實封存量的基礎上,考慮地質封存的經濟、法律約束。本階段進行詳細的源/匯配置,使最好、最近的封存場地與最大的排放源匹配。源/匯配置不僅從地質和工程方面考慮,還包括場地選址的社會和環境效應,并給出成本曲線,評價數據的不確定性。根據可行封存量評價結果,可在區域尺度上給出年可持續注入量,而不僅是封存總量.
3、封存量的計算
以不可采煤層CO2封存盆估算為例,有:
又如枯竭油氣層CO2封存l估算,有:
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