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二氧化碳捕获与封存(Carbon Dioxide Capture and storage,简称CCS)技术是减少温室气体向大气排放的有效措施之一。二氧化碳(CO2)地质封存是CCS技术的重要内容,而CO2海上地质封存是其中的一个重要领域。
广东省是我国经济发达地区之一,碳排放强度大,但其陆上盆地CO2地质封存条件有限,因此海上CO2地质封存对广东省低碳经济具有重要意义。本文以距离广东沿海约179km的珠江口盆地惠州凹陷惠州21-1构造为例,根据测井解释数据和地震解释数据建立了三维地质模型,利用TOUGH2程序模块开展了CO2注入咸水层地质封存模拟研究。分析了CO2注入惠州21-1构造咸水层后的运移分布和溶解扩散情况以及地层压力变化特征;并且通过设置9个对比方案,进行了渗透率纵横比、盐度、渗透率、孔隙度等4个参数的敏感性分析。模拟的结果表明:
1、惠州21-1构造下珠江组和上珠海组咸水层的注入能力和封存能力良好。进行20年×100万吨/年的CO2注入时,地层压力上升的幅度很小,储层容量足够。珠江组下部的局部盖层由于泥岩厚度较小且渗透率相对较高,存在局部封盖效果不佳现象,但并未对整体封存效果造成明显影响;其他盖层封盖性能良好,穹窿构造能形成良好圈闭。因此,惠州21-1构造有成为CO2封存场地的可能性。
2、在惠州21-1构造封存场地注入200万吨CO2,其运移最远的方向为东南方向,运移最远的层位为Layer10。在实际注入时应当对此处加强监测。
3、敏感性分析表明,渗透率纵横比降低,CO2注入时井孔附近的地层压力将增大,气相CO2垂向运移速度将降低,气相CO2运移的距离将变短,溶解态CO2的比例将增大;孔隙度降低,气相CO2运移范围将增加,溶解态CO2的比例将降低;渗透率降低,CO2注入时地层压力将增大,气相CO2运移范围将减小;盐度在3.3~3.9%范围变化,对CO2注入和封存没有明显影响。