您当前的位置:首页 >  国际合作 > 内容
专项考察团赴美考察碳储碳汇简介
时间:2010-03-24  作者:  来源:              【复制地址】【打印】【关闭】

2009年12月6~8日:深部探测专项赴美考察团及中国地质科学院地质力学研究所研究人员在康奈尔大学(Cornell University)地球与空间科学系就碳储研究进行了学术交流,参加了Cornell University目前正在进行的地质碳储碳汇项目“NYSERDA Project No.10501-CO2 Sequestration: Capacity, Security & Enhanced Gas Recovery in Central New York State”第三季度进展报告讨论会,该会从砂岩CO2存储能力评价计算、页岩CO2封存能力评价、油气驱动理论、CO2灌注模拟、水动力学模拟、地表断裂影像统计分析等方面详细介绍了地质CO2存储的主要研究内容。

随后,考察团在康奈尔大学相关研究人员的带领下对Central New York State未来地质CO2存储野外试验场(Mt. Morris Field)进行了实地考察,该地区地层具有产状近水平、变形微弱、地层稳定、砂岩孔隙度大等特点,位于稳定的地台区,是理想的地质CO2存储野外试验场。

在2009年美国地球物理秋季会议上还听取了地质CO2存储相关报告(Union session 12B: Geophysical monitoring, verification and accounting for geologic carbon sequestration),参观学习了地质CO2存储相关展版(Union session 41B: Geophysical monitoring, verification and accounting for geologic carbon sequestration),并与美国国家实验室地质碳储碳汇专家Huang Lianjie教授(Union session 12B主席)进行了交流,了解了国际地质碳储碳汇的最新进展及存在的主要问题。

目前,国际上对“碳储碳汇(carbon sequestration)”的定义是指通过自然和人为两个方面降低大气或排放源中的CO2。由于大气CO2自然碳循环机制不足以减缓人类CO2排放加速的步伐,人为有计划的碳储碳汇应运而生。当前国际上人为有计划的碳储碳汇主要有以下四种类型。

1、陆地碳储碳汇

通过陆地地表的植物和土地人为有计划的规划、管理和使用,以提高其循环、吸附大气中CO2的能力。

2、海洋碳储碳汇

通过CO2收集储存和压缩运输,把超临界状态的CO2注入海平面以下400~500m的海洋中或注入到海底或注入到海底下面的沉积层中。

3、地球化学碳储碳汇

通过地球化学作用,使CO2与碳质、硅质、镁质等矿物产生化学反应,最终形成碳酸岩、硅酸岩等,以实现减少大气中CO2的目的。

4、地质碳储碳汇

通过CO2收集储存和压缩运输,把超临界状态的CO2注入地下1~3km具有一定孔隙度和渗透率的地层(如油气储层、深部含盐(卤)水的地层、废弃煤矿等)中。

地质CO2存储包括地质环境条件评价、CO2收集储存和压缩运输的原理和工艺、CO2注入过程和工艺、综合模拟计算、综合动态监测等方面,属于一个系统工程。地质环境条件评价包括大地构造背景与区域地壳稳定性分析、地质体结构构造分析、储层的孔隙度和渗透率评价计算、盖层的封存能力评价等;综合模拟计算包括地下水动力学模拟、CO2注入前、中、后地质模型建立和模拟计算;综合动态监测包括现场操作实时监测、检验证实监测。地质CO2存储的有效性取决于地层存储的容量、长期稳定性和安全性。

二、我国关注的地质碳储碳汇进展及所面临的挑战

地质碳储碳汇源于20世纪石油工业开采过程中的油气驱动理论,即通过液体(水)的注入增加油气的产量。该过程一方面可以封存CO2,同时可以增加油田产量。进而扩展到通过深部含盐(卤)水的地层、废弃煤矿等封存CO2北美、欧洲等国家开展地质碳储碳汇研究已有十多年的历史,已从室内理论研究和实验(第一阶段)发展到现场试验(第二阶段),并将进入大规模现场试验(第三阶段),最后达到商业应用的目的(第四阶段)。已有研究取得了重要成果,但目前仍存在以下三大挑战:

1、地下CO2圈闭机制:包括水岩圈闭、可溶圈闭、残余气圈闭、矿物圈闭等作用过程、运移扩散机制仍需要进一步研究,并探索上述各种圈闭的可能破坏模式。

2、地下100m~地质储层上部盖层之间“中间地带”有效监测:已有地面监测技术对地下100m以内的地质体特征及其变化能够获取较精确的解释,储层地质体特征及其变化可以通过钻孔进行有效的监测,而“中间地带”则只能通过间接的方法进行监测,使地质体特征及其变化获取异常困难。

3、诱发地震:已有和正在进行的CO2注入工程证实的确存在诱发地震的风险,并且发现预测诱发地震的位置十分困难,远远难于预测哪里不会诱发地震。一方面诱发地震给人类生命财产、环境、社会等造成严重危害,另一方面诱发地震可能破坏盖层,使地质CO2存储场地前功尽弃。

三、关于我国地质CO2碳储碳汇的建议与思考

1、地质CO2碳储碳汇在我国具有重要意义,是实现我国在哥本哈根承诺减排目标的重要方法之一,同时可以提升我国在世界上的话语权。

2、地质CO2碳储碳汇是一个系统工程,需要政府、社会、经济、地方、不同领域的科学和技术等共同支撑,地球科学仅是其中的研究内容之一。

3、中国大陆构造活动强烈,地质体构造变形远远强于美国大陆地台区,在目前我国基本没有开展地质CO2存储研究的前提下,未来地质CO2存储研究过程将十分复杂、困难,并具有更大的挑战性。

4、尽快派送年轻地质工作者到美国、加拿大等国家进行培训和合作研究,了解已有研究成果,学习引进已有地质CO2存储的理论体系和方法技术。


Copyright©1997-2009 中国地质调查局深部探测专项管理办公室 中国地质科学院 版权所有 备案序号:京ICP备05029128

地址:北京市西城区百万庄大街26号 邮政编码:100037