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土著微生物对CO_2地质储存过程中水岩作用的影响

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吉林大学学报（地球科学版） 2013年第2期43卷 544-551页

作者：张凤君赵静王天野陶怡刘卓婧许天福吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室长春130021

为了研究土著微生物对CO2地质储存过程中水岩作用的影响,进行了摇瓶实验和高压釜模拟实验。结果表明:细菌的作用促进了含钙碳酸盐的形成;真菌使固碳离子的溶出量增大;放线菌促进了含铁碳酸盐的形成。细菌实验组与高压釜模拟实验中岩石... 详细信息

为了研究土著微生物对CO2地质储存过程中水岩作用的影响,进行了摇瓶实验和高压釜模拟实验。结果表明:细菌的作用促进了含钙碳酸盐的形成;真菌使固碳离子的溶出量增大;放线菌促进了含铁碳酸盐的形成。细菌实验组与高压釜模拟实验中岩石样品表面均形成了未知的硅铝酸盐矿物,这些硅铝酸盐的沉淀为CO2的固定起到积极的作用。如果反应时间足够长,溶液中的碳酸盐就可能以方解石、菱镁矿、菱铁矿等矿物的形式析出,从而实现CO2在地下的永久储存。

关键词：微生物 CO2 碳酸盐地质储存

原生矿物组分对CO_2地质储存地球化学过程的影响

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水文地质工程地质 2014年第2期41卷 98-104页

作者：岳高凡许天福王福刚卜繁婷杨冰吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室吉林长春130021

CO2的地质储存是迅速减少温室气体向大气排放最直接、最有效的方法之一,其封存量受很多因素影响,储层原生矿物组分是其中之一。本文以松辽盆地、美国墨西哥湾、日本Nagaoka场地资料为基础,对CO2矿物封存过程进行数值摸拟。结果表明:原... 详细信息

CO2的地质储存是迅速减少温室气体向大气排放最直接、最有效的方法之一,其封存量受很多因素影响,储层原生矿物组分是其中之一。本文以松辽盆地、美国墨西哥湾、日本Nagaoka场地资料为基础,对CO2矿物封存过程进行数值摸拟。结果表明:原生矿物组成及含量相差不大时,地球化学反应过程相似,原生矿物组成较为复杂时,地球化学反应过程也更复杂;在以石英、长石为主的砂岩储层中,长石和绿泥石是重要的溶解矿物,铁白云石和片钠铝石是主要的固碳矿物;CO2矿物封存量随着原生矿物中奥长石和绿泥石含量增加而增大,其中奥长石的影响更大。以上研究对CO2地质储存储层的选取有指导意义。

关键词：二氧化碳地质储存原生矿物组分数值摸拟

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CO_2地质储存研究现状与启示

中国人口·资源与环境 2012年第S2期22卷 66-68页

作者：葛秀珍崔秀凌范基姣中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051 湖南省核工业地质局三O一大队湖南长沙410114

目前,地质储存CO2的途径和方法很多,而地质储存却一直被认为是最有前景的方式之一。该储存方法与其他的方法相比,相对安全、可靠、适应范围广、副作用小。研究表明,有利的、精心设计和妥善管理的地质储存储层,可以储存注入99%的CO2,时... 详细信息

目前,地质储存CO2的途径和方法很多,而地质储存却一直被认为是最有前景的方式之一。该储存方法与其他的方法相比,相对安全、可靠、适应范围广、副作用小。研究表明,有利的、精心设计和妥善管理的地质储存储层,可以储存注入99%的CO2,时间长达千年以上。为了应对全球气候变化的挑战,西方主要发达国家都在大力开展碳捕集与储存项目(CO2的捕集和储存)研究。本文依据收集的CCS的研究资料,概述CO2地质储存的研究现状,提出了一些对我国CO2地质储存工作的启示。

关键词： CO2 地质储存 CCS 风险评估选址

时移地震技术在CO_2地质储存监测中的适用性

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物探化探计算技术 2016年第3期38卷 375-381页

作者：由荣军闫照涛中国矿业大学银川学院矿业工程系银川750011 宁夏地球物理地球化学勘查院银川750001

目前,国内、外正在兴起对CO_2地中隔离技术的研究和试验工作。为了解决地质储存之后,CO_2气体的流动性及安全性监测问题,结合我国实际地质地层情况,同时借鉴了国内外对CO_2深部地下储层隔离的方法和研究思路,这里采用正演模拟的方法,模... 详细信息

目前,国内、外正在兴起对CO_2地中隔离技术的研究和试验工作。为了解决地质储存之后,CO_2气体的流动性及安全性监测问题,结合我国实际地质地层情况,同时借鉴了国内外对CO_2深部地下储层隔离的方法和研究思路,这里采用正演模拟的方法,模拟CO_2在地下的运移扩散情况,并通过编程模拟时移地震技术的处理过程对获得的常规地震剖面进行时移地震处理。从获得的常规地震剖面和时移地震剖面的结果显示,这里提出的时移地震技术在CO_2地下储存检测中具有一定的适用性。

关键词： CO2 地质储存时移地震岩石物理学正演模拟

CO_2地质储存潜力与适宜性评价方法及初步评价

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水文地质工程地质 2011年第6期38卷 108-112页

作者：范基姣贾小丰张森琦郭建强金晓琳刁玉杰李旭峰张徽中国地质调查局水文地质环境地质调查中心保定071051

借鉴国外CO2地质储存潜力与适宜性调查评价工作程序,在充分考虑我国复杂的地质背景、CO2地质储存研究现状等因素的基础上,将我国CO2地质储存潜力与适宜性评价工作划分国家级潜力评价阶段、盆地级潜力评价阶段、目标区级潜力评价阶段、... 详细信息

借鉴国外CO2地质储存潜力与适宜性调查评价工作程序,在充分考虑我国复杂的地质背景、CO2地质储存研究现状等因素的基础上,将我国CO2地质储存潜力与适宜性评价工作划分国家级潜力评价阶段、盆地级潜力评价阶段、目标区级潜力评价阶段、场地级评价阶段、灌注、监测运行期评价阶段,按评价精度由低到高,分称为CO2地质储存潜力与适宜性评价E、D、C、B、A级;并对我国CO2地质储存潜力与适宜性进行了E级评价,即运用层次分析-模糊指数法对我国陆相沉积盆地进行了初步筛选,并对其储量进行了计算,认为我国陆上沉积盆地深部咸水含水层是最主要的CO2地质储量场所。

关键词： CO2 地质储存潜力与适宜性评价方法

我国碳酸盐岩储层CO_2地质储存潜力与适宜性

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中国岩溶 2015年第2期34卷 101-108页

作者：王敬霞雷磊于青春中国地质大学(北京)水资源与环境工程学院北京100083 中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司北京100120

文章系统收集并分析了我国各盆地地层、大地构造、油田地质、水文地质数据,研究了我国各盆地碳酸盐岩地层空间分布和孔隙度特性,做出了《全国盆地碳酸盐岩分布面积分级图》、《全国盆地碳酸盐岩厚度分级图》、《全国盆地碳酸盐岩孔隙度... 详细信息

文章系统收集并分析了我国各盆地地层、大地构造、油田地质、水文地质数据,研究了我国各盆地碳酸盐岩地层空间分布和孔隙度特性,做出了《全国盆地碳酸盐岩分布面积分级图》、《全国盆地碳酸盐岩厚度分级图》、《全国盆地碳酸盐岩孔隙度分级图》、《全国盆地碳酸盐岩二氧化碳地质储存潜力分级图》。逐一对全国各沉积盆地内800~5 000m深度区间各地质时代形成的碳酸盐岩储层的CO2储存能力进行了计算。通过层次分析法确定各评价指标权重,制做出全国盆地E级碳酸盐岩储层CO2地质储存适宜性评价结果表,绘制出《全国盆地碳酸盐岩储层CO2储存适应性评价图》。对全国盆地CO2储存进行了适宜性评价,剔除了不适宜CO2地质储存的沉积盆地,选出适宜的沉积盆地以供下一阶段继续研究。

关键词：碳酸盐岩沉积盆地 CO2 地质储存储存潜力适宜性

深部咸水层CO_2地质储存安全风险评价指标体系的研究

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安全与环境工程 2012年第4期19卷 62-65页

作者：许佩瑶王重卿张福存李旭峰贾小丰刁玉杰华北电力大学环境科学与工程学院河北保定071000 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051

以深部咸水层为研究对象,针对CO2地质储存中存在的风险因素进行了较为全面的分析和评估,并选取适宜的评价指标,运用层次分析法建立了深部咸水层CO2地质储存安全风险评价指标体系,计算了各评价指标的权重;通过比较各个风险因素的危险性... 详细信息

以深部咸水层为研究对象,针对CO2地质储存中存在的风险因素进行了较为全面的分析和评估,并选取适宜的评价指标,运用层次分析法建立了深部咸水层CO2地质储存安全风险评价指标体系,计算了各评价指标的权重;通过比较各个风险因素的危险性权重值大小,得出了5个需要得到重视的风险因素。该研究对CO2地质储存安全风险评价工作具有重要的意义。

关键词：二氧化碳地质储存深部咸水层风险评价指标体系

CO2地质储存对地下水的环境影响研究 ——以江汉盆地为例

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CO2地质储存对地下水的环境影响研究 ——以江汉盆地为例

作者：姜玲中国地质大学

学位级别：硕士

目前,人类生产活动的发展导致了大气中CO2浓度的显著增加,这一变化导致全球气温上升了大约0.6℃。因此,采取相应的措施缓解气候变化势在必行。其核心是减少CO2等温室气体的排放。一种有效的方法是二氧化碳地质储存技术,即将固定点源(多... 详细信息

目前,人类生产活动的发展导致了大气中CO2浓度的显著增加,这一变化导致全球气温上升了大约0.6℃。因此,采取相应的措施缓解气候变化势在必行。其核心是减少CO2等温室气体的排放。一种有效的方法是二氧化碳地质储存技术,即将固定点源(多数为发电厂或类似的工业点源)所产生的CO2收集起来长期储存于海洋或相对封闭的地质构造中,从而减少CO2向大气中的排放。地质储存的场所主要应选择在深部咸水含水层、枯竭的油气藏、不能开采的煤层和深海等,其中在深层咸水含水层中储存CO2在目前研究得比较广泛。在深层咸水含水层中的CO2封存主要有三个捕集机制：气体捕集、溶解捕集和矿物捕集。然而,由于地质体的不连续性,因断层、导水通道、开采井等的存在,以及CO2的浮力作用,部分注入的CO2将向上部含水层运移。如果CO2泄露到浅层含水层,将对浅层地下水的水质及环境造成十分不利的影响,这一不利影响是研究CO2地质储存必须考虑的。本文利用数值模拟软件TOUGHREACT建立江汉盆地CO2地质储存的模型,进行CO2地质储存对地下水的环境影响研究,主要的研究内容有：(1)基于江汉盆地的地层的储盖组合关系、水文地质参数、热动力学参数、矿物资料等,建立该区的二维均质模型,通过分析CO2注入后储层的压强、孔隙度、渗透性、化学组分等的时空变化规律,研究CO2地质储存对地层压力及地壳稳定性、区域地下水动力场、岩石水力参数及地下水化学成分等的影响。(2)由于实际地质体的不连续性,因断层、导水通道、开采井等的存在,注入的CO2将在浮力的作用下向上部浅层含水层逃逸,占据含水层空间,从而影响了浅层含水层的水质和水环境。在注入环境影响研究的基础上,建立江汉盆地的二维CO2泄露的模型进行环境影响研究,研究CO2泄露后对浅层地下水的影响,通过分析模拟结果,研究CO2泄露后气体饱和度、液体饱和度、压力、孔隙度、渗透性、pH值、主要矿物的溶解、次要矿物的沉淀、有毒重金属元素、硬度等的时空变化规律,研究CO2泄露对浅层地下水环境的影响,并通过这些影响来定性分析对近地表生态系统的影响。通过以上内容的研究,得出以下结论：在CO2地质储存过程中及储存结束后,将对储层的水化学性质、水力参数产生一定的影响,进而影响区域地下水动力系统,主要结论为：***2注入到深部储层中后,将引起储层的水化学成分的显著变化。CO2溶于水,导致地下水的酸度增强,使母岩矿物质的溶解度增加,这一变化对水岩相互作用产生了较大的影响,使主要矿物石英、高岭石、方解石和伊利石发生了沉淀作用,而奥长石、钾长石、赤铁矿、绿泥石则发生了溶解作用,同时生成了次要矿物钠长石、菱铁矿、铁白云石、片钠铝石、菱镁矿和钙蒙脱石的沉淀,由于矿物的溶解以及沉淀作用,使储层水中部分液态组分的浓度发生了变化。在CO2停止注入后,酸性有所上升,但主要矿物的溶解和次要矿物的沉淀作用及液态组分浓度的变化仍然持续进行。2.由于CO2注入导致储层压强的明显增大,且使其压强分布在水平方向上变得不均匀,可能破坏了原有的力学平衡,引发储层围岩的剪切破坏和拉伸破坏,可能诱发裂缝的产生和断层的移动,导致地层失稳,尤其在注入点附近的垂向剖面上,将可能导致地层隆起以及诱发地震,这一不利影响仅在CO2注入期间有影响,当停止CO2注入后,储层压强逐渐恢复至初始压强,影响随即消失。3.由于主要矿物的溶解和次要矿物的沉淀,改变了地质体的孔隙度和渗透系数,同时使储层中的气体饱和度发生了显著的变化,对地下水水力参数产生较大的影响。4.超临界CO2的注入使储层的压强发生显著变化,使水头重新分布,这一重分布可能改变了流体的运移方式。同时由于孔隙度的改变可能导致裂缝的产生和断层的移动,这一改变将使地下水的补给、径流、排泄,尤其是径流条件和径流路径发生较大的变化,这些因素的变化将使区域地下水动力场发生较大变化。通过对江汉盆地进行CO2泄露的环境影响研究,主要结论为：1.在CO2泄露到浅层含水层后,即使这一泄露速度很小,也会显著降低地下水的pH值,如果pH值低于国家饮用水水质标准,将对附近以浅层地下水作为饮用水源的居民的生产生活造成不利的影响。2.由于酸度的增强,改变了母岩矿物质的溶解度,产生了奥长石、钾长石、绿泥石、高岭石、方解石和赤铁矿的溶解以及石英、伊利石、钠长石和钙蒙脱石的沉淀,这一改变使水中液态组分的浓度也相应发生变化,它们的空间分布规律与pH值的空间分布规律很相似,说明pH值的变化控制矿物的反应及液态组分浓度的变化。3.基于已获得的江汉盆地的水化学资料,研究了含有有毒重金属矿物方铅矿的变化规律,发现随着CO2的泄露,方铅矿的溶解作用不

关键词：二氧化碳地质储存环境影响数值模拟

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国外CO_2地质储存现状与展望

地质调查与研究 2012年第3期35卷 195-205页

作者：葛秀珍中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051

温室气体CO2的大量排放给全球气候和环境带来的巨大影响,受到了世界各国的关注。实现CO2的深度减排是人类可持续发展的必由之路。CO2地质储存是缓解碳排放行之有效的方法之一。本文通过以下几方面论述了国外CO2地质储存的现状以及对未... 详细信息

温室气体CO2的大量排放给全球气候和环境带来的巨大影响,受到了世界各国的关注。实现CO2的深度减排是人类可持续发展的必由之路。CO2地质储存是缓解碳排放行之有效的方法之一。本文通过以下几方面论述了国外CO2地质储存的现状以及对未来的展望:1)CO2捕集机理,2)CO2地质储存,3)CO2地质储存项目现状与未来预测,4)CO2地质储存场地储量评估,5)CO2地质储存监测技术,6)CO2地质储存模拟工具,7)CO2地质存储经费等。

关键词： CO2 地质储存储量评估储存项目监测