煤田地质与勘探

作者：魏恒飞, 时俊杰, 聂晓东, 方杰, 陈晶, 赵岳, 孙大为, 李鑫, 张勇, 郭沛,

关键词：咸水层, CO₂地质封存, 封存能力, 封存量, 安全性, 密封性, 稳定性, 监测技术,

背景和方法CCS技术是实现大规模碳减排的主要技术方向，其中CO2咸水层地质封存潜力大，是未来碳封存的主要方式。在调研全球CO2咸水层地质封存研究现状的基础上，聚焦中国复杂地质条件下的封存困境，系统梳理分析CO2咸水层地质封存面临的技术难题、挑战及前景。结果和结论我国在CO2咸水层地质封存技术研发和工程实践上，特别是在百万吨级长期地质封存能力和安全评价技术方面，与西方发达国家存在显著差距。(1) 场地的实际封存能力是制约封存成本的主要因素之一，包括封存量、单井控制封存量及可注入性。如何建立高精度的咸水层三维地质模型、求取封存效率因子、获取盖层破裂及断层开启的极限承压压力、正确理解不同封存机理封存量之间的逻辑关系是封存量计算面临的技术难题；单井控制封存量越大，钻井工程量越小，影响单井控制封存量的因素主要是砂体非均质性、规模及物性；可注入性代表封存量的可实现能力，在CO2咸水层地质封存注入井选址时，需对注入砂体侧向上连通性、润湿性进行精细地质评价，选择高孔渗和低地层压力叠合区，即CO2咸水层地质封存注入甜点，确保注入咸水层中的超临界CO2能从井筒向周围运移。(2) 安全性是CO2咸水层地质封存技术研究的关键问题，包括封存地质体的密封性、稳定性及可监控性。在封存选址时，需正确认识圈闭和极限密封压力对密封性的重要性；稳定性研究面临复杂地质条件下稳定性评价难、CO2咸水层地质封存场地工程参数准确获取难、合理数值模拟数学模型构建难；监测技术手段布置位置和监测技术手段选取是可监控性研究面临的两个主要难题。(3) CO2咸水层地质封存技术的推广还面临国际共识达成难、封存技术保护、封存技术成本高、长期封存安全性、矿权问题争议、政策补贴等方面的挑战。(4) 未来CO2咸水层地质封存技术应用前景广阔，耦合高碳产业脱碳及新能源技术，可延长化石能源的使用时间和新能源供应的稳定性。

来源：2025年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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