煤田地质与勘探

作者：胡晨林, 董成, 桑树勋, 唐勇, 李鑫, 张斌, 赵凌峰,

关键词：碳中和, CO₂地质封存, 碳封存模型, 模型体系, 智慧化, 一体化,

背景应对全球气候变化、实现碳中和目标的紧迫需求，正推动CO2地质封存技术向规模化、安全化与智能化方向发展。封存过程涉及多物理场耦合，其工程可行性与长期安全性高度依赖数值模型对地下复杂过程的精确刻画。因此，构建覆盖“注入–运移–封存–监测”全流程、适应多类封存地质体的模型体系，成为支撑该技术走向工程应用的关键基础。进展系统阐述了CO2地质封存中的6类核心模型，包括多相流模型、垂直集成模型、反应运输模型、深度学习模型、羽流模型及地质力学模型，并基于国际典型封存项目的实践验证，构建了以“储层特征–算法选取–监测需求”协同为核心的普适性建模方法体系。研究表明，在注入阶段，采用傅里叶算法耦合多相流模型可有效优化关键参数；在运移阶段，借助有限元–有限体积耦合的羽流模型能精准追踪CO2空间展布；在监测阶段，通过地质力学模型可系统评估盖层完整性与断层活化风险，从而实现全链条动态安全表征。展望面向复杂地质条件与长效安全封存需求，未来应发展以大数据和人工智能驱动为核心的智慧化建模。通过深度融合地质机理与多源监测数据，构建具备自主学习、实时同化与动态优化能力的新一代模型，以显著提升预测精度与场景适应性。该模型体系将进一步拓展至“捕集–运输–封存–利用–排放”全闭环系统，支撑碳“封存–利用”循环一体化方案的构建与智能调控，推动CO2封存从单环节模拟向全链条协同管理跨越。研究成果为CO2地质封存模型的跨场景应用提供了系统方法，并为模型体系向长效化、智能化演进指明了实现路径。

来源：2026年第1期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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