煤田地质与勘探

作者：谢泽豪, 张烈辉, 赵玉龙, 曹成, 寇祖豪, 张德平, 李金龙,

关键词：深部咸水层, 地热能, CO₂地质封存, 数值模拟, 注入方式, 注采井网, 参数优选,

目的和方法深部咸水层是理想的CO2地质封存场所，地温梯度高，蕴含着丰富的地热资源。CO2地质封存过程中，将地热能采出，对提升CO2地质封存效果，实现深部咸水层的资源协同开发具有重要意义。为此，提出深部咸水层地热能开采–碳封存协同开发方式，建立气水两相热流化耦合的数值模型，研究探讨最佳注入方式、注采井网，设计注采参数。结果和结论(1) CO2注入过程中同时采水采地热，可延缓地层压力上升，并为CO2提供更多的储集空间，增加CO2地质封存量1.65万t；(2) 可动水采出后以CO2为取热介质继续开采地热能，可多采出6.60 MJ热量，且地质封存量进一步增加3.08万t；(3) CO2注入过程中发生地球化学反应，使孔隙度增加0.0022，渗透率增大0.43×10−3 μm2，为CO2持续注入及地热能的采出创造了有利条件；(4) 间歇注入可最大程度延缓地层压力上升，是最佳的注入方式；(5) 生产井与注入井应布置于同层，构造低部位注入井数应大于生产井数；(6) 最佳注采参数为注入速度10 000 m3/d、注采比0.8、周期注入时间3个月、周期注采时间比1.0。碳封存协同地热开发新方式为深部咸水层CO2地质封存提供了新思路，对助力“双碳”目标，推动资源高效协同开发具有参考意义。

来源：2026年第1期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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