煤田地质与勘探

作者：于涛, 李希文, 杨云诗, 陈兵兵, 姬泽敏, 何畅, 蒋兰兰, 宋永臣,

关键词：CO₂封存, CCUS技术, 恩平凹陷, 咸水层, 裂缝带, 地层倾角, 注入压力,

背景自工业革命以来，CO2的过量排放加剧了温室效应，而CCUS技术成为应对这一问题的关键手段，尤其是CO2地质封存技术，具有巨大的应用潜力。目前我国已经在珠江口盆地的恩平凹陷实施了咸水层CO2封存示范工程，而恩平凹陷地层存在倾角且裂缝带分布广泛，将对CO2的运移和封存特性造成影响。方法以恩平凹陷为研究对象，通过TOUGH3软件建立了二维含裂缝带咸水层模型，分析了地层倾角、裂缝带位置及注入压力多种因素对CO2封存过程中地层压力、游离相与溶解相CO2运移分布及储层内各相态封存量随时间变化的影响。对比各储层CO2封存量差异，阐明不同因素对CO2向上迁移泄漏风险的影响机制，解析溶解相CO2封存量占比，揭示不同因素对封存安全性的决定作用。结果和结论在注入期间，裂缝带可将下储层的压力释放到上储层，从而减轻中盖层内因游离相CO2积聚导致的压力上升，100 a时，上储层内CO2封存形式比下储层更安全；在0°至2°的倾斜地层中，随着地层倾角增大，储层内游离相CO2向地层上倾方向迁移距离增大，70 a以后，CO2向上迁移泄漏的风险减小，在20~100 a时，储层内CO2封存安全性增强，尤其是对于上储层影响更加显著；在注入井水平距离50~200 m范围内，随着裂缝带与注入井之间水平距离增加，CO2向上迁移泄漏的风险降低，但100 a时，储层内CO2封存安全性减弱；在16.5~19.5 MPa注入压力范围内，随着注入压力增大，总封存量增加，但100 a时，溶解相CO2封存比例降低，封存形式趋于不稳定，当注入压力为18.0 MPa时，下储层CO2封存量占总封存量的比例最高(42.21%)，说明CO2向上迁移泄漏的风险最低；在影响CO2封存安全性的3种因素中，地层倾角主导上储层的封存安全性，裂缝带与注入井之间水平距离是影响CO2向上迁移泄漏的风险的主要因素，而注入压力则决定下储层封存安全性。研究成果将为含裂缝带咸水层CO2封存项目提供理论依据，深化对同类地质CO2封存特性的认知，助力推动CO2地质封存技术规模化应用与行业进步，为“双碳”目标落地提供支撑。

来源：2026年第1期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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