2022年二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价编图方法研究报告二修稿.docx

《2022年二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价编图方法研究报告二修稿.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价编图方法研究报告二修稿.docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品学习资源二氧化碳地质储存潜力与相宜性评判编图方法讨论范基姣，张森琦，金晓琳，郑宝锋，贾小丰，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）摘要： 借鉴国外 CO2 地质储存潜力与相宜性调查评判工作程序，将我国CO2 地质储存潜力与相宜性评判工作划分为五个阶段；影响盆地评判阶段二氧化碳地质储存相宜性的因素许多，本文分别从盆地本身物理条件、数据源和资源潜力条件、地壳稳固性条件、温度条件以及经济相宜性五个不同的影响方面形成单因子图，此五类单因子图件的编图基础为中国1 500 万地质图，利用图层属性的加权运算、叠加的成图方法，综合单因子图件形成我国二氧化碳地质储

2、存远景区划图件；关键词： CO 2；二氧化碳地质储存；潜力与相宜性；单因子中图分类号： X 701.7文献标识码： A文章编号：欢迎下载精品学习资源二氧化碳地质储存场所多种多样，主要有沉积盆地内的深部咸水含水层、开采中或已废弃的油气田和因技术缘由或经济缘由而弃采的煤层；此外，仍有大的空洞、开采过的大地窖、盐丘、废弃的矿藏以及玄武岩、油页岩等1 3；二氧化碳地质储存是一个复杂的系统工程， 涉及到社会、经济、环境、安全、公众意识等诸多因素；由于二氧化碳地质储存以沉积盆地为对象，以储盖层质量为根本，以安全性为关注焦 点，而中国沉积盆地数目多，条件各异，因此需要进行二氧化碳地质储存相宜性评判；目前，二

3、氧化碳地质储存技术的进展使盆地级宏观尺度下的二氧化碳地质储存相宜性评判已成为讨论热点，二氧化碳地质储存的潜力及相宜度也是世界各级政府迫切需要明白和把握的科学数据；由于二氧化碳地质储存潜力与相宜性评判成图的最终目的为政府决策服务；因此，社会需求和科技进展需要开展二氧化碳地质储存潜力与适收稿日期 ：2021-08-13 ；修订日期 ：2021-10-25基金工程 ：中国地质调查局大调查工程水2021 矿评03-08-01 ）资助作者简介 ：范基姣 1979- ），女，工程师，硕士，从事水文地质、工程地质、环境地质应用讨论工作；E-mail ： fanjijiao宜性评判编图方法讨论；1 我国二氧化

4、碳地质储存潜力与相宜性评判讨论阶段划分借鉴国外 CO2 地质储存潜力与相宜性调查评判工作程序，在充分考虑到我国复杂的地质背景、 CO 2 地质储存讨论现状等因素的基础上，提出了我国CO 2 地质储存地质工作是一个分阶段、循序渐进式的专业技术工作；进而将我国CO 2 地质储存潜力与相宜性评判工作划分为五个阶段：第一阶段为国家级潜力评判阶段；其次阶段为盆地级潜力评判阶段；第三阶段为目标区级潜力评判阶段；第四阶段为场地级评判阶段；第五阶段为灌注、监测运行期评判阶段；按评判精度、由低到高，依次分称 CO2 地质储存潜力与相宜性评判 E、D 、C、B 、A 级；如表 1 所示；2 编图层次与种类二氧化碳

5、地质储存成果图件编制包括以下三个层次：全国 1 500 万 CO2 地质储存潜力与相宜性评判图：该图是国家级CO 2 地质储存潜力和相宜性评判结果的反映；一方面表达全国CO2 地质储存猜测潜力；另一方面从宏观的角度对各沉积盆地CO 2 地质储存条件进行综合评级与排序；根本目的是为国家CO2 地质储存圈定一批目标盆地；欢迎下载精品学习资源表 1 中国 CO2 地质储存潜力与相宜性评判地质工作阶段划分及各阶段工作的目的与任务Table1 work phases of potential and suitability assessment of CO 2 geological storage in

6、 China方 法工作阶讨论对象等段级国家级潜力评全国陆域， 以单个盆地E价为单元盆地级以盆地一级潜力评构造单元为D价讨论对象目标区级潜力评判盆地圈闭级构造单元C潜力/ 储量评判综合评判潜力/储任 务目的、任务量级别欢迎下载精品学习资源预 测 潜力推 定 潜以单个沉积盆地为单元，猜测整个盆地CO2 地质储存潜力；对全国盆地层进行CO2 地质储存相宜性评判，剔除部分不相宜CO 2 地质储存的沉积盆地，挑选出可供下一阶段连续讨论的相宜CO2 地质储存的沉积盆地；以盆地一级构造单元为讨论对象，运算各盆地一级 构造单元 D 级推定潜力；对各盆地一级构造单元进以单个盆地为单元进行相宜性评判，对盆地进行排

7、序，剔除部分盆地，挑选出相宜的盆地；以盆地一级构造单元 为单元，进行相宜性评判，评判出盆地中资料搜集、遥感 解 译 、 野 外 调研、综合讨论；资料搜集、遥感 解 译 、 野 外 调欢迎下载精品学习资源力行 CO2 地质储存相宜性评判，比选出CO2 地质储存远景区，为宏观 CO2 地质储存地挑选供应依据；CO2地 质 储 存 远 景区；研、综合讨论；欢迎下载精品学习资源场地级储存场地B评判控 制 潜力基础储存量以圈闭为讨论对象，通过圈闭CO2 地质储存相宜性评判，优选出 CO2 地质储存目标靶区，运算目标靶区 C 级掌握潜力，为国家 CO2 地质储存供应一批目标靶区；依据 CO2 地质储存场地

8、选址标准，充分考虑业想法见，进一步挑选出正确CO2 地质储存场地；通过场地综合地质调查、地震地球物理勘探、钻探与灌注 试验、动态监测、室内物理模拟与数值模拟，查明场地 CO2 地质储存地质条件，运算场地B 级基础储制定 CO2 地质储存目标靶区挑选标准，在 圈闭内，比选出CO2地质储存目标靶区；开展 CO2 地质储存场地勘查，对场地作出 勘查评估，指导CO2灌注工程的设计；资料搜集、遥感 解 译 、 野 外 调研、综合讨论；遥感、地质、物 探 、 化 探 、 钻探、样品采集、 灌注试验、数值模拟等方法和手欢迎下载精品学习资源灌注级评判进入 CO2 灌注工程的场A地工程储存量存量，制定合理的 C

9、O 2 灌注方案，为CO2 灌注工程施工图设计供应依据；在场地级基础储存量评判阶段的基础上，且实现了 由灌注试验转化为工程性实际灌注，并历经了较长 的 CO2 灌注监测时间 年以上），灌注量日趋稳固， CO2 扩散晕在储层内不断有效地扩展，且没有显现 CO2 逃逸、诱发地震等环境、安全问题时，通过拟合、改进的数值模型而得出的场地级工程储存量；开展 CO2 灌注工程的监测，依据灌注工程 的运行状况，对灌注 场地 CO2 灌注量及场地风险进行评估；段；遥感、地质、物 探 、 化 探 、 钻探、样品采集、 灌注试验、数值 模拟、试验室物 理模拟等各种勘 查方法和手段；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品

10、学习资源该图涵盖全国陆域沉积盆地，以单个沉积盆地为单元，通过资料搜集、遥感解译、野外地质路线穿越、综合讨论，通过沉积盆地CO 2 地质储存相宜性评判，对沉积盆地进行排序，剔除部分不相宜 CO 2 地质储存的沉积盆地，挑选出相宜的盆地进入下一阶段讨论；全国 1 500 万 CO 2 地质储存潜力与相宜性评判图由层次分析法、GIS 环境下逐层叠加法和综合指数法产生；包括基础性图件、评判性图件 和结果性图件；CO2 地 质 储 存 成 果 图 集 以 下 简 称 “图集 ”）：由如干个以沉积盆地为编图单元的图册组成，每个沉积盆地为一“册 ”，最终集结成34集；图集由沉积盆地CO 2 地质储存基础地质

11、条件 分析开头，经盆地一级构造单元CO2 地质储存相宜性评判，圈定出CO 2 地质储存远景区过渡， 该处设置远景区为一级构造单元中存在的区域储层和盖层匹配的空间展布概念，作为资料不足以达到圈闭精度的盆地评判标准）；进入圈闭评价，核心是对挑选出的目标靶区进行精细刻画， 最终达到为我国CO2 地质储存供应一批目标靶区的目的；CO 2 地质储存成果图集是盆地级CO 2 地质储存潜力评判成果的全面反映，由盆地级潜力评判D 级）和目标区级潜力评判C 级）两个讨论阶段产生的图件组成，是本次编图工作的重中之重； CO2 地质储存示范工程成果图册：是示范工程成果的全面反映；图册由场地级综合遥感解译、综合地质调

12、查调查、地球物理勘查、钻探与CO 2 灌注试验、样品测试试验、运算机模拟、监测、 B 级基础储存量评判等等成果图件组成；示范工程成果图册既是实物成果的纸介质表达，又带有工程档案的性质；3 全国 1 500 万 CO2 地质储存成果图系编图方法影响盆地二氧化碳地质储存相宜性的因素许多，分别从从盆地本身物理条件、数据源和资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源潜力、地壳稳固性、温度条件以及经济相宜性五个不同的影响方面分别出图，最终综合考虑，形成我国二氧化碳远景区划图件；此五类图件的编图基础为中国 1500 万地质图；中国 CO2 地质储存沉积盆地分布图：该图重点反映和表达三个评判指标：盆地面积

13、、沉积厚度和盆地类型 表 2）；盆地面积：是沉积盆地边界在水平面上的投影，一旦盆地被圈边，便可在GIS 软件环境下拓扑而得，单位为km2 ；在图层上， “盆地面积 ” 即盆地边界线，用闭合线表示，并形成“面元 ”；图形输出时用颜色和数值km 2）表达；沉积厚度：由沉积盆地基底埋藏等深线表示；盆地的沉积厚度越深，可能存在的储层和盖层组合就越多，就可能存在更多的储存二氧化碳的空间；但是考虑国际上目前钻探一般可达深度为 3500M ，即，在考虑经济条件的情形下，将其列为较相宜；欢迎下载精品学习资源表 2 中国沉积盆地分布图表达内容和指标分级表Table 2 content of distributi

14、on of sedimentary basins map in China and index rating判定结果相宜较相宜一般较不相宜不相宜盆地面积 km 2） 5000025000 500005000 25000200 5000 200沉积厚度 m ）800 3500 3500600 800600 300 300盆地性质压性压扭性扭性张扭性张性设 色绿绿-黄过渡黄黄-红过渡红欢迎下载精品学习资源在图层上，该指标具 “面元 ”性质；在图形输出时用颜色和等深线、数值注记表达；盆地类型：考虑到中国沉积盆地绝大多数是在地质历史时期板块构造环境下形成的产物， 而盆地定型构造大都发生在板内体制下；因

15、此，目前国际流行的现代板块体制下的CO 2 地质储存沉积盆地构造类型划分方案，并不适合现今中国沉积盆地的构造类型划分；本技术要求从CO 2 地质储存逃逸角度考虑，基于现今盆地变形的动力学环境，将盆地构造类型划分为压性、压扭性、扭性、张扭性和张性五类；在图层上，该指标具“面元 ”性质；在图形输出时用颜色和代号表达； 中国 CO 2 地质储存沉积盆地讨论程度和资源潜力图：沉积盆地讨论程度由勘探程度和数据源牢靠度表达；资源潜力图在图面上表达出石油、自然气、煤和煤层气的分布及储量3,4,5 表3）；欢迎下载精品学习资源表 3 中国沉积盆地讨论程度和资源潜力图表达内容和指标评判分级表Table 3 co

16、ntent of resource potential and study degree map of sedimentary basins in Chinaand index rating判定结果相宜较相宜一般较不相宜不相宜勘探程度开发中勘探过勘探过勘探过未勘探过欢迎下载精品学习资源数据支持情形数据充分，牢靠数据较充分， 较牢靠数据一般充分，一般牢靠数据不太充分数据不充分欢迎下载精品学习资源资源潜力油气、煤规模）大较大一般大较小小欢迎下载精品学习资源设 色绿绿- 黄过渡黄黄-红过渡红欢迎下载精品学习资源勘探程度：勘探程度反映对沉积盆地的熟识程度，分为未勘探过、勘探中、开发中三个等级；在图层上

17、，该指标具“面元 ”性质；图形输出时以颜色和代号表达；数据源：图面上表达搜集到的各类钻孔；评判思路是数据越多，数据可信度越高，越适宜；钻孔类用 “点源 ”性质的符号表示，按类型如石油、自然气、地热等）、钻孔深度等主要参数进行注记；在图层上，该指标具“面元 ”性质； 在图形输出时用颜色和代号表达；资源潜力：资源潜力图在图面上表达出石油、自然气、煤和煤层气的分布位置及储量；该指标具 “面元 ”性质；图形输出时用颜色和代号表达； 中国 CO2 地质储存沉积盆地地壳稳固性图：是本工程专题讨论成果之一；该图件是评判 沉积盆地CO 2 地质储存安全性的主要依据之一， 主要由历史地震、活动断裂、地震惊峰加速

18、度、 地壳稳固性等部分组成表 12.3）；历史地震：主要由震源震级表示，在图层 上， “历史地震 ”指标具 “点元 ”性质；在图形输出时以图形和数值表达；历史地震只是作为地壳稳欢迎下载精品学习资源定性综合评判图面的一个要素；表 4 中国沉积盆地地壳稳固性图表达内容和评判指标分级表Table4 content of the Crustal stability map of sedimentary basins in China and index rating判定结果活动断裂密度 km/km 2 ）相宜0.2较相宜0.2 0.3一般0.3 0.4较不相宜0.4不相宜 0.4地震惊峰值加速度 g）

19、 0.050.05 0.10g0.100.15g0.20 0.30g 0.40g地震基本烈度设 色绿绿-黄过渡黄黄-红过渡红欢迎下载精品学习资源活动断裂分布图：由于历史地震和活动断 裂在地壳稳固性综合评判时已经得到考虑，此处 单列为一个评判指标，更多考虑的是将其作为沉 积盆地 CO 2 地质储存可的逃逸通道来评判其相宜性；该评判指标用“活动断裂密度 ”表达；断裂密度即评判单元内断裂发育长度和评判单元面积的比值，单位为km/km 2；在图层上， “活动断裂密度”指标具 “面元 ”性质；在图形输出时以颜色和数值表达；地壳动峰加速度图：直接引用国标GB18306-2001 中国地震惊参数区划图中的“

20、中国地震惊峰值加速度区划图”；评判时，按评判单元合理选取数值区间；在图层上，该指标具“面元”性质；在图形输出时以颜色和数值表达；地壳稳固性综合评判图：评判时，按评判单元合理选取数值区间；在图层上，该指标具 “面元 ”性质；在图形输出时以颜色和数值表达； 中国 CO 2 地质储存沉积盆地地热地质条件图：是本工程专题讨论成果之一；地热条件用地表温度、地温梯度和热流值定量描述；同时表达地热钻孔、温泉、已经探明和正在开采的地热田等地热资源开发利用现状；抱负状态下，沉积盆地的地热指标值越低，越有利于 CO 2 地质储存 表 5）；欢迎下载精品学习资源表 5 中国沉积盆地地热地质条件图表达内容和评判指标分

21、级表3table 5 the content of geothermal geological conditions of Sedimentary basins in China and index rating判定结果相宜较相宜一般较不相宜不相宜地表温度 ） 2 2 33 410 25 25 2地热流值 mW m）30 505070709090 150 150地温梯度 : 1107 -1110 .ZHANG H T, WEN D G, LI Y L, et al. Conditions for CO 2 geological sequestration in China and some s

22、uggestions. J. Geological Bulletin of China, 2005, 24 12 : 1101-1110. in Chinese2 李小春 , 小出仁 , 大隅多加志 . 二氧化碳地中隔离技术及其岩石力学问题J. 岩石力学与工程学报,2003 , 226 : 989 - 994 . LI X CH, Koide Hitoshi,Ohsumi Takashi. CO2aquifer storage and the related rock mechanics issuesJ. ChineseJournal ofRock Mechanics and Engineer

23、ing, 2003, 22 6 : 989-994. in Chinese3 沈平平 , 廖新维 . 二氧化碳地质埋存与提高石油采收率技术 M. 北京 : 石油工业出版社 , 2021. SHEN P P, LIAO X W, Technique of CO2 EOR and geological sequestrationM.Beijing: Petroleum Industry Press, 2021. in Chinese4 Bachu S, Adams J J. Sequestration of CO2 ingeological media in response to climate

24、 change: Capacity of deep saline aquifers to sequester CO2 in solution. Energy Conversion and Management, 2003, 4420:3151-3175.5 Oldenburg C M. Screening and ranking framework for geologic CO2 storage site selection on the basis of health, safety, and environmental riskJ. Environmental Geology, 2021

25、, 54:1687-1694.6 Bachu S, John Bradshaw, et al. Queenslandcarbon dioxidegeologicalstorage atlas M.Greenhouse gas storage solutions on behalf of queenslanddepartment of employment,economicdevelopmentand innovation,20217 Carbon sequestration atlas of the united states and canadaM. U.S department ofene

26、rgy office of fossilenergy national energy technology laboratory , 20218 李伟涛 .基于 GIS的最小生态用地提取 - 以深圳为例D. 石家庄 : 河北师范高校 , 2007. LI W T. GIS-based extraction of the SmallestEcologicalLand Asan Example of ShenzhenD. Shi Jiazhuang: HebeiNormalUniversity,2007.in Chinese欢迎下载精品学习资源Mapping compilationmethodst

27、udy of CO 2 geological storage potential and suitability assessmentFANJi-jiao, ZHANGSen-qi,ZHENG Bao-fengJINXiao-lin,Center for Hydrogeology and Environmental geology, CGS, Baoding, 071051Abstract: Draw lessons from geological investigation and assessment working procedures of foreign CO 2 storage p

28、otential and suitability ， think CO 2 geological storage potential and suitability assessment could be divided into five stages. There are many factors affect the CO 2 geological storagesuitability evaluation at basin phase, from analyzing the basinphysical conditions, data sources and potential res

29、ource, crustal stability, temperature conditions and theeconomic suitability and forming a single factor graph, respectively, the five single factor mapsare based on the 1:5000000 China geological map, using weighted calculation method of the layer properties and mapping superposition method, integrates the single factor maps and forming the long-term zoning maps geological storage of carbon dioxide. Keywords: CO2； geological storage of carbon dioxide ； potential and suitability ； single factor ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载