中澳二氧化碳地质封存研究课题——“准噶尔盆地二氧化碳地质利用与封存潜力评估及准东地区早期示范机会研究”近日召开了课题启动会。

李小春、李琦获中澳二氧化碳地质封存杰出贡献奖

  自18世纪中叶工业革命以来,因人类活动影响,全球气候正经历一次以变暖为主要特征的显著变化。进入21世纪,全球气候变化的趋势还在加剧,由气候变化导致的气温增高、极端天气和气候事件频发等问题也日益凸显。

   
该课题由中国地质调查局水环中心牵头承担,将在识别准噶尔盆地潜在二氧化碳地质利用与封存技术发展基础上,评估区域级潜力与适宜性;选择准东地区适宜区,通过典型场地二氧化碳强化咸水开采地质研究,评估主要咸水层水资源量及封存潜力;基于源汇匹配,提出准东地区可能的二氧化碳地质利用与封存技术早期发展机会,为该区碳捕集、利用与封存工程规划与实施提供地学支撑。

6月26日至29日,中国21世纪议程管理中心与澳大利亚地球科学局在澳大利亚珀斯成功举办中澳二氧化碳地质封存项目(China-Australia
CO2 Geological
Storage,CAGS)三期总结会暨碳捕集、利用与封存技术研讨会。来自中国地质调查局、环境规划院、清华大学、中科院武汉岩土力学所、国家能源投资集团、澳大利亚联邦科工组织、墨尔本大学、科廷大学、全球碳捕集与封存研究院、法国地质矿产调查局、挪威碳捕集与封存公司、瑞典皇家理工大学等全球知名科研院所、高校和企业的近百位专家学者参加了此次会议。

   
准噶尔盆地,这一位于新疆北部的阿尔泰山和天山之间的我国第二大内陆盆地,也同样需要面对因经济发展带来的气候变化的挑战。由于受历史发展条件制约,准噶尔盆地与我国中西部其他盆地类似,工业发展以煤电、重化工产业为主,“生态环保”的经济社会发展需求与“高投入、高消耗、高污染和低产出、低效益、低品质”传统发展方式的矛盾依然突出,产业升级与转型在一定时期内还面临较大困难。这种矛盾在新疆维吾尔自治区尤为突出,尤其是处于经济发展快速增长的准噶尔盆地准东地区。

新葡萄京娱乐场手机版,  据了解,中澳二氧化碳地质封存(China-Australia CO2 Geological
Storage,CAGS)项目是由亚太地区清洁发展和气候伙伴计划清洁利用化石能源项目所支持的双边合作项目。项目旨在共同促进两国科学发展和探索互利的地学合作,特别是在二氧化碳地质封存研究与开发、知识转移和共享、相关学科与方法的培训等方面提高中方科研能力。项目资金由澳大利亚政府资助,澳大利亚地球科学局和科技部中国21世纪议程管理中心共同管理。应邀领导与专家在听取项目负责人汇报实施方案基础上,对项目整体目标任务、研究内容与研究方案表示了肯定,并针对项目组与澳大利亚地球科学局(Geoscience
Australia),新疆准噶尔地区关心二氧化碳地质储存技术的地方政府、企业、科研院所等交流与成果应用提出了宝贵建议。

会议期间,中科院武汉岩土所岩土力学与工程国家重点实验室李小春、李琦研究员分别获得了中澳二氧化碳地质封存杰出贡献奖,中国21世纪议程管理中心汪航副主任、澳大利亚地球科学局Andrew
Barrett主管和Andrew
Feitz项目主任为获奖者颁奖。今年是CAGS国际合作的第十年,这一奖项旨在奖励CAGS前后三期项目期间作出突出贡献的科研和管理人员,共有四人获奖,另外二位获奖者是中国21世纪议程管理中心全球环境处前处长张九天博士和澳大利亚地球科学局Jessica
Gurney女士。这一奖项的获得充分肯定了武汉岩土所在二氧化碳地质封存与利用研究领域的突出成果。该所参与了CAGS全部三期项目,一共发表论文近百篇,其中国际一流期刊论文40多篇,全球范围内极大地宣传了CAGS的研究成果和品牌价值。

  2012年12月11日,经新疆维吾尔自治区人民政府批准,《新疆准东经济技术开发区总体规划》颁布实施,确立了准东经济技术开发区的定位和发展目标:成为世界级煤炭、煤电、煤化工为重点的煤炭资源综合利用产业聚集区;成为国家战略型能源开发综合改革试验区;成为国家西部地区能效经济发展示范区;成为国家级资源型地区绿色发展先导试验区;成为天山北部工业生态文明发展示范区。

  在科技部中国21世纪议程管理中心支持下,2010年以来,中国地调局水环中心参与了中澳二氧化碳地质封存第一期和第二期项目,先后开展了“二氧化碳地质封存选址方法及其指标研究”和“二氧化碳地质封存目标区级别评价与筛选方法研究”。2015年12月22日,科技部中国21世纪议程管理中心与澳大利亚地球科学局签订了第三期合作协议。本次水环中心牵头承担的该课题便是中澳第三期合作项目的组成部分。

中澳二氧化碳地质封存项目是由亚太地区清洁发展和气候伙伴计划清洁利用化石能源项目所支持的双边合作项目。项目旨在共同促进和提高中澳两国科学家在二氧化碳地质封存研究与开发、知识转移和共享、CCUS学科培育与能力建设等方面能力。项目资金由澳大利亚政府资助,科技部中国21世纪议程管理中心和澳大利亚地球科学局共同管理。

  在保证社会经济和人民生活水平提高的同时,落实绿色、生态文明发展的要求,必须探索应用新的产业技术。二氧化碳地质储存与资源化利用技术是减排二氧化碳的直接有效技术之一,受到国内外的普遍关注。该技术是指将二氧化碳注入地下,利用地下矿物或地质条件,生成或者强化有利用价值的产品,且相对于其他具有相同产品或功效的工艺可减少二氧化碳排放的过程。二氧化碳地质储存与驱油、驱气、驱热结合,可提高石油、天然气、煤层气、地热等能源采收效率;与驱替高含钾、锂的卤水结合,可提高钾、锂等稀缺矿产资源保障,又能在一定程度上控制气候变化等环境问题。另外,在砂岩型铀矿中使用二氧化碳加氧气进行地浸采铀具有低成本、低污染和高产出的技术优势,对解决我国铀能源保障具有重要意义。

  水环中心表示,将充分依托科技部中国21世纪议程管理中心与澳大利亚地球科学局(Geoscience
Australia)国际交流合作平台,积极通过国际学术会议、示范项目交流互访、青年人才短期培训、高级人才引进等国际合作方式,提升二氧化碳地质储存调查研究水平。

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  近年来,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心依托地质调查工作,对新疆维吾尔自治区境内的准噶尔盆地实施二氧化碳提高石油、天然气、煤层气采收率和强化深部咸水开采技术开展了深入研究评价,为类似盆地实现环境保护和提高能源资源保障能力的双赢探索了新思路。

  此外,为全面有效推进二氧化碳地质储存勘探井储层参数测试施工工作,准噶尔等盆地二氧化碳地质储存综合地质调查项目组还召开了二氧化碳地质储存勘探井储层参数测试施工对接会。

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  二氧化碳提高石油采收率技术是将二氧化碳注入到油藏中,利用其与原油间的物理、化学、水力学作用,实现石油增采和二氧化碳封存的工业过程。该技术已被证明是众多三次采油技术中最为有效的技术之一,未随原油排除的二氧化碳将被永久封存到油藏中。

 

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  准噶尔盆地受多期构造运动影响,油气藏具叠合盆地典型的“多源、多期、多机制、多类型”成藏特征。2009年以来,中石油新疆油田开展了准噶尔盆地二氧化碳驱油、埋存潜力评价及先导试验可行性研究,在基础研究、野外技术示范等方面取得大量实践经验。2013年6月,新疆油田工程技术公司在塔里木盆地的塔河油田实施了深度超过6000米的超深井二氧化碳提高石油采收率储存作业,创造了该技术领域国内多项记录。

  二氧化碳提高石油采收率技术可将二氧化碳注入现有油井中埋存,减少碳排放,在适宜条件下还可以增加原油产量,一举两得。据国土资源部新一轮全国油气评价成果显示,准噶尔盆地石油地质资源量40.72亿吨~80.75亿吨。按新疆油田典型区块平均提高石油采收率10.88%计算,可增采石油4.43亿吨~8.79亿吨,储存二氧化碳8.28亿吨~16.41亿吨。在众多二氧化碳地质储存技术中,因二氧化碳提高石油采收率技术经济效益显著,在盆地具有很好的应用前景。

  二氧化碳提高天然气采收率技术指注入高压二氧化碳到即将枯竭的气藏恢复地层压力,由于重力分异作用二氧化碳会向下运移,促使天然气向顶部运移并稳定地产出,从而将自然衰竭无法开采的天然气驱替出来提高天然气的采收率,同时将大量二氧化碳封存于气藏地质结构中来实现二氧化碳减排,并且有效避免了坍塌沉淀和水侵等现象的发生。准噶尔盆地陆梁隆起、中央坳陷和山前断褶带天然气田内天然气地质储存约1625.77亿立方米,可储存二氧化碳约1.56亿吨。

  二氧化碳提高煤层气采收率技术是指将二氧化碳注入深部不可开采煤层中封存起来,同时将煤层中的煤层气驱替出来加以利用的过程。该过程不仅储存了二氧化碳,实现了温室气体减排,同时开采了煤层气这种优质能源,具有双赢效果。据国土资源部新一轮全国油气评价成果显示,准噶尔盆地2000米以浅区煤层气主要分布在侏罗系八道湾组和西山窑组,地质资源量为38698.37亿立方米,可储存二氧化碳约15.97亿吨。

  二氧化碳强化深部咸水开采技术是指将二氧化碳注入深部咸水层或卤水层,驱替高附加值液体矿产资源(例如锂盐、钾盐、溴素等)或深部咸水资源,加以综合开发和利用同时实现二氧化碳长期储存的过程。该技术是传统的二氧化碳深部咸水层储存与地面咸卤水处理技术的组合。但与传统的储存相比,该技术因抽采深部地下水,一方面可增加二氧化碳储量、降低大规模二氧化碳储存风险
;同时,抽采的咸卤水进行处理,可用于解决工农业用水困难,甚至可以获得高附加值的钾、锂、溴素等矿产资源,产生显著的经济效益。由于受历史发展条件制约,新疆境内的准噶尔盆地工业发展仍以高二氧化碳排放、高耗水的煤电、重化工产业为主。真正上规模的煤化工企业,要保持正常运行,每小时必须供应上千吨淡水。以中石化“十三五”期间在新疆准东综合示范区规划建设的每年300亿立方米煤制天然气项目为例,据测算,项目投产后将年消耗水量1.75亿吨,产生1.2亿吨二氧化碳。众所周知,项目所在地准东地区水资源匮乏,计划采用“引额济乌”工程“500”水库东延管线供水。油气勘探表明,准噶尔盆地深层砂岩地层中赋存深层地下水。据测算,盆地内深部咸水层溶解机理和束缚气机理二氧化碳地质储存量可达177.59亿吨。

  社会经济的发展要求决定了新疆准噶尔盆地未来一段时期内仍会以煤电、煤化工产业为主,能源资源需求与环境生态要求的矛盾将长期存在,二氧化碳地质储存与资源化利用是一种可使二氧化碳由“上天为害”变为“入地为宝”的新技术,具有应用前景。但是,我们必须清醒的认识到,科学技术的应用具有两面性。在利用二氧化碳地质储存技术为我们带来经济环境效益的同时,也需要全面评价该技术可能产生的环境影响和安全风险,以便我们能够用更科学的技术要求来规范工程的实施,减少甚至避免产生不良影响。

 

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