地质封存中CO2泄漏的非稳态扩散数值模拟研究

针对碳捕集与封存技术中泄漏监测的难点,利用数值模拟方法研究了地质封存中CO2泄漏的非稳态扩散,以及不同的垂直风廓线形式、大气、地形等因素对非稳态扩散模拟结果的影响,探索了地质封存中CO2泄漏扩散的分布规律.研究结果表明:不同风廓线下CO2泄漏的扩散规律基本一致,仅在垂直方向上CO2的体积分数略有差异;大气层结不稳定程度越高,越有利于泄漏气体的扩散;风速越大,扩散达到稳定所需要的时间越短,稳定的CO2的体积分数越小;大气温度越高,同一高度上稳定的CO2体积分数越大,越有利于泄漏气体的垂直扩散;地表面粗糙度越大,越有利于垂直湍流波动的形成,当水平扩散减慢时,CO2达到稳定所需要的时间延长.     

碳捕获领域的发展现状和未来挑战

目前,国内外大量研究围绕如何降低CO2捕获成本展开,研究规模逐年扩大,发展势头强劲,前景广阔。特别是以膜分离法为代表的新型分离技术,在降低捕获成本上表现出了极大的潜力,是CO2捕获技术发展的重要方向之一。CO2捕获和封存是一种能稳定大气中温室气体浓度的选择方案。CO2捕获和封存是指将CO2从工业或能源相关的排放源中分离出来,输送到一个封存地点,并且长期与大气隔绝。CO2捕获过程是产     

地下咸水层封存CO_2的研究现状及展望

CO2捕获和封存技术是一项具有广泛应用前景的碳减排新技术,而地下咸水层是封存CO2最适宜的场所之一。首先介绍了地下咸水层封存CO2的基本原理;然后重点从三个方面论述了利用地下咸水层封存CO2的研究现状,包括CO2在地下咸水层中的运移规律,地下咸水层的地质条件分析与评价,以及CO2封存容量的估算三个方面;最后建议我国要进一步研究超临界CO2在地下咸水层中的渗流机理,并对具有封存潜力的地下咸水层逐步开展地质勘探与评价工作。     

超临界CO_2在地下盐水层内弥散现象的数值模拟

在超临界CO2地质封存过程中,CO2在迁移过程中溶于盐水产生密度梯度,从而在盐水层中弥散并沉降,这对于减少盖层承受压力、降低CO2的泄露风险以及提高地下CO2的封存容量具有很重要的意义。该文研究了超临界CO2注入储层多孔结构后CO2在盐水中的弥散质量随时间的变化规律,分析了CO2地质封存工程应用中的关键参数盐度、温度、压强对一定时间内单位体积盐水层中CO2弥散质量的影响。研究表明:对于渗透率以及颗粒分布状况相同的储层结构,在CO2自由区气相饱和度相同时,盐水层盐度越大,指进现象越不明显,盐水层溶解CO2的质量也越少;盐水层温度越高,指进现象越明显,但是盐水层溶解CO2的质量减小;盐水层的压强越大,指进现象越明显,盐水层溶解CO2质量越大。     

CO2的地质存储--地质学的新课题

将人类排放的CO2捕集和存储到地下或海底以与大气隔绝是缓解温室效应的重要途径,初步估计可储存至2050年累计排放量的一半.IPCC正组织编写,对该方面的研究和实践进行全面科学的总结.地质存储作为一个主要的存储方式,有存储容量大、时间长、可利用成熟技术等优点.文中简要介绍CO2地质存储所要求的地质条件及相关的科学和技术问题,列举了若干地质存储的实例,指出我国的自然条件对实施CO2地质存储有利,可首先开展相关区域性研究和CO2-EOR,CO2-ECBMR的试验.     

气藏注CO2提高采收率及封存评价方法研究进展

CO2利用与封存是CCUS的两个重要环节,其中CO2-EGR技术对于实现绿色碳减排与天然气增产的双重目标具有巨大的发展潜力。本文梳理了CO2提高天然气采收率及封存机理、CO2提高天然气采收率及封存的潜力与评价方法。结果表明：CO2提高天然气采收率机理主要为：物性差异、竞争吸附及筛滤置换作用、连续对流排驱作用、恢复气藏压力与抑制水侵作用以及储层溶蚀改造作用;CO2气藏封存机理包括构造封存、残余气封存、溶解封存以及矿化封存;CO2提高天然气采收率评价方法有数值模拟评价、理论评价、物理实验评价;气藏CO2封存评价方法为包括有效容积法、物质平衡法、数值模拟评价、理论评价等;尽管CO2提高天然气藏采收率及封存评价方法已初步建立,但适用范围仍较小,需要结合我国天然气藏地质特征进一步完善,提高封存评价准确性。     

江苏省煤基CO_2捕集与地质储存重点实验室

正江苏省煤基CO2捕集与地质储存重点实验室是2010年依托中国矿业大学建设,实验室学术委员会主任为岑可法院士,实验室主任为刘炯天院士。实验室围绕燃煤CO2的分离提纯以及CO2在地质环境储存的重大地质科学与工程技术问题.开展CO2捕集材料、CO2-ECBM理论与技术、CO2封存环境模拟与评价及CO2处置环境监测等方而的研兄现拥有面积近3000平米研只场所.配备有ISO GCMS     

柴达木盆地CO2深部盐水层地质封存模拟实验

结合柴达木盆地地质情况,设计了二维模型实验装置平台,模拟深部盐水层CO2注入过程的运移特点,分析对盖岩层的影响规律,并对CO2盐水层储量进行评估,最后对CO2深部地质封存物理模型实验装置的效果及相关问题给出评价和建议.     

挑战全球气候变化——二氧化碳捕集与封存

全球极端气候事件频发,全球气候变暖日益显著,已成为各国政府和公众关注的焦点问题.减少二氧化碳(CO2)等温室气体的排放,对于应对全球气候变化十分必要、非常迫切.在人类活动排放的CO2中,火电厂是最大的集中排放源.同样,火力发电行业也是我国CO2的主要排放源,将是未来减排CO2的主要对象.本文对可实现火力发电过程大规模减排的CO2捕集与封存技术进行了综述,包括主要的技术原理、工艺路线等内容,还涉及了其中的一些关键问题,如不同捕集技术的优缺点、封存技术的可靠性等.     

CCS，CCUS，CCRS，CMC系统集成

二氧化碳捕集—封存、生产生活中的节能减排和可再生能源的开发是实施低碳经济的三个核心举措。近年来提出的碳捕集—利用—封存和碳捕集—再利用—封存是更为积极的CO2减排应对策略。人类在未来必须要把宝贵的碳元素同时作为资源和能源载体循环利用,进行全程管理。     

温室气体变化数值模拟试验中全球降水和温度变化的迟滞效应

利用耦合气候模式(GFDL-CM2.1)研究变动气候背景下全球平均降水和温度的变化。不同情景CO2 强迫试验表明, 降水变化存在明显的迟滞效应。全球平均降水与地表温度的变化存在显著的线性关系, 但是降水同时也受到CO2 浓度的直接影响。在CO2 增加又恢复的试验中, 降水变化滞后于地表温度变化, 出现降水 “迟滞效应”。在CO2 增加过程中, 温室效应增强会立即导致大气长波吸收增强, 大气获得的净辐射能量增加, 为维持大气能量收支平衡, 地面向上潜热通量受到抑制, 形成CO2 增加对降水的抑制效应。随之而来的温度上升则主要引起大气层顶出射长波辐射以及大气对地表的长波回辐射增加, 大气净辐射能量减少, 地面潜热通量增加, 从而引起降水的增加。在CO2 减少过程中, 情况正好相反, 温室效应减弱会增加降水, 而温度降低会减少降水。温度和CO2 对降水的不同影响决定了降水的迟滞效应。     

CO2驱采油技术研究与应用现状

 CO₂温室气体使全球气候变暖,温度幅度已经超出了其本身自然变动的范围,对人类的生存和社会经济的发展构成了严重威胁。CO₂的地质处置最有效的方式就是注入油气田,不但封存了CO₂,而且还可提高油气田的采收率,国外注CO₂驱提高原油采收率技术已在低渗透油藏中得到了广泛应用。针对中国低渗透油藏自然产能低、地层能量不足、地层压力下降快等引起采收率低的现状,在分析CO₂混相和非混相驱提高采收率机制的基础上,系统整理和归纳了CO₂驱油技术中混相驱和非混相驱两种作用方式的研究现状。通过国内外低渗透油藏注CO₂驱提高采收率应用情况分析指出,CO₂作为一种有效的驱油剂,CO₂驱能得到明显的增油降水和提高采收率的效果,总结了目前需要解决的主要问题,提出应积极开展注CO₂驱油技术的研究和现场试验的建议,并对CO₂驱油技术的发展前景进行了展望。     

Increase in observed net carbon dioxide uptake by land and oceans during the past 50 years

One of the greatest sources of uncertainty for future climate predictions is the response of the global carbon cycle to climate change. Although approximately one-half of total CO(2) emissions is at present taken up by combined land and ocean carbon reservoirs, models predict a decline in future carbon uptake by these reservoirs, resulting in a positive carbon-climate feedback. Several recent studies suggest that rates of carbon uptake by the land and ocean have remained constant or declined in recent decades. Other work, however, has called into question the reported decline. Here we use global-scale atmospheric CO(2) measurements, CO(2) emission inventories and their full range of uncertainties to calculate changes in global CO(2) sources and sinks during the past 50 years. Our mass balance analysis shows that net global carbon uptake has increased significantly by about 0.05 billion tonnes of carbon per year and that global carbon uptake doubled, from 2.4?±?0.8 to 5.0?±?0.9 billion tonnes per year, between 1960 and 2010. Therefore, it is very unlikely that both land and ocean carbon sinks have decreased on a global scale. Since 1959, approximately 350 billion tonnes of carbon have been emitted by humans to the atmosphere, of which about 55 per cent has moved into the land and oceans. Thus, identifying the mechanisms and locations responsible for increasing global carbon uptake remains a critical challenge in constraining the modern global carbon budget and predicting future carbon-climate interactions.     

HEGF中CO气体生成及扩散模拟研究

针对低渗透油气田在高能气体压裂增产措施中CO气体中毒事件,对CO气体生成进行了深入的研究.研究表明HEGF配方本身是产生CO的直接因素.同时,运用物理模拟和数学模拟方法建立了CO大气扩散模型,并考察了井深、气油比、气体泄放速率、大气稳定度等主要因素对CO气体扩散的影响.该研究为建立监控系统提供了基础技术依据,同时对高能气体压裂安全生产具有重要的指导意义.     

CO2减排情景下中国能源发展若干问题

全球应对气候变化对中国社会经济发展带来越来越大的压力。按中国目前大力推进节能和优化能源结构的战略,到2020年能源消费和相应CO2排放仍会有较快增长,其后尽管增长速度放缓,但2050年前尚不能实现CO2排放的零增长。如果采取强力措施力图到2030年左右实现CO2排放零增长,并考虑改善国家能源安全,降低石油供应的对外依存度,除超常规发展低碳能源供应技术外,尚需大力发展与清洁煤发电相结合的碳埋存技术和煤基液态燃料,但这将降低能源系统的效率并导致能源总需求量的上升,同时也会大幅提高能源供应系统的成本。面对日益紧迫的全球减排温室气体形势,中国需要对外努力争取合理的碳排放空间,对内则应积极应对,大力推进能源领域的技术创新,尽快形成核能、风能、生物质发电和纤维素乙醇等低碳能源技术的大规模产业化的体系,为全球减缓温室气体排放做出积极贡献。     

Global warming preceded by increasing carbon dioxide concentrations during the last deglaciation

The covariation of carbon dioxide (CO(2)) concentration and temperature in Antarctic ice-core records suggests a close link between CO(2) and climate during the Pleistocene ice ages. The role and relative importance of CO(2) in producing these climate changes remains unclear, however, in part because the ice-core deuterium record reflects local rather than global temperature. Here we construct a record of global surface temperature from 80 proxy records and show that temperature is correlated with and generally lags CO(2) during the last (that is, the most recent) deglaciation. Differences between the respective temperature changes of the Northern Hemisphere and Southern Hemisphere parallel variations in the strength of the Atlantic meridional overturning circulation recorded in marine sediments. These observations, together with transient global climate model simulations, support the conclusion that an antiphased hemispheric temperature response to ocean circulation changes superimposed on globally in-phase warming driven by increasing CO(2) concentrations is an explanation for much of the temperature change at the end of the most recent ice age.     

二氧化碳驱油的地震资料特征研究

二氧化碳驱油作为三次采油的重要技术手段,提高采收率效果明显,具有重要的环保降排价值。但在二氧化碳驱油过程中,部分层位二氧化碳过早突破,一方面严重降低气驱的波及效率,另一方面油井气窜后,二氧化碳将对油井举升系统、地面工艺设备乃至井场环境造成严重影响等问题。常规的注采及油气水性质监测方法,仅能简单地监测二氧化碳驱油的效果和二氧化碳采出情况,驱油过程的精细监测成为薄弱环节,制约着二氧化碳驱油的进一步发展。二氧化碳驱油前后储层的地球物理性质发生的变化能在地震资料上表现出差异性。为此,从二氧化碳驱油前后地震正演模拟、敏感属性分析和时移地震差异等方面进行分析,为开展基于地震资料的二氧化碳驱油精细监测提供了依据。     

Dual modes of the carbon cycle since the Last Glacial Maximum

The most conspicuous feature of the record of past climate contained in polar ice is the rapid warming which occurs after long intervals of gradual cooling. During the last four transitions from glacial to interglacial conditions, over which such abrupt warmings occur, ice records indicate that the CO2 concentration of the atmosphere increased by roughly 80 to 100 parts per million by volume. But the causes of the atmospheric CO2 concentration increases are unclear. Here we present the stable-carbon-isotope composition (delta 13 CO2) of CO2 extracted from air trapped in ice at Taylor Dome, Antarctica, from the Last Glacial Maximum to the onset of Holocene times. The global carbon cycle is shown to have operated in two distinct primary modes on the timescale of thousands of years, one when climate was changing relatively slowly and another when warming was rapid, each with a characteristic average stable-carbon-isotope composition of the net CO2 exchanged by the atmosphere with the land and oceans. delta 13 CO2 increased between 16.5 and 9 thousand years ago by slightly more than would be estimated to be caused by the physical effects of a 5 degrees C rise in global average sea surface temperature driving a CO2 efflux from the ocean, but our data do not allow specific causes to be constrained.     

Preliminary regional estimation of carbon sink flux by carbonate rock corrosion: A case study of the Pearl River Basin

The formation of carbonate rocks has had a dramatic sink effect on atmospheric CO2 throughout geological time.The wide global distribution of carbonate rocks and their strong sensitivity to climate change mean that carbonate rock corrosion consuming air/soil CO2 can play an important role in the global carbon cycle.The carbon sink accounts for 12.00%-35.29% of the missing carbon in the global carbon cycle.Using the Pearl River Basin as a case study,we analyzed comprehensively the factors impacting karstific...     

碳捕获与封存技术专利分析

碳捕获与封存（CCS）是在不需要降低化石燃料使用量的情况下,减少温室气体排入大气的一种手段。为了达到这种效果,必须使用技术从排放气体中分离和捕获二氧化碳,并把二氧化碳转化为甲醇等资源或者把二氧化碳封存到地质沉积物中。随着温室气体排放与气候变暖问题的加剧,国际上对CCS技术的关注日益加强,这也反映在专利申请的发展趋势上。利用Thomson Data Analyzer分析工具和Aureka分析平台对Derwent Innovations Index（DII）专利文献进行分析,表明CCS专利主要涉及化学、工程、仪器、能源与燃料、高分子科学等学科领域。CCS技术经历了起步阶段、波动增长阶段和快速增长阶段。DII收录的CCS专利主要来自日本、美国、德国、中国、法国等。各国研究的重点有所不同,德国用催化剂从废气等中脱除氮氧化物的比例比其他国家高,法国通过液化或固化分离气体的比例较高,荷兰一般化合碳方面所占比例高。最近3Af-加拿大、中国、韩国申请专利的数量增长速度最快,表明这些国家近期在该技术领域创新比较活跃。对CCS技术的关注在今后一段时间内将持续上升,我国需继续支持该领域的研发创新工作。