武汉岩土所提出二氧化碳驱水场地隐伏断层演化评估模型
针对传统二氧化碳地质封存（CCS）工程所面临的成本高、封存量受限、储层压力管理困难等一系列问题，以及中国煤炭资源丰富地区因开展煤化工所面临的水资源短缺的矛盾，中国科学院武汉岩土力学研究所李琦团队提出了二氧化碳驱替采水（CO2-EWR）的二氧化碳利用技术路线和评价模型。该技术路线被写入了《中美元首气候变化联合声明》和《第三次气候变化国家评估报告》特别报告中，报告已对CO2-EWR的技术和经济可行性进行了充分论证，但尚缺乏关于场地稳定性的研究。
断层横向导通时不同注采比下的断层滑移值
断层横向封闭时不同注采比下的断层滑移值
据此，李琦团队对CO2-EWR某工程中的隐伏断层演化特征进行了系统地模型分析和数值模拟研究，提出了二氧化碳地质封存与利用场地隐伏断层稳定性评价方法，开发出了二氧化碳地质封存与利用场地隐伏断层安全调控技术。研究发现，断层的横向导通性对CO2-EWR的工程效果存在至关重要的作用：当断层横向导通性好（断层核不太发育）时，流体的同时注采会给断层的稳定性控制带来有利影响，甚至可以通过合理地调整注采比使断层处于几乎不滑移的状态，此外，最优注采比还会受到注采井到断层距离等的影响；断层封闭时，由于其两侧没有水力联系，流体的同时注采可能会对断层的稳定性造成不利影响，此时调整注采比不再能够有效提高断层的稳定性，相反，可能会加剧断层滑移。研究者认为，工程实施过程中必须结合隐伏断层的影响对CO2-EWR的稳定性做充分评估，并根据断层的发育程度对施工工艺做出安全合理的设计。
相关研究成果发表在Journal of Petroleum Science and Engineering和Environmental Earth Sciences上。该研究得到了国家自然科学基金、中澳二氧化碳地质封存(CAGS)项目的资助。
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项目成果
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