CO2地质封存盖层岩体完整性和封闭能力评价研究进展

摘要

盖层岩体完整性和封闭能力研究是CO2捕集、利用与封存技术(CCUS)的研究热点之一,涉及多场耦合作用下的岩石力学响应问题,对CO2目标封存场址的筛选、CO2安全封存年限和有效封存量的估算及注入速率的控制等,均具有重要的指导意义.因此,无论在封存场址筛选阶段,还是注入封存阶段,都亟需准确评价盖层岩体的完整性和封闭能力.本文结合CCUS领域国家"973"项目、"863"项目研究成果、企业CCUS示范工程实践及国内外相关研究进展,介绍了CCUS盖层完整性和封闭能力评价方面的研究现状.首先,从盖层长期、安全封存CO2的角度,明确了CCUS盖层完整性和封闭能力的内涵.从工程地质力学角度,分析了超临界CO2注入封存过程对盖层岩体完整性和封闭能力的不良影响,并基于此提出了盖层潜在失效模式.综述了盖层岩体完整性的影响因素及其评价方法,介绍了近年来国内外CCUS盖层封闭能力的评价指标、评价方法及相关技术方面的研究进展.基于对上述研究现状的分析,指出了CCUS盖层完整性和封闭能力评价方面的前沿研究方向及潜在的工程应用潜力.