深部咸水层埋存潜力评价方法

基于CO2储存在咸水层中的捕获机制，前人建立了各种评价CO2咸水层埋存潜力的方法，但因CO2溶解和运移过程中不同捕获机制间的相互作用，使评价结果存在较大的不确定性。目前，CO2咸水层埋存潜力评价还没有形成统一的方法。已发表的文献中主要评价方法有金字塔估算法、容积法、溶解度法、埋存机制法、容量系数法等，不同的评价方法在各种参数取值上所考虑的影响因素范围及程度都不一样，且各有优缺点（臧雅琼等，2012）。

加拿大和北欧一些国家在评价地下CO2埋存量时，应用了与资源能源评价相类似的方法，提出了CO2埋存容量金字塔估算方法，可以估算理论储存容量、有效储存容量、实际储存容量（Bachu et al，2007）。金字塔估算法是在地质构造捕获的基础上建立的，因这种捕获方式不依赖于时间尺度，在注入初期是CO2储存的主要方式。故根据构造捕获机理初步估算CO2储存容量。在估计有效储存容量时，储存系数是视储存方式而估计的，存在主观不确定性。估计实际储存容量时，波及系数及孔隙最低含水率均需要通过数值模拟或野外试验的方法获得。

容积法选取的参数较少且参数比较容易获取，参数的取值准确性也较高，计算简单方便，但由于深部咸水层CO2埋存涉及的化学过程较为复杂，若考虑因素少，会对储存容量评价结果有一定的影响。

溶解度法所选取的参数也较少且容易获得，但该方法得到的是能够溶于咸水层中最大的CO2量，对于评价储层区的理论储量有一定的适用性。但需要注意的是，在实际情况下由于经济、技术、原位储层条件及相关法律政策等的限制，使得理论埋存能力不能完全实现。

埋存机制法是在容积法和溶解度法的基础上建立的，是两者的综合。理论上，此方法相对于其他方法来讲是比较严谨的一种计算方法。但由于此方法包含参数众多，且各参数的影响因素广泛，如CO2的密度、地层水密度、CO2在地层水中的溶解度等参数均与所处地层条件有关，岩性的均一性对孔隙度影响较大，这对CO2埋存容量估计的准确性有所影响。

容量系数法是在CO2埋存机制的基础上建立的，包含了埋存过程中各种可能影响储存容量的因素，理论上此方法的计算结果准确性最高，但由于其计算公式中涉及很多参数，且大多数参数难以获得，至今没有人能对一个具体的深部咸水层给出确定的容量系数值。采用容量系数法进行埋存潜力评估时，容量系数取值不一致，对同一个评价区域的埋存容量的计算结果差距显著。

鉴于以上分析，结合我国深部咸水层现有的资料，认为我国深部咸水层CO2埋存容量采用埋存机制法较为合理（李琴等，2011）。在实际中，自由气捕获最终会转化为溶解埋存，由于CO2矿物捕获需要漫长的地质时间，且矿物捕获是在溶解的基础上发生的，故可以将盐水层CO2埋存潜力简化为残余气捕获量与溶解捕获量之和。