黑龙江省“深部咸水层CO2地质封存潜力和先导注入试验研究”项目日前通过专家评审,完成既定的科研任务,为该省推进碳中和处理提供了新的技术储备选项。

本次研究的二氧化碳地质封存技术,是运用工程技术手段,二氧化碳(CO2)压缩注入到地下深度800米以下具备圈闭构造的深部咸水层当中,经过水化学反应形成稳定的碳酸盐物质,从而达到有效封存的目的,这已成为当前推动温室气体减排的重要技术手段。深部咸水层具有分布范围较广、储气构造适宜性强等特点,是国内外公认实施二氧化碳地质封存的主力储存空间。黑龙江省内深部咸水层广泛分布在松嫩盆地等构造单元,是适合大规模二氧化碳地质封存的重点地区。

2023年, 黑龙江省地矿局充分发挥二氧化碳地质封存的专业技术优势,优选林甸地区,在省内首次开展了“深部咸水层CO2地质封存潜力和先导注入试验研究”项目,并进行了国内第一次“CO2-水”双管混合注入试验。项目承担单位黑龙江省生态地质调查研究院依托以往在林甸地区开展的大量详细勘查工作,根据所掌握的丰富地质资料,系统构建了研究区深部咸水层的封存适宜性评价指标体系,确定了最佳封存工程场地选址,精确提炼出储层的面积、厚度等关键参数,首次评价了林甸地区深部咸水层二氧化碳地质封存潜力。经评价,研究区深部咸水层二氧化碳有效封存量为11.5亿吨,相当于50亿棵松树10年的碳汇能力,封存潜力巨大。

在此基础上,项目组利用试验井搭建了现场先导注入平台,优化改进施工工艺流程,首次提出了水气井下混合注入的“双管”工艺,在国内率先探索尝试在砂岩地层的深部咸水层开展CO2-水溶液混合注入试验。经后期监测和分析测试证实,注入后二氧化碳发生了明显的水-岩反应过程,取得了良好的注入试验效果,达到了预期工作目标。项目组还进一步研发了二氧化碳注入的多要素耦合模拟软件,开展了百万吨级二氧化碳注入和运移能力的数值模拟评价,为未来开展规模化的工程注入示范奠定了重要的理论技术研究基础。

此次咸水层二氧化碳地质封存试验的成功,为黑龙江省未来建设和完善碳中和CCUS产业链条提供了关键的技术储备,为大庆及周边地区的碳源封存提供了有力的科学支撑。项目负责人马永法表示,下一步,黑龙江省地矿局将统筹谋划部署,持续丰富完善二氧化碳地质封存的全流程技术理论,更好地服务规模化示范工程建设,为黑龙江省规划和实现“双碳”目标提供地质支撑,贡献地质力量。