二氧化碳地質(zhì)利用與封存的風(fēng)險管理

目錄
第1章 二氧化碳地質(zhì)利用與封存概述 1
1.1 全球氣候變暖及溫室氣體減排 2
1.2 二氧化碳地質(zhì)利用與封存技術(shù)的分類 9
1.2.1 二氧化碳強化石油開采 9
1.2.2 二氧化碳強化深部咸水開采 10
1.2.3 二氧化碳增強地熱系統(tǒng) 10
1.2.4 二氧化碳地浸采鈾 11
1.2.5 二氧化碳驅(qū)替煤層氣 11
1.2.6 二氧化碳增強頁巖氣開采 12
1.2.7 二氧化碳強化天然氣開采 12
1.3 二氧化碳地質(zhì)利用與封存技術(shù)的發(fā)展歷程 13
1.3.1 CO2-EOR技術(shù)發(fā)展歷程 13
1.3.2 二氧化碳咸水層封存及CO2-EWR技術(shù)發(fā)展歷程 14
1.3.3 CO2-EGS技術(shù)發(fā)展歷程 15
1.3.4 CO2-EUL技術(shù)發(fā)展歷程 16
1.3.5 二氧化碳強化采氣技術(shù)的發(fā)展歷程 16
1.4 二氧化碳地質(zhì)利用與封存對溫室氣體減排的意義 18
第2章 二氧化碳地質(zhì)利用與封存的工程地質(zhì)風(fēng)險 21
2.1 二氧化碳注入導(dǎo)致地表變形風(fēng)險 22
2.2 二氧化碳注入導(dǎo)致地下裂隙生成及斷層擴展風(fēng)險 25
2.3 二氧化碳注入導(dǎo)致微震風(fēng)險 26
2.3.1 加拿大Weyburn油田誘發(fā)微震 28
2.3.2 美國Decatur項目誘發(fā)微震 29
2.3.3 美國得克薩斯州Cogdell油田微震 29
2.3.4 阿爾及利亞In Salah項目誘發(fā)微震 30
第3章 二氧化碳地質(zhì)利用與封存引發(fā)二氧化碳及咸水泄漏風(fēng)險 33
3.1 二氧化碳通過蓋層泄漏風(fēng)險 35
3.2 二氧化碳及咸水通過斷層泄漏風(fēng)險 36
3.3 二氧化碳及咸水通過注入井或廢棄油氣井泄漏風(fēng)險 40
3.4 二氧化碳及咸水泄漏環(huán)境污染風(fēng)險 42
3.4.1 二氧化碳泄漏對大氣及人體健康的影響 43
3.4.2 二氧化碳泄漏對植物的影響 44
3.4.3 二氧化碳泄漏對土壤及土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響 45
3.4.4 二氧化碳及咸水泄漏對地下水的影響 46
第4章 二氧化碳對巖石和地下井的化學(xué)腐蝕風(fēng)險 49
4.1 二氧化碳對儲層巖石及蓋巖的腐蝕 50
4.2 二氧化碳對地下井的腐蝕 53
4.2.1 二氧化碳對固井水泥石的腐蝕 53
4.2.2 二氧化碳對鋼套管的腐蝕 57
4.2.3 二氧化碳腐蝕對井筒滲透率及水泥石機械強度的影響 60
第5章 二氧化碳地質(zhì)利用與封存的風(fēng)險監(jiān)測與防控 65
5.1 二氧化碳利用與封存場地的監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 66
5.2 主要監(jiān)測指標 70
5.3 二氧化碳地質(zhì)利用與封存風(fēng)險的可控性 72
5.4 二氧化碳地質(zhì)利用與封存風(fēng)險防控技術(shù) 74
5.4.1 二氧化碳儲層咸水開采減壓技術(shù) 74
5.4.2 抗二氧化碳腐蝕磷鋁酸鹽與硅酸鹽復(fù)合水泥體系開發(fā) 76
第6章 二氧化碳地質(zhì)利用與封存示范工程的風(fēng)險監(jiān)測 87
6.1 國外示范工程風(fēng)險監(jiān)測 88
6.2 國內(nèi)二氧化碳地質(zhì)封存示范工程——神華CCS工程的風(fēng)險監(jiān)測 91
6.2.1 神華集團CCS工程的風(fēng)險監(jiān)測技術(shù) 91
6.2.2 神華集團CCS工程的風(fēng)險防控 94
第7章 二氧化碳地質(zhì)利用與封存樣品分析先進技術(shù) 99
7.1 掃描電鏡及能量色散X射線譜 100
7.1.1 電子束與物質(zhì)的相互作用 100
7.1.2 掃描電鏡原理與結(jié)構(gòu) 102
7.1.3 能量色散X射線譜的原理與結(jié)構(gòu) 104
7.1.4 掃描電鏡及能量散射X射線的應(yīng)用 105
7.2 X射線衍射及X射線電子計算機斷層掃描 107
7.2.1 X射線與物質(zhì)的相互作用 108
7.2.2 粉晶X射線衍射儀原理與結(jié)構(gòu) 111
7.2.3 粉晶X射線衍射在CGUS研究中的應(yīng)用 113
7.2.4 工業(yè)X射線電子計算機斷層掃描原理與結(jié)構(gòu) 117
7.2.5 工業(yè)X射線電子計算機斷層掃描在二氧化碳地質(zhì)利用與封存研究中的應(yīng)用 119
7.3 聚焦離子束掃描電鏡 123
7.3.1 離子與物質(zhì)的相互作用 123
7.3.2 聚焦離子束掃描電鏡原理與結(jié)構(gòu) 124
7.3.3 聚焦離子束掃描電鏡在二氧化碳地質(zhì)利用與封存研究中的應(yīng)用 125
7.4 電感耦合等離子質(zhì)譜 128
7.4.1 電感耦合等離子質(zhì)譜原理與結(jié)構(gòu) 129
7.4.2 電感耦合等離子質(zhì)譜在二氧化碳地質(zhì)利用與封存研究中的應(yīng)用 131
7.5 核磁共振成像 133
7.5.1 核磁共振與弛豫 133
7.5.2 核磁共振成像儀原理與結(jié)構(gòu) 136
7.5.3 核磁共振成像在二氧化碳地質(zhì)利用與封存研究中的應(yīng)用 138
參考文獻 143