深部煤層封存CO_2的地質(zhì)主控因素探討

1、0前言政府間氣候變化委員會 (IPCC 在報告中明 確 指出 , 全球氣候變暖已是無可爭議的事實 1。 雖然我 國在 2005 2012年間不需承擔減排溫室氣體的義 務 , 但我國政府一直沒有停止在減排溫室氣體 、 提高 能源利用效率方面的努力 。 目前 , 我國 CO 2排放量 居世界前列 , 并仍在快速增長 ; 有資料預測 , 2020年 我國 CO 2排放量將達到 54×108t , 占整個世界排放總 量 的 16.5%, 2030年 , 將 達 到 (47.367.9 ×108t 。 因 此 , 我國面臨國際社會的壓力將越來越大 , CO 2的深 度減排已成為迫在眉

2、睫的問題 。目前 , CO 2捕獲和封存 (Carbon Dioxide Captureand Storage , 簡稱 CCS 是實現(xiàn)大規(guī)模 CO 2減排的潛在措施之一 , 其過程是 :將 CO 2從工業(yè)排放源分離出來 , 經(jīng)輸送至封存地點 , 并封存在合適的地層中 , 達 到 CO 2與大氣的長期隔絕 。 一般認為最理想的封存 場所是地下空間 , 包括含鹽水層 、 油氣田和深部不可 采煤層 。 美國能源部最近啟動了一個具有里程碑式 的大型碳封存試驗項目 2, 預計到 2012年 , 將往地下1981m 英尺深處封存 CO 2100萬 t ; 如果試驗成功 ,未來美國幾個州的碳封存能力就高達

3、 1000億 t ; 德 國政府于 2009年 3月通過了允許實施 “ CO 2捕捉和 封存 ” 的法規(guī) 3, 為今后大規(guī)模實施 CCS 技術(shù)鋪平了 道路 。 目前德國政府于波茨坦地理研究中心正在勃 蘭登堡州的克爾欽進行小規(guī)模的 CO 2地下封存試 驗 ; 此外 , 澳大利亞 、 加拿大 、 挪威 、 英國 、 法國等也在 建設(shè)和規(guī)劃較大規(guī)模的 CCS 項目 。 我國的科技部 、 中科院 、 教育部 、 發(fā)改委能源局 、 國土資源部 、 自然科深部煤層封存 CO 2的地質(zhì)主控因素探討降文萍 1, 崔永君 2(1. 煤炭科學研究總院西安院 , 陜西 西安 710054; 2. 中國神華煤制油化工

4、有限公司 , 北京 100011摘 要 :目前世界上多數(shù)國家都以 CO 2捕獲和封存作為 CO 2減排的有效措施之一 。 向深部不可采煤層中封存 CO 2能 一舉兩得 , 既可實現(xiàn) CO 2減排的目的 , 又能置換出煤層甲烷氣體 。 從實驗室研究角度出發(fā) , 分析了煤級 、 溫度 、 壓力 、 水分及氮氣對煤吸附 CH 4、 CO 2的影響 , 并結(jié)合煤層氣開發(fā)選區(qū)評價方法 , 探討了影響煤層封存 CO 2的地質(zhì)主控因 素 , 認為煤種 、 煤厚 、 煤層埋深 、 滲透率是主要控制因素 , 而地質(zhì)構(gòu)造 、 水文地質(zhì) 、 甲烷氣含量等為次一級控制因素 。 綜 合分析認為 , 我國煤層封存 CO

5、2的潛力很大 , 而華北地區(qū)是深部煤層封存 CO 2的首選地區(qū) 。 關(guān)鍵詞 :煤層氣 ; 吸附 ; 封存 ; CO 2; 地質(zhì)因素 中圖分類號 :X141; X24文獻標識碼 :A基 金 項 目 :“ 973” 國 家 重 點 基 礎(chǔ) 研 究 發(fā) 展 規(guī) 劃 項 目 課 題(2005CB221501-04 、 國 家 科 技 重 大 專 項 課 題 (2008ZX05040 資助 。作者簡介 :降文萍 (1975, 女 , 高級工程師 , 在職博士生 , 主要從事煤層氣地質(zhì)研究 。收稿日期 :2010-08-31責任編輯 :唐錦秀A Discussion on Main Geologic Co

6、ntrolling Factors of CO 2Sequestration in Deep Coal SeamsJiang Wenping 1, Cui Yongjun 2(1.Xian Branch, China Coal Research Institute, Xian, Shaanxi 710054; 2China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co. Ltd., Beijing 100011Abstract:The CO 2capture and storage (CCSas one of effective measures in carb

7、on emission reduction is widely adopted in major countries. In which, CO 2sequestration in deep unrecoverable coal seams can serve two ends:reduction of carbon emission and substitution of CBM from such coal seams. Based on laboratory studies, analyzed impacts from coal rank, temperature, pressure,

8、moisture and nitrogen on adsorption of CH 4and CO 2by coal, combined with CBM exploitation area selection assessment, discussed main geologic controlling factors of CO 2sequestration in coal seams, and finally reckoned that they are coal rank, coal thickness, buried depth and permeability, while geo

9、logical structure, hydrogeology and methane content are subordinate. The comprehensive analysis has considered that the potential of CO 2sequestration in deep coal seams in the country is quite large, while the North China area is the preferred.Keywords:coalbed methane; adsorption; sequestration; CO

10、 2; geologic factor中 國 煤 炭 地 質(zhì)COAL GEOLOGY OF CHINAVol. 22No. 11Nov . 2010第 22卷 11期 2010年 11月文章編號 :1674-1803(2010 11-0001-06第 22卷 中 國 煤 炭 地 質(zhì)學基金委等對 CCS 技術(shù)的研究和開發(fā)進行了資助 , 中石油 、 華能 、 神華 、 中石化 、 中電投 、 中聯(lián)煤層氣等 公司也在 CCS 領(lǐng)域進行了探索 , 并建立了示范工 程 。從理論上講 , 向深部不可采煤層中封存 CO 2, 不 僅可以達到 CO 2減排的目的 , 而且可置換出煤層甲 烷氣體 一種新型的潔凈

11、 、 高熱值的能源 , 該能源 也是目前我國天然氣最理想的補充能源 。 此外 , 煤層 分布區(qū)一般都與電廠臨近 , 電廠是 CO 2的主要排放 源 , 將大大降低運輸成本 , 為實施深部煤層封存 CO 2提供了便利 。 可見 , 深部煤層封存 CO 2是一項一舉 兩得的技術(shù) , 具有重要的意義 。 目前 , 全球范圍內(nèi)的 實驗項目僅有幾例 。 國外已進行了若干個煤層封存 CO 2的實驗研究 , 如美國在圣胡安盆地的一個氣田 建立了全球第一個 CO 2-ECBM 的試驗項目 , 自 1996年以來 , 已向該區(qū)煤層注入了大于 10萬 tCO 2。 加拿 大在 Alberta 正進行一項測試 EC

12、BM 產(chǎn)量的受控試 驗 , 區(qū)域性的評估項目在世界范圍內(nèi)廣泛開展 。 此 外 , 在日本和波蘭也進行了 CO 2-ECBM 實驗 。 我國 也 于 2003年 在 沁 水 盆 地 開 展 了 CO 2埋 藏 和 CO 2-ECBMR 技術(shù)的微型先導性試驗 。1煤層封存 CO 2原理煤層中之所以能封存 CO 2, 主要基于煤含有大 量的孔隙結(jié)構(gòu) , 煤表面對 CO 2氣體分子具有吸附作 用 。 煤具有吸附性是因為它具有把周圍介質(zhì)中的氣 體分子吸向表面的能力 , 即煤表面的質(zhì)點具有一定 的表面能 ; 表面能是吸附發(fā)生的根本原因 , 反映了煤 吸附作用的本質(zhì) 。 煤表面能越大 , 對氣體的吸附作用

13、越強 。 煤之所以具有表面能 , 主要有兩方面原因 :其 一 , 煤表面的碳原子不同于內(nèi)部碳原子被四周碳原 子飽和 , 而是處于一種力的不平衡狀態(tài) , 有向煤體內(nèi) 部運動的趨勢 , 即產(chǎn)生了表面能 , 當氣體靠近煤表面 時 , 氣體分子會被吸附 , 導致表面能降低 ; 其二 , 從煤 的有機結(jié)構(gòu)分析 , 由于煤結(jié)構(gòu)中含有含氧官能團 、 脂 肪族側(cè)鏈等 , 造成了煤結(jié)構(gòu)價鍵和作用力的不平衡 , 也會對靠近煤體的氣體產(chǎn)生吸附作用 。一般認為煤對 CO 2的吸附能力大約是甲烷的 2倍 , 即 2個 CO 2分子置換 1個甲烷分子 4, 也有研究 認為煤吸附 CO 2和甲烷的比例與煤的變質(zhì)程度有 關(guān)

14、5。 代夫特科技大學應用地球科學系基于實驗室 測試表明 , 在儲層壓力下 , 2個或更多的 CO 2分子可 以置換出 1個甲烷分子和 1個水分子 。 在儲層壓力 不受擾動時 , CO 2能以吸附狀態(tài)長期存在 , 儲存時間 可以達到地質(zhì)時代的尺度 , 能夠達到永久封存的目 的 。2影響 CO 2吸附量的實驗條件分析CO 2在煤中主要以吸附方式存在 , 煤級不同的 煤 , 對 CO 2吸附能力不同 。 前人已對不同煤級的煤 對甲烷的吸附量進行了大量比較 , 得出了比較一致 的結(jié)論 。 而對不同煤級的煤對 CO 2吸附試驗較少 。 我們前期曾進行了長焰煤 、 氣煤 、 焦煤和無煙煤四個 不同煤級 C

15、O 2的等溫吸附試驗 , 發(fā)現(xiàn)隨煤級增高 , 吸附量增加 , 即無煙煤 焦煤 氣煤 長焰煤 (圖 1。 此外 , 我們也采用量子化學計算方法研究了三個不 同煤級煤基對 CO 2分子的吸附勢能 , 發(fā)現(xiàn)隨著煤級 的增高 , 對 CO 2分子的吸附作用也逐漸增大 (圖 2。由上可見 , 煤級越高 , 對 CO 2的吸附能力越強 , 煤對 CO 2的吸附量越大 。CO 2除了在煤層中穩(wěn)定吸附外 , 也存在吸附與 解吸的動態(tài)平衡 。 當儲存環(huán)境發(fā)生改變時 , 吸附與解 吸的平衡遭到破壞 , CO 2有可能解吸 , 并通過裂隙擴 圖 1不同煤對 CO 2的吸附等溫線Figure 1CO 2adsorpt

16、ion isotherm of different coals圖 2不同煤級煤基對 CO 2的吸附勢能曲線Figure 2CO 2adsorption potential energycurve of different coal ranks211期 圖 3不同溫度下煤對 CO 2的吸附Figure 3CO 2adsorption of coal under different temperatures圖 4干燥和平衡水實驗條件下煤對甲烷吸附量的對比Figure 4Contrast of methane adsorption capacity under dry and balanced mo

17、isture experimental conditions煤層氣已有研究表明 , 對于任何單個煤樣 , 甲烷 的吸附量隨溫度的增加而降低 。 CO 2同 CH 4一樣 , 在 煤中吸附屬于放熱反應 , 因此溫度也是影響煤吸附CO 2氣體的重要參數(shù) 。 Ekrem Ozdemir 4通過不同煤在不同溫度下 CO 2的等溫吸附試驗 , 證明了 CO 2在 煤中的吸附也符合該結(jié)論 。 由圖 34可見 , 隨著溫度 升高 , CO 2的吸附量有所降低 。Krooss et al. 6曾報道了賓夕法尼亞州煤在 40 、60 、 80 溫度 , 壓力高達 20MPa 、 干燥和平衡水兩 種條件下的 CO

18、 2等溫吸附試驗 , 發(fā)現(xiàn)吸附量并不隨壓力簡單的單調(diào)增長 , 甚至在 810MPa 出現(xiàn)減少的 趨勢 ; 分析原因認為 , 高壓時可能會發(fā)生超臨界吸附 現(xiàn)象 , 引起過剩吸附量降低 。 和 CH 4相比 , CO 2更容 易導致過剩吸附量的等溫線出現(xiàn)峰值 。 但一般壓力 較低的情況下 , CO 2的等溫吸附試驗中都呈現(xiàn)出隨 著壓力增大 , CO 2的吸附量逐漸增大的現(xiàn)象 。通過不同煤樣在干燥及平衡水分處理后兩種情 況下 30 甲烷的等溫吸附實驗 , 比較兩種情況下吸附 量是否存在差異 。 圖 4為長焰煤和焦煤的實驗結(jié)果 ,可以看到兩種煤在干燥情況下各個壓力點的吸附量 都小于平衡水分條件下的吸附

19、量 , 各個壓力點的差異 量大致在 0.54.5cm 3/g。 Joubert et al. 7在研究水分對煤 吸附甲烷的影響時 , 發(fā)現(xiàn)在某個臨界值之前 , 甲烷的 吸附量隨水分含量的增加而減少 ; 水分含量超過臨界 值后 , 水份的增加不再影響甲烷的吸附量 。當煤中存在水分時 , 煤對 CO 2的影響很少有研 究 。 Ekrem Ozdemir 4通過試驗研究 , 發(fā)現(xiàn)水分的存 在 , 確實減少了煤對 CO 2的吸附量 ; 水分含量越高 , 煤對 CO 2的吸附量越低 (圖 5。 前期我們通過量子化學計算 , 也發(fā)現(xiàn)煤對水分子的吸附勢能遠高于甲 烷和 CO 28, 據(jù)此也可推測煤中水分的存

20、在會降低CO 2的吸附量 。由前面分析可知 , 煤中存在的水分會減少 CO 2的吸附量 。 若煤層水含量較多 , 將對封存 CO 2不利 。 由圖 6, 當煤中水分多時 , 水分搶先占據(jù)煤中吸附孔 隙 , CO 2則大部分在滲流孔隙中 , 大部分處于不穩(wěn)定 的游離狀態(tài) 。為探討煤中其它氣體對吸附 CO 2的影響 , 比較降文萍 , 等 :深部煤層封存 CO 2的地質(zhì)主控因素探討3第 22卷 中 國 煤 炭 地 質(zhì)圖 5水分對 CO 2吸附量的影響Figure 5Impact from moisture to CO 2adsorption capacity了同一煤種煤在相同實驗條件下對 CH 4

21、、 CO 2、 N 2的 單組分等溫吸附實驗和多組分吸附試驗 。 單組分實 驗表明 (圖 7, 同一煤種煤對 CO 2的吸附量要高于 CH 4、 N 2。 多組分吸附試驗表明 (圖 8, 隨著所含 CO 2的濃度比例增大 , CO 2的吸附量增大 。 吳建光等 9通 過進行 CH 4、 CO 2的吸附 解吸和 CO 2注 入 置 換 煤 層 CH 4實驗 , 認為 CO 2在競爭吸附中占據(jù)優(yōu)勢 , 注 入量和相對濃度越高 , CO 2吸附率也越高 。3影響 CO 2封存的地質(zhì)因素探討在探討影響 CO 2封存效果的因素時 , 江懷友等 10、 劉延鋒等 11、 White C M 12主要考慮了

22、煤儲層特征 的影響 。 本次將從實驗條件與宏觀地質(zhì)相結(jié)合的角 度出發(fā) , 并參考煤炭開采和煤層氣選區(qū)經(jīng)驗 , 綜合考 慮影響煤層 CO 2封存量及其穩(wěn)定性的主控地質(zhì)因 素 。褐煤 、 低變質(zhì)煙煤具有較好的割理系統(tǒng) 、 滲透性 和較高的飽和度 ; 已有吸附試驗表明 , 褐煤吸附 CO 2是 CH 4的 10倍左右 。 因此褐煤和低變質(zhì)煙煤有更 大的置換比例 , 但這些煤種往往埋深較小 , 不適合封 存 CO 2。 由前面分析可知 , 煤級越高 , 對 CO 2的吸附 能力越強 , 封存量越大 , 并且埋深越深 , 更適宜作為 封存 CO 2的目標煤層 。此外 , 煤中礦物質(zhì)越多 , 吸附的 CO

23、 2氣體量越 低 。 同時 , 灰分產(chǎn)率較高的煤割理和裂隙較少 , 被礦 物質(zhì)充填 , 減少了滲透性 , 影響了氣體產(chǎn)出速率 。 因 此 , 為了獲得較大的封存量 , 擬選在灰分產(chǎn)率較低的 煤層 。圖 6潮濕煤體吸附 CO 2示意圖Figure 6A schematic diagram of wet coal body CO 2 adsorption圖 7長焰煤和無煙煤對不同氣體的吸附等溫線Figure 7Different gases adsorption isotherms of long flame coal and anthracite 4煤層厚度對封存 CO 2非常重要 , 因為厚煤

24、層意 味著具有更大的空間 , 能儲存更多的 CO 2。 單一厚煤 層比多層薄煤層更有利 , 主要因為比較先進的封存 技術(shù)更易于在厚煤層中實行 。 但考慮到煤炭開采因 素 , 煤層單層厚度和累計厚度可在煤炭開采下限范 圍內(nèi)選擇厚度較大處作為封存目標層 。此外 , 煤層橫向分布連續(xù) , 垂向與周圍地層隔 離 ; 煤層頂板為分布廣泛的泥頁巖或含水層 , 對封存煤 層 氣 開 發(fā) 的 有 利 區(qū) 帶 埋 深 一 般 在 3001500m 。 過淺 , 煤層儲壓和氣含量低 ; 過深煤層的滲透率低 13; 此外 , 過淺的埋深 , 其含水層可能適合作 為飲用水 , 也不應作為封存 CO 2場所 。 IPC

25、C 報告 、Bachu 1, 14等指出由于滲透率隨著煤層埋深增大而減小 , 因此封存最大深度上限不應超過 13001500m ; 由于 CO 2的吸附將使煤層發(fā)生溶脹作用 , 深度上限 減小到 8001000m 。 但考慮到我國目前煤炭開發(fā)技 術(shù)及煤炭需求緊張的問題 , 封存 CO 2的煤層埋深可 因地制宜地適當加大 。IPCC 報告 、 Bachu S 1, 14等指出煤層滲透率是影 響 CO 2封存的重要因素 。 此處的滲透率指煤中裂隙(割理 系統(tǒng)的滲透率 。 煤割理是煤層滲透率的決定 因素 。 發(fā)達的裂隙系統(tǒng) , 能增強 CO 2注入速率 , 使CO 2更容易進入煤孔隙 , 如果裂隙系

26、統(tǒng)受到限制 , 則 會影響 CO 2的注入 。 但同時 , 如果儲存壓力沒有達 到飽和 , 已吸附在煤孔隙中的 CO 2解吸后也容易通過四通八達的裂隙逸散出去 。 CO 2氣體在煤裂隙中 運移示意圖見圖 9。在煤層氣開發(fā)中 , 一般選取中等滲透率的煤層 ; 滲透率過大或過小 , 均不利于煤層氣開發(fā) 。 以往現(xiàn)場試驗研究發(fā)現(xiàn)向煤層注入 CO 2過程中 , 注入速率有 降低的現(xiàn)象 ; 有的甚至降低了 99%。 但經(jīng)過一段時 間后 , 滲透率又會有所回升 。 也有實驗發(fā)現(xiàn)采用CO 2、 N 2混合氣體注入時 , 即使在滲透率很低的煤層中注入也會非常容易 , 甚至會增加煤層的絕對滲透 率和氣相有效滲透

27、率 。 因此 , 封存 CO 2推薦選擇中 等滲透率 (15mD 的煤層比較適宜 。一般來說 , 構(gòu)造越簡單 , 煤層的斷層和褶曲應盡 可能少 , 對封存 CO 2越有利 。 但也有人認為 , 開放的 裂縫系統(tǒng)對封存也很重要 , 有利于 CO 2進入更多煤 層 ; 即使 CH 4已被停止置換出來 , CO 2仍舊可以進入 裂隙和其他高滲透通道中去 。我國煤炭分布區(qū)地質(zhì)構(gòu)造基本都比較復雜 , 煤 炭開采 、 煤層氣開發(fā)一般都優(yōu)選在構(gòu)造比較簡單的 地區(qū) , 構(gòu)造復雜地區(qū)的開發(fā)規(guī)劃受現(xiàn)今技術(shù)條件的 限制而無法進行 。 因此 , 對于封存 CO 2來說 , 考慮到 其封存的長期性等綜合因素 , 構(gòu)造可

28、作為次一級的 考慮因素 , 宜選擇在煤炭開采 、 煤層氣開發(fā)短時期還 不能實施的地區(qū) 。由前面實驗室分析 , 煤中有水存在時 , 對 CO 2的吸附量會大大降低 。 當煤層中有大量水體存在時 ,圖 8長焰煤和焦煤吸附不同多組分氣體結(jié)果Figure 8Results of long flame coal and coking coal adsorption of different multicomponent gases圖 9流體在煤層交叉部分的流動Figure 9Fluid flowing in coal seam intersections(左上角 , 代表割理和煤基質(zhì) ; 右上角 , 代

29、表流體在割理中流動 、 在 煤表面瞬時平衡 、 在煤矩陣中的擴散 降文萍 , 等 :深部煤層封存 CO 2的地質(zhì)主控因素探討56 中 國 煤 炭 地 質(zhì) 第 22 卷 也 會 大 大 降 低 CO2 的 封 存 量 ， 同 時 也 會 嚴 重 影 響 此華北地區(qū)可作為我國煤層封存 CO2 的首選地區(qū)。 雖然深部煤層被認為是封存 CO2 的潛在地層， 但是目前已取得成功的案例非常少， 主要是一些技 術(shù)問題仍未得到充分的認識和解決， 例如深部煤層 的賦存規(guī)律和特征、深部煤層封存 CO2 的機理和規(guī) 律、煤層的可注入性問題、合適的注入工藝和注入方 案、CO2 在煤層中的運移模擬技術(shù)等等。 因此在深部

30、 煤層中實現(xiàn) CO2 的地質(zhì)封存仍需時日，還需要大量 的研究工作和工程示范項目來提供科學依據(jù)。 參考文獻： 1 Metz B,Davidson O,de Coninck H C,et al.Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage C/IPCC -Inergovernmental Panel on Climate Change.UK and New York ：Cambridge University Press,2005: 195-276. 2 美國欲將 100 萬噸二氧化碳封存地下 J. 節(jié)能與環(huán)保，2009 ，3 ：51.

31、3 顧 鋼 . 德 通 過 二 氧 化 碳 捕 捉 和 封 存 法 規(guī) N/OL. 科 技 日 報 ，200904 -07.:81/kjrb/html/2009 -04/07/ content_21771.htm 4 Ekrem Ozdemir ，Chemistry of the adsorption of carbon dioxide by Argonne premium coals and a model to simulate CO2 sequestration in coal seamsD.The dissertation of Doctor of Philiosophy of Uni

32、versity of Pittsburgh ，2004. 5 崔永君 , 張群 , 張泓 , 等 . 不同煤對 CH4、N2 和 CO2 單組分氣體的吸附 J. 天然氣工業(yè)，2005 （1 ）:61-65. 6 Krooss B M,van Bergen F, Gensterblum Y,et al.High -pressure methane and carbon dioxide adsorption on dry and moisture equilibrated Pennsylvanian coalsJ.Int J Coal Geol,2002,51(27:69-92. 7 Jouber

33、t J I, Grein C T, Bienstock D.Sorption of methane in moist coalJ.Fuel,1973,52 （3 ）:181. 8 降文萍，崔永君，鐘鈴文 . 煤中水分對煤吸附甲烷影響機理的理論 研究 J. 天然氣地球科學 ,2007(4:576-579. CO2 的注入效率。 因此，宜選擇水不飽和煤層或欠飽 和煤層作為封存目標層比較有利。 選 擇 煤 層 封 存 CO2 是 一 個 系 統(tǒng) 工 程 ， 應 要 參 考、綜合很多因素，水文地質(zhì)仍可以次一級參考因素 為宜。 3.7 甲烷氣含量 煤層甲烷氣含量越高的地區(qū)，必將也是 CO2 氣 含量越高

34、的地區(qū)。 因此，選擇 CH4 氣含量較高的煤 層，將會對封存有利。煤層氣開發(fā)一般要求氣含量不 低于 8m3/t ，而煤對 CO2 的吸附能力高于 甲 烷 ，因 此 煤層甲烷氣含量不是重點考慮因素， 所以可在煤層 氣開發(fā)的氣含量要求范圍之外優(yōu)選。 以 上 對 影 響 封 存 CO2 的 主 要 地 質(zhì) 因 素 進 行 了 分析。 這些因素不是完全獨立的，而是相互關(guān)聯(lián)的， 在實際工作時應多方面綜合考慮。由前面討論可知， 并不是所有的煤層都適合封存。 為了防止 CO2 封存 后逸出，應首先考慮現(xiàn)今技術(shù)難以開采的深部煤層。 同時考慮到我國能源進展的現(xiàn)狀，可將封存 CO2 的 目標區(qū)初步設(shè)在構(gòu)造相對復雜

35、、 近期不宜開采的地 區(qū)， 或者選取開采進入后期的煤礦和開采煤層不經(jīng) 濟的地區(qū)。 4 我國煤層封存 CO2 的潛力 我國是煤炭資源大國，煤層氣資源也很豐富。由 于 目 前 尚 無 一 個 預 測 煤 層 封 存 CO2 容 量 的 統(tǒng) 一 方 法和標準，因此預測出的結(jié)果相差也較大。例如劉延 鋒等 11 根據(jù)中國煤炭和煤層氣勘探資料、不同性質(zhì) 煤的儲量分布及 CO2 與 CH4 置換比例，對全國主要 含煤層氣區(qū)深度 3001 500m 的煤層封存 CO2 量進 行了初步評價； 結(jié)果表明， 該范圍煤層可封存 9 吳 建 光 ，葉 建 平 ，唐 書 恒 ，等 . 注 入 CO2 提 高 煤 層 氣 產(chǎn) 能 的 可 行 性 研究 J. 高校地質(zhì)學報，2004 ，10 （3 ）：463-467. 10 江懷友，沈平平，李相方，等 . 世界地質(zhì)儲層 CO2 理論埋存量評 價 技術(shù)研究 J. 中外能源，2008 ，13 （2 ）：93-99. CO2120 億 t， 相當于 2002 年全國 CO2 排放量的 3.6 倍。 Yu Hongguan 等 15 對 全 國 29 個 煤 層 氣 區(qū) 0 11 劉 延 鋒 ，李 小 春 ，白 冰 . 中 國 CO2 煤 層 封 存