煤炭学报

作者：成其, 汤积仁, 卢义玉, 陆朝晖, 贾云中, 周军平, 张弛,

关键词：CO₂地质封存, 页岩气储层, 圈闭机理, 封存机制, 封存潜力,

页岩气在我国已实现大规模商业化开发，未来大量资源枯竭的页岩气水平井可提供巨大的CO2封存容量。但页岩气储层的地质特征与深部咸水层、油气藏等常规封存地质体有显著区别，目前CO2在页岩地层中的圈闭机理、封存机制及封存潜力评估方法有待进一步研究。以页岩气储层的地质特征为基础，分析了CO2在页岩气储层中的圈闭机理及封存机制。CO2地质封存可以视作页岩气生产的逆过程，主要的封存空间为产出页岩气所占据的原始孔裂隙空间。基于改造储层体积(SRV)作为CO2封存空间的前提，结合有效容积法和“游离−吸附−溶解”多重封存机制，以盖层安全性为约束条件，建立了页岩气储层CO2封存潜力评估模型；基于我国页岩气开发的现状，初步评估了我国未来枯竭页岩气储层CO2封存潜力。结果表明：在垂直方向上，毛细管力封闭是页岩盖层对CO2的主要封闭机理；在水平方向上，SRV被未经改造的致密页岩包围，可形成对CO2侧向运移的有效屏障。基于以上机理研究，结合我国页岩气勘探开发的一般经验，计算得到页岩气水平井单井控制SRV内的最大CO2封存潜力可达71.2万 t，其中游离封存机制的占比为41.82%，吸附封存机制的占比为56.79%，溶解封存机制的占比为1.39%。初步评估我国现有页岩气井的CO2封存潜力为15.02亿 t，未来新增页岩气井的封存潜力为121.04亿 t。

来源：2025年第3期

《煤炭学报》期刊编辑部

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