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CCS碳捕获与碳封存技术
点击次数:107 发布时间:2023-08-07


CCS碳捕获与碳封存(Carbon Capture and Storage)技术是指将二氧化碳从工业或相关排放源中分离出来,输送到封存地点,并长期与大气隔离的过程。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖比较实惠、可行的办法。

CCUS碳捕获、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage)技术是CCS技术新的发展趋势,即把生产过程中排放的二氧化碳进行捕获、提纯,继而投入到新的生产过程中进行循环再利用或封存的一种技术。该技术具备实现大规模温室气体减排与化石能源低碳利用的协同作用,是未来应对全球气候变暖的重要技术选择之一。

CCS技术主要由四个环节组成:捕集、运输、地质封存和监测、用于增加石油采收率(EOR/EGR),其中第四个环节是可选环节,具有潜在收益;CCUS技术主要是在CCS技术基础上将二氧化碳进行利用,主要由四个环节组成:捕集、运输、利用、封存。

CCS与CCUS的理念、目标基本一致,都是为了减少二氧化碳排放总量,而CCUS在CCS基础上多了“U",增加了二氧化碳利用环节,因此,CCUS作为认可的主要减碳途径之一在世界范围内被广泛接受。

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碳捕集、利用和碳封存技术(CCUS),被认为是较有效的缓解全球气候变化的技术之一。准确理解二氧化碳(CO2)注入储层前后,储层物性特征和CO2运移规律,对CCUS工程选址、封存储量评估以及安全性评价至关重要。

目前世界上已经有许多套应用于CCUS领域的核磁共振设备,从低场到高场,从NMR到MRI, 从CO2-EWR到 CO2-EOR,都有大量的学者进行研究,目前在核磁设备制造,核磁驱替系统研发,孔隙度模型开发,渗透率经验公式建立,孔隙流体监测方面都取得一定的进展。特别对于中国实际的CCUS储层,常为低渗或超低渗储层,许多中国学者在核磁共振信号处理算法,最佳离心力和T2-cutoff选取,渗透率和相对渗透率测定以及利用高分辨率的MRI分析滞后效应、黏度和浮力等方面做出一定的贡献。在CCUS领域的研究中,核磁共振技术起到越来越重要的作用。

应用于CCUS领域研究的核磁共振岩心实验系统

根据磁体类型和磁场强度,核磁共振仪可分为高场和低场两类。低场核磁共振仪通常采用永磁体而非超导线圈建立磁场,磁场强度一般不大于0.5T。

服务于CCUS领域的高场核磁和低场核磁设备的研究对象和测试内容不同。天然岩石中的顺磁物质对核磁共振的测量有不良影响,低场核磁对这种影响不太敏感,但高场核磁对此却存在局限。当研究对象为天然岩石时,低场核磁更为合适。但为研究CO2的流动过程,滞后效应、重力、黏度和浮力的影响等而采用特殊样品,如Berea砂岩、玻璃珠、白垩岩等,高场核磁更能发挥其优势。

从已发表文献的年份来看,2010年之前,关于核磁共振岩心分析的研究主要是利用NMR对整个样品的T2谱进行分析和解释。2010年之后,研究热点向微观转变,主要为利用MRI技术监测岩样内部的流体分布和运移。

CCUS在油田上也有广泛应用,核磁共振岩心分析的天然岩心多为油田储层岩心。CCUS并不是一项纯耗资的行为,因为其不仅可以解决当前气候变化问题,在石油行业中也可以用来显著提高采收率,产生明显的经济效益。

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