评价与开发地质碳储存造成的地下水含水层中CO2泄漏的修复方案

评价与开发地质碳储存造成的地下水含水层中CO2泄漏的

修复方案

Ariel Esposito;Sally M. Benson;赵玉军（翻译）;葛秀珍（校对）

【期刊名称】《水文地质工程地质技术方法动态》 【年(卷),期】2012(000)005

【摘要】人们有充分的理由相信，适当选择和实施二氧化碳（CO2）储存项目具有长期安全性。然而，CO2从地层泄漏的可能性依然存在，例如，在废弃井中注入的C02有可能泄漏进入上覆地下含水层。在CO2泄漏事件中，操作者应谨慎、快速地进行补救措施。迄今为止，CO2泄漏修复计划侧重于使用泄漏井的封堵方法。在某些情况下，也可能需要圈闭或去除含水层中泄漏的CO2。鉴于保护饮用水资源和满足相关许可证要求的重要性，本项研究对一系列假定泄漏情况的多种修复方案进行了分析。本文考虑了3种特定修复目标，即降低含水层中可移动CO2数量、降低含水层中CO2总量以及降低液相CO2浓度。首先，利用多相流模拟器TOUGH2评估控制地下水含水层中泄漏的CO2范围和形状的过程与参数；其次，通过系统模拟来鉴定控制CO2提取的多相流动过程与相特性，例如浮力诱导流、毛细管捕集以及CO2溶解和离溶作用。随后，对比了不同修复方案的效果，包括：（1）通过垂直和水平抽水井去除气相和液相CO2；（2）注入水以溶解气相CO2并增大毛细管捕集力；（3）结合多井注入与提取方案。基于本项研究结果，可以得出多种有关不同修复方案效果的结论。首先，如有必要，通过固定和／或提取可有效修复地下水含水层中泄漏的CO2；其次，对于未形成重力舌区域内的小范围CO2羽而言，通过处于CO2羽中部的单独垂直井在数年内可去除所有CO2。在形成大范围重力舌的情况下