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CCS碳捕獲與碳封存技術
點擊次數(shù):812 更新時間:2023-08-07


CCS碳捕獲與碳封存(Carbon Capture and Storage)技術是指將二氧化碳從工業(yè)或相關排放源中分離出來,輸送到封存地點,并長期與大氣隔離的過程。這種技術被認為是未來大規(guī)模減少溫室氣體排放、減緩全球變暖比較實惠、可行的辦法。

CCUS碳捕獲、利用與封存(Carbon Capture,Utilization and Storage)技術是CCS技術新的發(fā)展趨勢,即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進行捕獲、提純,繼而投入到新的生產(chǎn)過程中進行循環(huán)再利用或封存的一種技術。該技術具備實現(xiàn)大規(guī)模溫室氣體減排與化石能源低碳利用的協(xié)同作用,是未來應對全球氣候變暖的重要技術選擇之一。

CCS技術主要由四個環(huán)節(jié)組成:捕集、運輸、地質封存和監(jiān)測、用于增加石油采收率(EOR/EGR),其中第四個環(huán)節(jié)是可選環(huán)節(jié),具有潛在收益;CCUS技術主要是在CCS技術基礎上將二氧化碳進行利用,主要由四個環(huán)節(jié)組成:捕集、運輸、利用、封存。

CCS與CCUS的理念、目標基本一致,都是為了減少二氧化碳排放總量,而CCUS在CCS基礎上多了“U",增加了二氧化碳利用環(huán)節(jié),因此,CCUS作為認可的主要減碳途徑之一在世界范圍內(nèi)被廣泛接受。

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碳捕集、利用和碳封存技術(CCUS),被認為是較有效的緩解全球氣候變化的技術之一。準確理解二氧化碳(CO2)注入儲層前后,儲層物性特征和CO2運移規(guī)律,對CCUS工程選址、封存儲量評估以及安全性評價至關重要。

目前世界上已經(jīng)有許多套應用于CCUS領域的核磁共振設備,從低場到高場,從NMR到MRI, 從CO2-EWR到 CO2-EOR,都有大量的學者進行研究,目前在核磁設備制造,核磁驅替系統(tǒng)研發(fā),孔隙度模型開發(fā),滲透率經(jīng)驗公式建立,孔隙流體監(jiān)測方面都取得一定的進展。特別對于中國實際的CCUS儲層,常為低滲或超低滲儲層,許多中國學者在核磁共振信號處理算法,最佳離心力和T2-cutoff選取,滲透率和相對滲透率測定以及利用高分辨率的MRI分析滯后效應、黏度和浮力等方面做出一定的貢獻。在CCUS領域的研究中,核磁共振技術起到越來越重要的作用。

應用于CCUS領域研究的核磁共振巖心實驗系統(tǒng)

根據(jù)磁體類型和磁場強度,核磁共振儀可分為高場和低場兩類。低場核磁共振儀通常采用永磁體而非超導線圈建立磁場,磁場強度一般不大于0.5T。

服務于CCUS領域的高場核磁和低場核磁設備的研究對象和測試內(nèi)容不同。天然巖石中的順磁物質對核磁共振的測量有不良影響,低場核磁對這種影響不太敏感,但高場核磁對此卻存在局限。當研究對象為天然巖石時,低場核磁更為合適。但為研究CO2的流動過程,滯后效應、重力、黏度和浮力的影響等而采用特殊樣品,如Berea砂巖、玻璃珠、白堊巖等,高場核磁更能發(fā)揮其優(yōu)勢。

從已發(fā)表文獻的年份來看,2010年之前,關于核磁共振巖心分析的研究主要是利用NMR對整個樣品的T2譜進行分析和解釋。2010年之后,研究熱點向微觀轉變,主要為利用MRI技術監(jiān)測巖樣內(nèi)部的流體分布和運移。

CCUS在油田上也有廣泛應用,核磁共振巖心分析的天然巖心多為油田儲層巖心。CCUS并不是一項純耗資的行為,因為其不僅可以解決當前氣候變化問題,在石油行業(yè)中也可以用來顯著提高采收率,產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益。

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