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大量的CO2气体排放到大气中引发的温室效应,已经受到国际社会的高度关注。CO2地质储存是最有效、最直接的减排CO2的手段之一。在采用数值模拟方法进行咸水层CO2地质储存潜力评价和安全性评估时,出于多种原因,常常将地层概化为水平状态,而水平地层在自然界只是少见的,绝大多数地层由于构造和成岩作用都具有一定的倾角,而地层倾角的存在对CO2的封存量和空间运移必然会产生影响。如何仿真模拟地层倾角的存在,以及地层倾角存在产生的影响至关重要。本文依托中国地质调查局地质调查子项目“二氧化碳地质储存的机理与评价预测”项目,以鄂尔多斯盆地CCS示范工程区为研究区,以石千峰组地层为目标层,基于目标层的地质及水文地质条件,运用TOUGHVISUAL、TOUGH2模拟软件,模拟研究地层倾角与储层环境因素(注入压力、注入温度、孔渗参数)变化对CO2空间运移与封存量的影响,得出以下结论:1.基于鄂尔多斯盆地石千峰组地层的实际地质条件下,设计了地层倾角分别为0、5、10、15度4套方案,来探讨地层倾角对CO2空间运移与封存量的影响。研究发现:在不同倾角地层中,CO2在石千峰组地层中的分布层位及晕的形态基本一致,地层倾角越大,CO2的空间运移距离越远。当地层倾角为15度时,CO2的空间运移距离比水平地层中CO2最远运移距离增大了52.94%。对于鄂尔多斯盆地石千峰组地层环境条件下,在CO2注入20年时,地层倾角越大,CO2的气相封存量越小,而液相封存量越大。地层倾角对于总封存量的影响与水平地层相比,存在一个时间临界点,在时间临界点之前,地层倾角越大,CO2的总封存量越大,时间临界点之后,地层倾角越大,CO2的总封存量越小。2.根据环境因素(注入压力、注入温度、孔渗参数)与地层倾角的变化设计24套方案(方案5方案28)分析研究环境因素与地层倾角共同作用对CO2空间运移与封存量的影响。得到如下结论:(1)当注入压力不变时,地层倾角越大,CO2的运移距离越远,CO2的气相封存量越小,CO2的液相封存量越大;而CO2的总封存量随着注入压力的变化而变化。当注入压力为1.15倍时,地层倾角越大,CO2的总封存量越多;当注入压力为1.3倍与1.5倍时,在注入前期,地层倾角越大,CO2的总封存量越多。在注入后期,地层倾角越大,CO2的总封存量越少。(2)当注入温度相同时,地层倾角越大,CO2的运移距离越远,CO2的气相封存量越小,CO2的液相封存量越大,总封存量越小,但相差不大。当注入温度不同时,同一倾角的地层中,注入温度对井附近的温度影响较大,注入温度越高,注入井附近的温度越高;注入温度不同,CO2的运移距离基本一致,但CO2的气相封存量随着注入温度的增大而增大,CO2的液相封存量随注入温度的变化很小,CO2总封存量随着注入温度的升高而增大。(3)当孔渗参数不变时,CO2的运移距离规律与CO2的各个封存量规律与注入压力不变(1.3倍)时的规律一致;当孔渗参数变化时,在同一倾角地层中,同一运移时间,CO2的运移距离随着孔渗参数的变大而变远,CO2的各个封存量随着孔渗参数的增大而增多,地层倾角越大,CO2的封存安全性越差,在长时间的过程中,地层倾角越大,越容易引起泄露。综上所述,地层倾角可使CO2的运移距离及封存量发生改变,一些环境因素的改变对CO2的空间分布及封存量影响较为显著,所以在储层CO2地质储存潜力评价与安全性评估中,考虑地层倾角的影响是有必要的,该方面的研究具有理论与实际意义。