塔里木盆地油气藏CO2地质封存适宜性评价

冯 伟，地里夏提·买买提，李 玲，刘 熠

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830047）

塔里木盆地油气藏CO2地质封存适宜性评价

冯 伟*，地里夏提·买买提，李 玲，刘 熠

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830047）

CO2地质封存是有效的减少温室气体的措施之一，油气富集的盆地不仅可提供适合CO2地质封存的储、盖层，还可将CO2注入其中提高油气产量。利用埋存指标量化方法对塔里木盆地油气藏做CO2地质封存适宜性评价，并计算其一级构造圈闭的理论埋存量。结果表明，塔里木盆地比较适宜CO2地质封存，存储量较大，具有巨大的封存潜力。

塔里木盆地；油气藏；CO2地质封存；量化评价；储量计算

随着全球气温变暖的加剧，我国近年来开始注重如何减少温室气体的排放。人类日常生活、生产所排放的CO2都是温室气体中的主要成分。近年来兴起的一项新技术——CO2捕集与地质封存（Carbon Capture and Storage简称CCS）就是将CO2从工业或者能源排放源中分离出来并输送到合适的地质体中封存起来，既减少温室气体的同时也不会对地表生态环境造成很大的影响，具有较高的安全性和可行性。目前，国内外有关企业、科研单位已在CO2地质储存方面取得了一些成就。美国、挪威、日本、德国等国也相继开展了深部咸水层储存CO2的商业或研究项目，并且成功储存了大量的CO2；在国内，大型的储存项目刚刚开展，正处于实验性的储存阶段[1-2]。

塔里木盆地位于中国新疆维吾尔自治区南部，北段以天山为界，南段由昆仑山、阿尔金山所环绕，东西长约1500km，南北宽约200～800km，呈两头窄、中间宽的似菱形形状。盆地面积约56×104km2，平均海拔1000m左右，是中国最大的内陆含油气盆地。

综合塔里木盆地的地质构造演化、断裂发育、基地顶面起伏特征，古生界、中生界、新生界的发育状况，以及应用地球物理的资料，并搜集前人的勘探成果和认识，将盆地按一级构造单元划分为“三隆四坳”7个基本构造单元，即塔北隆起、中央隆起、塔南隆起、库车坳陷、北部坳陷、西南坳陷和东南坳陷[3-4]。如图1所示：

图1 塔里木盆地以一级构造单元（贾承造等，1997）

盆地内目前已发现39个油气田，其中大中型21个。油气产出层位十分广泛，在震旦系—上第三系（除泥盆系外）均发现油气藏，这种多产层居全国之首。本文在分析整个盆地油气田中的储、盖层组合的基础上，利用收集的地质资料，采用综合量化评价和构造地层圈闭储量计算方法对塔里木盆地以油气藏为主的CO2地质封存潜力评价。

1 建立评价标准

本文通过参考国内外研究成果，在前人的研究基础上总结出CO2在油气藏中地质埋存的主要影响因素有以下几方面：

（1）盆地特征：盆地的面积、构造背景、断裂活动、地热条件及埋藏深度；

（2）储盖层特征：储层的岩性、厚度、渗透率、孔隙度及盖层状况等；

（3）储存潜力：石油、天然气的储量。

笔者将上述的每个影响因素作为CO2在油气藏中埋存的评价指标进行分析，将其分为5个等级：好、较好、一般、较差和差。如表1所示。

表1 CO2地质封存指标等级划分

2 研究区适宜性量化评价

将上述评语集（好、较好、一般、较差、差）中5个等级进行量化，分别赋予相应分数（5、4、3、2、1），如表2所示：

表2 分级量化表

根据《中国含油气盆地图集（第二版）》（李国玉等，2002）以及相关盆地地质资料收集和整理，统计了塔里木盆地的相关数据，将盆地各指标数据按照分级标准分级并得出量化分数，如表3所示。

根据表3中的量化得分得出塔里木盆地CO2地质封存指标量化得分的平均分为3.6分，在分级标准中属于一般与较好之间。所以，塔里木盆地CO2地质封存适宜性属于一般与较好之间，偏于较好。

3 CO2地质储量计算

3.1 计算原则与方法

CO2在油气藏中埋存量计算方法有很多种，由于油田地质资料的保密性，在沈萍萍的CO2在油气藏中埋存量的计算公式中所需要的一些参数无法获得，所以将不予采用，只能按盆地的一级构造圈闭划分来分别计算区块圈闭储存量。理论上讲，整个塔里木盆地内油气储层都可以作为CO2地质储存的场所。考虑到盆地内的地层延展、断裂发育、矿产开发以及缺少详细的资料等因素，很难具体计算出储层的平面展布范围。在此做以下假设：对储层面积延展不详的构造单元，取储存单元总面积的1%[5-6]；对于没有详细孔隙度资料的储层，孔隙度取经验值的20%[7]。

表3 塔里木盆地CO2地质封存指标量化得分

CO2在构造圈闭中储存机理的计算是在圈闭构造被详细探明为前提，假设其储存空间可全部用来储集CO2，无残留的油气和地层水等。利用圈闭构造的空间体积延展、CO2在地层的密度以及孔隙度等参数，并考虑储存效率基数，得出以下计算公式：

式中：Mco2s——CO2在构造地层圈闭的理论储存量，kg；

Vtrap——构造或地层圈闭的体积，m3；

hst——储存效率，代表地质体中可被CO2充填孔隙空间百分数，取经验值0.2%；

φaverage——储层岩石的平均孔隙度；

ρco2

——在地层条件下CO2的密度，kg/m3；

Haverage——储层圈闭的平均厚度，m；

A——构造或地层圈闭的分布面积，m2。

3.2 塔里木盆地一级构造单元CO2地质储量汇总

通过塔里木盆地地质背景的资料收集和整理，将数据带入上述计算公式（1）。对该盆地各一级构造单元的储、盖层的特征进行详细的分析，得出适宜CO2封存的储盖系统，具体储量计算如表4所示。

表4 塔里木一级构造单元CO2封存理论储量

由表4得出，塔里木盆地一级圈闭构造单元CO2封存潜力较大，理论埋存量为496.18×108t。主要分布于库车坳陷、北部坳陷和中央隆起区域。这3个区域也主要是塔里木盆地油气藏聚集较为紧密的地区，说明含油气资源较多的地区可作为CO2地质封存的主要场所。

4 结语

（1）本文用量化等级的方法对塔里木盆地油气藏CO2地质封存适宜性作了评价，得出塔里木盆地的油气藏比较适合地质封存条件，并且封存潜力巨大。

（2）用一级构造圈闭为单位计算CO2封存量的理论埋存量为496.18×108t，主要分布于库车坳陷、北部坳陷和中央隆起这3个油气富集的地区，占整个盆地封存量的75%。

（3）本次研究只针对塔里木盆地一级构造单元的理论存储量作为计算，并不能准确的反应其实际存储能力。CO2在油气藏、咸水层和煤层中的埋存机理不同，计算方法也各有不同，所以这些问题都有待在将来的进一步研究。

[1] Bert M,Manuela L,Leo M,etal.Carbon Dioxide Capture and Storage[R].Intergovernmental Panel on Climate Change,2008.

[2] 赵春,崔智翔.我国碳捕集与封存（CCS）项目开展面临的问题及建议[J].今日科苑，2010（8）：46-47.

[3]贾承造，王良书，邵学钟，等.中国塔里木盆地构造特征与油气[M].北京：石油工业出版社，1997.

[4]李国玉，吕鸣岗，赵俭成，等.中国含油气盆地图集[M].北京：石油工业出版社，2002.

[5] Hendriks C,Graus W,van Bergen F.Global Carbon Dioxide Storage Potential and Costs[R].[s.1.]:[s.n.].2004：24-25.

[6] Koide H,Tazaki Y,Noguchi S,et al.Subterrancan containment and Long-term Storage of Carbon Dioxide in Unused Aquifers and in Depleted Natural Gas Reservoirs[J].Energy Conversion and Management.1992，33(5-8):619-626.

[7] Li X,Ohsumia T,Koide H,et al.Near-future Perspective of CO2Aquifer Storage in Japan:site Selection and Capacity[J].Energy，2005，30(11-12):2360-2369.

X701.7

A

1004-5716(2015)10-0028-04

2014-10-15

2014-10-15

冯伟（1986-），男（汉族），新疆库尔勒人，新疆大学地质与矿业工程学院在读研究生，研究方向：矿物学、岩石学、矿床学。