賈小豐，張 楊，張 徽，刁玉杰，李旭峰，范基姣，張 超，鄭長遠

1.中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051 2.青海省水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院，西寧 8100083.青海省水文地質(zhì)及地?zé)岬刭|(zhì)重點實驗室，西寧 810008

中國二氧化碳地質(zhì)儲存目標靶區(qū)篩選技術(shù)方法

賈小豐1，張 楊1，張 徽1，刁玉杰1，李旭峰1，范基姣1，張 超1，鄭長遠2，3

1.中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051 2.青海省水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院，西寧 810008
3.青海省水文地質(zhì)及地?zé)岬刭|(zhì)重點實驗室，西寧 810008

在沉積盆地三級構(gòu)造單元CO2地質(zhì)儲存潛力與適宜性評價得出的“適宜CO2地質(zhì)儲存”區(qū)域的基礎(chǔ)上，借鑒國外已有的選址流程和方法，結(jié)合我國的地質(zhì)條件和技術(shù)方法水平，提出了深部咸水層CO2地質(zhì)儲存目標靶區(qū)篩選評價指標體系，包括安全性、儲存規(guī)模、場地地面環(huán)境條件和經(jīng)濟適宜性四大評價指標層以及44個具體評價指標，并將層次分析法和多因子逐層疊加法等評價方法應(yīng)用于目標靶區(qū)篩選。通過鄂爾多斯盆地和河套盆地3處典型目標靶區(qū)適宜性評價的實例，證明了該評價指標體系在目標靶區(qū)篩選過程中具有較好的可操作性和推廣應(yīng)用價值。

二氧化碳地質(zhì)儲存；目標靶區(qū)；選址；場地描述；關(guān)鍵指標；地質(zhì)安全性；儲存規(guī)模

0 前言

深部咸水層CO2地質(zhì)儲存地質(zhì)目標靶區(qū)（以下簡稱“目標靶區(qū)”），是指在沉積盆地三級構(gòu)造單元潛力與適宜性評價結(jié)果得出的“適宜CO2地質(zhì)儲存”區(qū)域的基礎(chǔ)上，應(yīng)用經(jīng)驗的、數(shù)學(xué)的（如層次分析法）和計算機技術(shù)（如多因子逐層疊加法）等評價方法，依據(jù)安全性、儲層條件、場地地面環(huán)境條件和經(jīng)濟適宜性4大評價指標層確定的，可作為下一階段進行場地選址勘查的有利構(gòu)造或地區(qū)。

目標靶區(qū)篩選與評價具有承上啟下的作用：一方面，“目標靶區(qū)”是全國盆地級二氧化碳地質(zhì)儲存潛力與適宜性評價得出的，有進一步開展選址研究價值的地區(qū)；另一方面，“目標靶區(qū)”是CO2地質(zhì)儲存工程選址的起點和主要依據(jù)［1］。

現(xiàn)階段，因世界主要國家選址出發(fā)點和盆地地質(zhì)研究程度的差異，部分國家或?qū)W者強調(diào)盆地尺度的選址評價。如Bachu［2］提出了一套包括15個指標的盆地級別評價指標體系，并對加拿大的主要沉積盆地進行了評價。澳大利亞地球科學(xué)局面向盆地級別的評價篩選出了20項指標，據(jù)此將澳大利亞適宜儲存CO2的盆地進行排序［3］。部分則強調(diào)工程選址與場地表征。如國際能源署（IEA）2009年發(fā)布的《CCS場地表征標準》，以及挪威的《CO2地質(zhì)儲存選址、場地和項目核準指南》［4］。我國一方面加速開展盆地級潛力與適宜性評價，即規(guī)劃選址；另一方面在地質(zhì)條件較好的地區(qū)，通過工程選址已建立起 CO2地質(zhì)儲存示范工程［5－7］。

盡管國外CO2地質(zhì)儲存場地選址通常包括2～3個階段，即初步篩選、場地選擇和場地初步描述，我國也提出了適宜中國地質(zhì)特點的選址階段［8］，但從規(guī)劃選址的盆地級評價到工程選址之間的“橋梁”——目標靶區(qū)篩選評價技術(shù)方法問題尚未得到合理解決。因此，開展CO2地質(zhì)儲存目標靶區(qū)篩選與評價技術(shù)方法研究，形成嚴謹?shù)?、可操作性強的目標靶區(qū)適宜性評價技術(shù)方法體系是十分必要的。

1 選址流程與目標靶區(qū)篩選

1.1 CO2地質(zhì)儲存選址流程

美國能源部國家能源實驗室制定的CO2封存選址指南——《深部地質(zhì)構(gòu)造CO2封存的場地初篩、選擇和最初表征最佳實踐》［9］，提出了選擇CO2地質(zhì)封存適宜場地的篩選方法，這個方法的圖解表示見圖1。其篩選過程首先是根據(jù)一個潛在的子區(qū)，確定選址區(qū)域并制作一個合格場地優(yōu)先級列表［9］，其中的場地篩選與我國CO2地質(zhì)儲存潛力與適宜性評價階段劃分與評價方法不同。

圖1 通過勘察階段的“工程場地成熟階段”圖示［9］Fig.1 Graphical representation of “project site maturation”through the exploration phase

在充分考慮到中國沉積盆地的復(fù)雜性、活動斷裂與地震等地質(zhì)安全性、CO2地質(zhì)儲存地質(zhì)條件的特殊性與苛刻性等因素的基礎(chǔ)上，借鑒碳封存領(lǐng)導(dǎo)人論壇（CSLF）和國內(nèi)外相關(guān)研究成果，特別是中國地下水、油氣資源、固體礦產(chǎn)等循序漸進、分階段勘查開發(fā)的基本原則，將中國CO2地質(zhì)儲存潛力與適宜性評價工作劃分為5大階段［5，8］。第一階段為區(qū)域級預(yù)測潛力評價階段，第二階段為盆地級推定潛力評價階段，第三階段為目標靶區(qū)級控制潛力評價階段，第四階段為場地級基礎(chǔ)儲存量評價階段，第五階段為灌注級工程儲存量評價階段。按評價精度由低到高，依次分成CO2地質(zhì)儲存潛力與適宜性評價E、D、C、B、A級（表1）。

對于CO2地質(zhì)儲存選址研究而言，第一、二、三階段為規(guī)劃選址階段；第四階段即工程選址階段（圖2），開始于沉積盆地各三級構(gòu)造單元CO2地質(zhì)儲存目標靶區(qū)評價所篩選出的3處以上比選場地（圖3）。通過對各比選場地相關(guān)資料全面搜集、遙感選址調(diào)查、現(xiàn)場實地綜合地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探等工作，獲取各類評價參數(shù)，詳細評價這些比選場地，選擇出優(yōu)選場地，最終評價推薦出當?shù)毓?、政府和業(yè)主可接受的工程選定場地。

表1 中國CO2地質(zhì)儲存潛力與適宜性評價地質(zhì)工作階段劃分Table 1 Geological session divided of potential and suitability assessment of CO2geological storage in China

1.2 目標靶區(qū)的篩選

本文將適宜CO2地質(zhì)儲存的三級構(gòu)造單元稱為CO2地質(zhì)儲存選址遠景區(qū)。在此基礎(chǔ)上，進一步通過區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)、油氣地質(zhì)、物探和鉆探資料搜集，以及實地遙感解譯和路線綜合地質(zhì)調(diào)查，基本掌握了儲蓋層組合、沉積相變化、物性參數(shù)及其空間展布與地質(zhì)構(gòu)造模式，本著“地下決定地上，地下顧及地上”的原則［7］，經(jīng)綜合分析，選定出區(qū)域地殼穩(wěn)定、蓋層封閉及封堵性好、儲層可實現(xiàn)規(guī)?；⑷胄浴M足CO2地質(zhì)儲存條件的有利構(gòu)造或地區(qū)，被稱為CO2地質(zhì)儲存目標靶區(qū)。

由于目標靶區(qū)是CO2地質(zhì)儲存場地選址的基礎(chǔ)，因此在目標靶區(qū)篩選時，同樣應(yīng)堅持如下原則：1）安全性原則；2）目標儲層具有可儲存CO230a以上、有效儲存量大的原則；3）經(jīng)濟原則；4）符合一般建設(shè)項目環(huán)境保護選址條件，不受外部不良地質(zhì)因素影響的原則［9－10］。

圖2 中國二氧化碳地質(zhì)儲存選址流程圖Fig.2 Flowchart of site selection of CO2geological storage in China

圖3 CO2地質(zhì)儲存目標靶區(qū)篩選過程示意圖Fig.3 CO2geological storage target area classification and relationship diagram

由表1和圖2看出，目標靶區(qū)是工程選址的基礎(chǔ)，如果缺乏深入、細致的資料二次開發(fā)利用和實地調(diào)查評價，隨著勘探程度與深度的增加，一旦得出不可選的結(jié)論將造成時間和經(jīng)濟的浪費。因此，目標靶區(qū)的篩選與評價是選址工作極其重要的環(huán)節(jié)。

2 目標靶區(qū)評價指標體系的建立

本著CO2地質(zhì)儲存選址“安全性第一，既經(jīng)濟又技術(shù)和環(huán)境友好”等原則，可從地質(zhì)安全性、儲存規(guī)模、社會環(huán)境風(fēng)險和經(jīng)濟適宜性4個方面建立具有層次分析結(jié)構(gòu)的評價指標體系（表2）。

2.1 地質(zhì)安全性評價指標層

地質(zhì)安全性評價指標層包括區(qū)域地殼穩(wěn)定性、蓋層封閉性特征、可能的CO2泄漏通道和水文地質(zhì)條件4個評價指標亞層，15個評價指標（表3）。

1）區(qū)域地殼穩(wěn)定性：包括地震動峰值加速度、目標靶區(qū)地震安全性和及其周邊25km為半徑范圍內(nèi)是否有活動斷層3個指標評價。

2）蓋層封閉性：主要由主力蓋層的埋深、蓋層巖性、主力蓋層單層厚度、蓋層分布的連續(xù)性、滲透率、主力蓋層之上的二次截留能力和蓋層封氣指數(shù)7個評價指標組成。

3）可能的CO2泄漏通道：主要包括場地及其周邊是否有廢棄井、斷裂和裂縫的發(fā)育情況和現(xiàn)有技術(shù)條件下未被發(fā)現(xiàn)的斷裂3個評價指標亞層。

4）水文地質(zhì)條件：作為有利于CO2地質(zhì)儲存和可能導(dǎo)致CO2泄漏的水文地質(zhì)條件評價指標亞層主要選取水動力作用和深部咸水層水頭狀態(tài)2個指標進行評價。

2.2 儲存規(guī)模指標層

儲存規(guī)模評價指標層包括儲層特征、儲層物性參數(shù)、地?zé)岬刭|(zhì)特征和儲層儲存前景4個評價指標亞層，13個評價指標（表4）。

1）儲層特征：儲層特征評價指標亞層包括儲集巖的巖性、主力儲層的厚度、有效儲層長寬比、層間非均質(zhì)性、儲層壓力系數(shù)和地層水礦化度6個評價指標。

2）儲層物性參數(shù)：理想的儲層至少具備完整性和密封性良好的蓋層，儲層具有較高的可注入性和足夠的儲存容量2個條件。

3）地?zé)岬刭|(zhì)特征：主要選取地溫梯度、地?zé)崃髦岛偷乇頊囟?個評價指標。

4）儲層儲存前景：選取有效儲存量和使用年限2個評價指標。評價的理念是有效儲存量越大、使用年限越長越好。

表2 CO2地質(zhì)儲存目標靶區(qū)評價指標構(gòu)成Table 2 Indexes of target evaluation for CO2geological storage

表3 地質(zhì)安全性評價指標層分級評價表Table 3 Indexes of geological safety

表4 儲存規(guī)模評價指標層分級評價表Table 4 Indexes of storage reservoir capability

2.3 社會環(huán)境風(fēng)險指標層

社會環(huán)境風(fēng)險評價指標亞層包括社會環(huán)境、目標靶區(qū)地質(zhì)環(huán)境、所在地區(qū)的性質(zhì)、與飲用水源的關(guān)系與安全距離和對作業(yè)人員的影響4個評價指標亞層12個評價指標（表5）。

1）社會環(huán)境：主要選取人口密度、與居民點的距離和土地利用現(xiàn)狀3個指標評價。

2）地質(zhì)環(huán)境：主要選取地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性，是否在采礦塌陷區(qū)、巖溶塌陷區(qū)、地面沉降區(qū)、沙漠活動區(qū)、火山活動區(qū)，是否低于江河湖泊、水庫最高水位線或洪泛區(qū)3個指標評價。

3）所在地區(qū)的性質(zhì)：CO2地質(zhì)儲存選址應(yīng)符合國家及地方城鄉(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃要求：不應(yīng)選在城市工農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃區(qū)、農(nóng)業(yè)保護區(qū)、自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、文物（考古）保護區(qū)、生活飲用水源保護區(qū)、供水遠景規(guī)劃區(qū)、礦產(chǎn)資源儲備區(qū)和其他需要特別保護的區(qū)域內(nèi)。選址時還應(yīng)考慮當?shù)赜袩o國家重點保護植物和植被覆蓋率大小，不能額外地清除植被，影響植物固碳。

4）與飲用水源的關(guān)系與安全距離：包括蓋層上部是否有可供工農(nóng)業(yè)利用的地下水含水層，是否在飲用地下水主要補給區(qū)內(nèi)，距離河流、水庫等地表飲用水水源的距離3個評價指標。

2.4 經(jīng)濟適宜性指標層

經(jīng)濟評價指標層包括碳源規(guī)模、碳源距離、運輸方式和蘊礦狀況等4個指標（表6）。

1）碳源規(guī)模：碳源規(guī)模越大、越集中越好。同時兼顧碳源到目標靶區(qū)沿線的地質(zhì)條件（地殼應(yīng)力、地震、滑坡、凍脹、地下水分布等）、碳源到目標靶區(qū)沿線的自然地理和經(jīng)濟地理情況（包括山脈、河流、湖泊、沙漠、鐵路、公路，以及人口分布及生物棲息地分布等）。

2）碳源距離：碳源距離越近，運輸CO2的成本就越低，反之成本越高。評價的理念是碳源距離越短越好。

3）運輸方式：可供選擇的運輸方式包括管道運輸、駁船運輸和罐車運輸?shù)?。而管道運輸在絕大多數(shù)情況下，以陸上長距離大規(guī)模CO2運輸最經(jīng)濟。

4）蘊礦狀況：在實施規(guī)?；?、純粹以CO2地質(zhì)儲存為目的時，在目標靶區(qū)適宜性評價階段宜妥善處理好與礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的關(guān)系。

表5 社會環(huán)境風(fēng)險評價指標亞層分級評價表Table 5 Indexes of society and environmental conditions

表6 經(jīng)濟適宜性指標層分級評價表Table 6 Indexes of economical evaluation

3 目標靶區(qū)評價方法

3.1 層次分析法

層 次 分 析 法 （analytic hierarchy process，AHP），又稱多層次權(quán)重分析法，是將與評價（決策）有關(guān)的元素分解成目標、準則、指標等層次，在此基礎(chǔ)上進行定性與定量相結(jié)合的評價方法，它通過系統(tǒng)規(guī)劃和評價將復(fù)雜現(xiàn)象和決策思維過程系統(tǒng)化、模型化、數(shù)據(jù)化。該方法是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和多目標綜合評價方法提出的一種層次權(quán)重分析方法［11-14］（圖4）。

在目標靶區(qū)評價指標的科學(xué)化選取后，對各因子層和單要素的權(quán)重賦值采用專家評分法和層次分析法綜合評判。層次分析法中指標值是由指標之間優(yōu)越性相互對比得出的相對值，即優(yōu)越性權(quán)值。依據(jù)二氧化碳地質(zhì)儲存目標靶區(qū)評價指標評價體系，來設(shè)計專家打分表，對影響因子重要性相互對比采用1—9標度法，通過相互之間重要性對比，建立重要性成對比較判斷矩陣。

圖4 層次分析遞階結(jié)構(gòu)模型示意圖Fig.4 Analytic hierarchy structure model

專家選取有3個原則：1）必須熟悉并能準確地把握二氧化碳地質(zhì)儲存的現(xiàn)狀及演變的趨勢，承擔了相關(guān)內(nèi)容的科研項目；2）對評價指標有所了解，熟悉層次分析法的原理和計算過程；3）為同行業(yè)的學(xué)科帶頭人或?qū)W術(shù)骨干，且具有高級專業(yè)技術(shù)職稱。

層次分析法給出了一個科學(xué)、簡易的確定權(quán)值的方法，即兩兩因素比較，確定成對比較的判斷矩陣，然后成對比較判斷矩陣，進而獲得指標優(yōu)越性權(quán)值。確定影響因子層的相對重要性權(quán)值，首先要建立影響因子重要性成對比較判斷矩陣，然后由判斷矩陣確定權(quán)值并進行檢驗。

本次構(gòu)建各指標層的比較判斷矩陣一致性比率均遠小于0.1，具有滿意的一致性。經(jīng)初步判斷排序，確定影響因子層的重要性由大到小依次為：地質(zhì)安全性＞儲層規(guī)模＞社會環(huán)境風(fēng)險＞經(jīng)濟適宜性，權(quán)重W1＝（0.521 2，0.341 9，0.097 7，0.039 2）；敏感因子層的重要性排序為：區(qū)域地殼穩(wěn)定性＞儲層特性＞蓋層封閉性＞儲層物性參數(shù)＞社會環(huán)境＞可能的CO2泄漏通道＞水文地質(zhì)條件＞儲層儲存前景＞地?zé)岬刭|(zhì)特征＞碳源規(guī)模＞地質(zhì)環(huán)境＞所在地區(qū)的性質(zhì)＞蘊礦狀況＞與飲用水源的關(guān)系與距離＞碳源距離 ＞ 運輸方式，權(quán)重W2＝（0.269 2，0.231 0，0.174 8，0.068 9，0.058 6，0.054 4，0.022 8，0.021 0，0.021 0，0.017 8，0.017 5，0.012 4，0.010 3，0.009 3，0.005 5，0.005 5）。通過整理得到二氧化碳地質(zhì)儲存適宜性評價指標權(quán)重排序（表7）。

3.2 多因子空間疊加法

“多因子空間疊加法”的主要原理是采用計算機輔助設(shè)計技術(shù)，運用區(qū)位理論，分析評價區(qū)域內(nèi)每個評價因子的作用分值及其權(quán)重，最后根據(jù)計算得出的綜合分值進行評價。實際操作時將待評價區(qū)域按要求劃分成多個編號連續(xù)的網(wǎng)格，將多個評價因子對區(qū)域的影響結(jié)果填入網(wǎng)格，再根據(jù)不同的評價因子，用不同的系數(shù)進行加權(quán)計算，得出每個網(wǎng)格多個因子的影響綜合結(jié)果，最后將影響結(jié)果相近的網(wǎng)格根據(jù)地域相鄰的原則用計算機繪出等值線，組格成區(qū)，得出宏觀的評價［15］。

具體分析過程為劃分網(wǎng)格→選取評價因子→填充基礎(chǔ)數(shù)據(jù)→加權(quán)計算→結(jié)果評價。即采取等面積劃分方法剖分研究區(qū)域。每個網(wǎng)格按“弓”字形編碼方式進行編號；標注、匯總、計算每個網(wǎng)格環(huán)境中的安全性、儲層條件、場地地面環(huán)境條件和經(jīng)濟適宜性4個方面評價因子，每個因子的評價結(jié)果按好、一般、差分為3級，分別賦值為3、2、1，作為評價分級基礎(chǔ)。加權(quán)計算各網(wǎng)格綜合級別，運用計算機繪制出等值線，將綜合級別相近的網(wǎng)格連片成區(qū)域，結(jié)果分值越高越好［16－17］。加權(quán)計算公式：綜合級別＝安全性×0.4＋儲層條件×0.3＋場地地面環(huán)境條件×0.2＋經(jīng)濟適宜性×0.1。運用“多因子空間疊加法”進行目標靶區(qū)綜合條件評價，可以較好地表征出多個因子對評價區(qū)域的影響，得出一個較為全面的綜合性結(jié)果。

4 實例分析

內(nèi)蒙古自治區(qū)碳源分布數(shù)量較多，中部河套盆地、鄂爾多斯盆地密度最大，尤其火力熱電類型最多，約占全省碳源總數(shù)的72.8%，其次為能源化工類型的碳源。選擇了鄂爾多斯盆地和河套盆地3處較典型的目標靶區(qū)開展評價，以檢驗評價指標體系的合理性。3處目標靶區(qū)分別為鄂爾多斯市伊金霍洛旗布連溝（A）、呼和浩特市托克托縣三間房（B）、巴彥淖爾市烏拉特前旗新安（C）（圖5）。

4.1 儲存條件分析

按目標靶區(qū)評價指標體系，并分別從地質(zhì)安全性、儲存規(guī)模、社會環(huán)境風(fēng)險、經(jīng)濟適宜性4個方面對3個目標靶區(qū)CO2地質(zhì)儲存條件的適宜性進行分析。

4.1.1 地質(zhì)安全性

伊旗布連溝目標靶區(qū)（A）：位于鄂爾多斯伊金霍洛旗北東部；布連溝地區(qū)無活動斷裂，僅發(fā)育少數(shù)淺表層次的小規(guī)模斷層；該地區(qū)的地震動峰值加速度為0.05g，基本地震烈度為6度，歷史上僅發(fā)生過6級以下的小地震，也未有地震災(zāi)害記錄，其地震活動較弱，反映了新構(gòu)造運動的褶皺斷裂不甚強烈的特點。該地區(qū)區(qū)域地殼穩(wěn)定性好。主力蓋層為中三疊統(tǒng)紙坊組泥質(zhì)巖和砂質(zhì)泥巖，次級蓋層為二疊系下石盒子組頂部與石千峰組泥質(zhì)巖段。蓋層孔隙度和滲透率低，具有較好的封蓋能力。目標靶區(qū)范圍內(nèi)石油勘探程度低，未發(fā)現(xiàn)深度大于800m的鉆井及廢棄井。深部咸水層水頭低于地面，水動力條件差，近乎于停滯狀態(tài)，具水力封閉作用，有利于CO2地質(zhì)儲存。

托克托縣三間房目標靶區(qū)（B）：位于河套盆地南東部，托克托縣城之北。該目標靶區(qū)緊鄰磴口—黃河區(qū)域性活動斷裂和陰山活動性地震斷裂帶，區(qū)域地殼穩(wěn)定性、斷層封閉性與地質(zhì)安全性較差。蓋層為第四系、上新統(tǒng)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，分布廣，盡管孔隙度小、滲透率低，但成巖程度低，封閉性一般。深部咸水層水頭高，與地面相近，靶區(qū)周邊個別地區(qū)出現(xiàn)自流井，對CO2地質(zhì)儲存安全性不利。

表7 評價指標權(quán)重排序Table 7 Weights of evaluation indexes

圖5 目標靶區(qū)地理位置圖Fig.5 Targets location

烏拉特前旗新安目標靶區(qū)（C）：位于河套盆地南東部。斷裂構(gòu)造發(fā)育，緊鄰磴口—黃河區(qū)域性活動斷裂和陰山活動性地震斷裂帶，區(qū)域地殼穩(wěn)定性、斷層封閉性與地質(zhì)安全性較差。蓋層主要為上新統(tǒng)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，成巖程度低，封閉性一般。深部咸水層水頭高，與地面相近，對CO2地質(zhì)儲存安全性不利。

4.1.2 儲存規(guī)模

A區(qū)：目標儲層為奧陶系、二疊系和三疊系的砂巖和碳酸鹽巖。該地區(qū)砂巖儲層平均孔隙度為9%～15%，滲透率為（2～19）×10－3μm2，物性條件一般；碳酸鹽巖儲層為馬家溝組海相白云巖，平均孔隙度為6%～11%，滲透率為（0.3～3.7）×10－3μm2，物性條件較差。主力儲層厚度較大，砂體連續(xù)性好，儲層壓力一般。平均100km2范圍內(nèi)的有效儲存量約960×104t，對于30×104t/a的儲存規(guī)模使用年限大于30a。

B區(qū)：目標儲層為漸新統(tǒng)砂巖和下白堊統(tǒng)砂巖。該地區(qū)砂巖儲層為盆地邊緣發(fā)育河流、三角洲、沖積扇相砂體，巖性粗，物性好，孔隙度21%～40%，滲透率（100～2 000）×10－3μm2，儲層物性好。主力儲層厚度較大，砂體連續(xù)性好，儲層壓力一般。平均100km2范圍內(nèi)的有效儲存量約980×104t，對于30×104t/a的儲存規(guī)模使用年限大于30a。

C區(qū)：目標儲層為漸新統(tǒng)砂巖。該地區(qū)砂巖儲層平均孔隙率18%～25%，平均滲透率為0.274～0.302μm2，最大可達2.03μm2，物性條件好。主力儲層厚度大，砂體連續(xù)性好，儲層壓力一般。平均100km2范圍內(nèi)的有效儲存量約2 740×104t，對于30×104t/a的儲存規(guī)模使用年限大于30a。

4.1.3 社會環(huán)境風(fēng)險

A區(qū)：主要存在采煤塌陷和伴生的地裂縫地質(zhì)災(zāi)害，但影響深度局限于400m以淺，現(xiàn)狀條件下對CO2地質(zhì)儲存影響小，危害小。目標靶區(qū)與國家及地方城鄉(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃要求無沖突，無國家重點保護植物，植被覆蓋較低。該目標靶區(qū)對當?shù)氐娘嬘盟赡軙嬖谝欢ㄓ绊?，但影響不大。人口密度相對較大，不利于CO2地質(zhì)儲存。

B區(qū)：土壤鹽漬化比較嚴重，但對于CO2地質(zhì)儲存沒有影響，地質(zhì)災(zāi)害條件良好。目標靶區(qū)與國家及地方城鄉(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃要求無沖突，無國家重點保護植物，植被覆蓋較低。該目標靶區(qū)對當?shù)氐娘嬘盟赡軙嬖谝欢ㄓ绊懀绊懖淮?。人口密度相對較大，不利于CO2地質(zhì)儲存。

C區(qū)：東南部為烏拉山的西端，地形切割強烈，溝谷發(fā)育，時有崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。目標靶區(qū)與國家及地方城鄉(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃要求無沖突，無國家重點保護植物，植被覆蓋較低。該目標靶區(qū)對當?shù)氐娘嬘盟赡軙嬖谝欢ㄓ绊?，但影響不大。人口密度相對較大，不利于CO2地質(zhì)儲存。

4.1.4 經(jīng)濟適宜性

A區(qū)：當?shù)氐拿夯て髽I(yè)可提供充足的碳源。主要礦產(chǎn)資源為淺表部侏羅系延安組賦存的煤炭資源，CO2地質(zhì)儲存對礦產(chǎn)資源開發(fā)不造成影響。

B區(qū)：托克托電廠是重要的碳源，2013年發(fā)電量約為280億kW·h，具備充足的碳源。該地區(qū)沒有礦產(chǎn)資源的開采，不會造成礦產(chǎn)壓覆。

C區(qū)：烏拉山電廠是地區(qū)重要碳源，2013年發(fā)電量約為28億kW·h，，具備充足的碳源。該地區(qū)沒有重要礦產(chǎn)資源的開采，不會造成礦產(chǎn)壓覆。

4.2 評價結(jié)果

依據(jù)以上的分析，對3個目標靶區(qū)的評價指標進行打分，并通過層析分析法進行綜合評定，評價結(jié)果見表8。

在3處目標靶區(qū)中，伊旗布連溝目標靶區(qū)CO2地質(zhì)儲存條件最好，托克托三間房目標靶區(qū)次之，烏拉特新安目標靶區(qū)最差，故可將伊旗布連溝目標靶區(qū)作為CO2地質(zhì)儲存工程優(yōu)選場地和進一步開展工程場地選址的專項調(diào)查區(qū)。

表8 目標靶區(qū)適宜性評價結(jié)果Table 8 Evaluation results of targets

表8（續(xù)）

5 結(jié)語

本文對深部咸水層CO2地質(zhì)儲存地質(zhì)目標靶區(qū)進行了定義，提出了深部咸水層CO2地質(zhì)儲存目標靶區(qū)篩選的指標體系，包括安全性、儲層條件、場地地面環(huán)境條件和經(jīng)濟適宜性4大評價指標層以及47個具體評價指標，并結(jié)合已有的CO2地質(zhì)儲存或相關(guān)領(lǐng)域的工程實踐系統(tǒng)地探索了評價分級標準；還提出將層次分析法和多因子空間疊加法兩種評價方法應(yīng)用于目標靶區(qū)選址過程，并推薦了評價指標的權(quán)重，具有較好的借鑒價值；通過對3處目標靶區(qū)CO2地質(zhì)儲存條件評價的實例，證明了該評價指標體系在目標靶區(qū)篩選過程中具有較好的可操作性和推廣應(yīng)用價值。所提出的評價指標體系還處于探索階段，具體評價指標及其權(quán)重的確定與應(yīng)用，仍需結(jié)合實際的地質(zhì)條件、選址目的、社會經(jīng)濟發(fā)展以及技術(shù)水平做適當調(diào)整。

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Method of Target Area Selection of CO2Geological Storage in China

Jia Xiaofeng1，Zhang Yang1，Zhang Hui1，Diao Yujie1，Li Xufeng1，F(xiàn)an Jijiao1，Zhangchao1，Zheng Changyuan2，3

1.CenterforHydrogeologyandEnvironmentalGeologySurvey，ChinaGeologicalSurvey，Baoding071051，Hebei，China
2.QinghaiInstituteofHydrogeologyandEngineeringGeologyandEnvironmentalGeology，Xining810008，China
3.QinghaiKeyLaboratoryofHydrogeologicalandGeothermalGeological，Xining810008，China

On the basic of third-grade tectonic units potential and suitability evaluation results of suitable for carbon dioxide geological storage，learning from siting processes and methods，combining with geological conditions and technical methods level of China，we bring forward that the target scale can be determined by the four major evaluation index as layers of safety，reservoir scale，the ground environment conditions and economic suitability and 44detailed indexes.The authors still bring forward that evaluation methods，such as the analytic hierarchy process and multi-factors space superposition assessment methods，can be used in the process of selecting target.The authors evaluated the suitability of three typical targets in Ordos basin and Hetao basin，confirming this evaluation index system has better maneuverability and application value in selecting target.

book=1315,ebook=242

CO2geological storage；target area；site selection；site description；key indicators；geological safty；storage scale

10.13278/j.cnki.jjuese.201404210

P66

A

賈小豐，張楊，張徽，等.中國二氧化碳地質(zhì)儲存目標靶區(qū)篩選技術(shù)方法.吉林大學(xué)學(xué)報：地球科學(xué)版，2014，44（4）：1314-1326.

10.13278/j.cnki.jjuese.201404210.

Jia Xiaofeng，Zhang Yang，Zhang Hui，et al.Method of Target Area Selection of CO2Geological Storage in China.Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2014，44（4）：1314-1326.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.201404210.

2013-09-03

中國地質(zhì)調(diào)查局國土資源大調(diào)查項目（12120113006500）；國土資源部公益性行業(yè)科研專項（201211063）；中澳二氧化碳地質(zhì)封存國際合作項目（2013-12）；青海省科學(xué)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目（2013-Z-708）

賈小豐（1982—，男，工程師，碩士，主要從事水文地質(zhì)調(diào)查和二氧化碳地質(zhì)儲存研究，E-mail：jiaxiaofengdaxia＠163.com。