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气候变化对人类生存和发展提出了严峻挑战。目前科学界主流观点认为，因人类燃烧大量化石燃料而释放的温室气体(主要是CO2)，是导致自工业化以来全球平均气温升高的主要原因。二氧化碳捕集与封存(CO2CaptureandStorage，CCS)技术作为稳定大气温室气体浓度的减缓行动组合中的一种选择方案，受到广泛关注。CCS是指“将二氧化碳从工业或相关能源的排放源分离出来，输送到一个封存地点，并且长期与大气隔绝”;包括捕集、运输、封存等环节。CO2的安全封存是CCS的最终落脚点，从某种程度上讲封存的可行性决定了CCS技术的可行性。同时，这也是碳捕集与封存过程中风险最大的一个环节，因此选择适合CO2长期封存的地质层显得尤为重要。CO2地质封存地必须使用系统的筛选过程，综合考虑盆地大小和深度、地质特性、水文地质、地质热力学特性以及自然资源、基础设施等因素，同时还与经济、政治、社会因素紧密相关。评价系统对每个标准分配适当的权重，并依据每个标准对封存场所打分然后排序。建立完善的封存场地的选择标准，是选择合适封存地点、确保安全封存的前提条件。为了确保CCS项目能够安全、顺利开展，国外有关专家、学者就封存场地的选择及特征描述进行了研究。巴楚(Bachu)在盆地级别上给出了15条对封存场地的选址标准[1]。这些标准可以分为五大类[2]：(1)地质特性;(2)水文及地热特性;(3)油气资源及产业成熟度;(4)经济合理性;(5)社会、政治因素。卡尔迪(Kaldi)和吉布森-普尔(Gibson-Poole)在巴楚(Bachu)和CSLF(碳封存领导人论坛)2007年[3]所做工作的基础上，按照研究对象尺度以及不确定性，将封存场址选择划分为地区级筛选与盆地级筛选，除建立盆地级筛选标准外，还相应提供了在国家级别上筛选沉积岩盆地的标准体系[4]。欧德伯格(Olderburg)基于CO2封存地泄露可能性及其影响建立了一套封存场地筛选及排序框架[5]。与此同时，针对目前技术上成熟的CO2地质封存媒质，肖(Shaw)等提出了用于CO2-EOR的油气藏快速筛选、排序方法[6];查德威克(Chadwick)等编制了《深部咸水层CO2封存最佳实施手册》[7]。另一方面，一些国际组织和国家政府正在改善法规管理体系和CCS推行机制，建立有利于CCS的认同以及安全、快速发展的环境。目前已出台的CCS管理法规包括欧盟《碳捕集与封存指令》[8]、美国的《CO2捕集、运输和封存指南》[9]、澳大利亚《CO2捕集与封存指南-2009》[10]以及挪威船级社(DNV)编制的《CO2QUALSTORE—CO2地质封存场地和项目的选择、特征描述和资格认证指南》[11]。这些针对CCS项目的管理文件，都涉及封存选址的制度化与规范化，为实施CO2地质封存提供了法律框架。目前国内CO2地质封存还处在示范阶段，有关注入、封存的场地选择及特征描述的实际经验不多，缺少明确的、量化的场地选择标准和场地勘察技术。因此，有必要在现有文献的基础上，着重对选址标准的关键特征进行分析与汇总，为将来中国建立CO2地质封存选址标准提供借鉴与依据。

1CO2地质封存选址的一般流程及主要标准CO2地质封存选址是一个系统的过程。根据欧盟《碳捕集与封存指令》，描述场地、评估封存可行性及潜力分为三步：首先收集潜在封存场地的数据信息;第二步建立封存场地的3D静态地质模型;第三步是描述封存地的动态特性，对其进行敏感性分析及风险评估，论证在允许的注入速度下，能够埋存特定量的CO2，并且不会造成不可接受的风险。本文关注的是选址标准的静态特征，未涉及后期的动态模拟仿真及敏感性分析、风险评估。此外根据研究对象的规模，需要对潜在的CO2封存场地进行逐级遴选。借鉴两阶段筛选法[4]，首先是在盆地级别上进行评估，该过程往往用在进行封存容量评估和现场勘察前，大尺度评估一个沉积盆地封存CO2潜能的优劣，确定沉积盆地的适宜性;而后在此基础上对具体的封存场地进行更为详尽的挑选。随着研究对象不断具体与细化，对筛选标准的详细程度和数据的精确性要求不断提高，相应地，需要投入更多的时间和成本。CO2地质封存选址的一般流程如图1所示。无论是地区级筛选还是盆地级筛选，其筛选标准都可分为排除标准和适宜条件两类。一旦满足某一排除标准，一般便不对其作进一步考虑，比如不可接受的泄露风险或者遭到公众强烈反对。个别排除标准会随着时间发生改变，比如项目的经济性、尚在生产中的油气田的可行性。所谓适宜条件是指一些筛选特征可以使得一个研究对象优于另一个。适宜条件是一系列理想指标，这些标准需要平等对待。即使一个场地没有满足其中一个标准，不能立刻将其剔除，只是降低了它的可取性或适宜度。

根据目前国内外对场地选择标准的基本认识，封存场地必须具备以下特征：足够大的封存容量和可注入性;密封性良好的盖层;稳定的地层。此外还要考虑盆地特征(构造活动、沉积类型、地热及水力学状态);盆地资源(碳氢化合物、煤、盐分);工业成熟度及基础设施;经济发展水平;环境问题;公众教育及对封存态度等社会问题等其他因素。本文将选址标准划分为地质特征、工程特性、社会-经济特性三大维度。表1列出了CO2地质封存选址主要涉及到的地质特征及工程特性两大类的筛选标准。考虑到社会环境因素的影响，以下地区不适宜用作CO2封存：(1)场地位于保护区或保留地，比如国家公园、自然保护区、军事区或禁止钻井和开发地区(比如美国和加拿大部分水域)。(2)由于各种原因没有获得场地的使用权不适宜用作CO2封存。(3)由于第三方权益使得潜在场地，比如油气藏不能用于CO2封存。(4)场地位于高密度居民区，会引起公众反对。(5)封存场地可能影响其他动植物栖息、矿产资源开发等。(6)不具备监控潜力的场地。法律要求场地的审批、施工和废弃都应包括对注入CO2的监测，缺乏监控能力或者监控能力很弱的场地一般不会通过审批。

2目前成熟的适于CO2地质封存的媒质特征可以利用的CO2地下封存场所多种多样，深部咸水层、油气藏和煤层等都可以为CO2地质封存提供有效场所。其中深部咸水层的封存潜力最大，其次为油气藏，不可开采的煤层再次之。在满足上述的一般选址标准下，本节将详细讨论这三类适于CO2封存的媒质所具备的特征。

2.1深部咸水层适合CO2地下地质封存的地下咸水层一般是指一定深度下，被微咸或半咸的水充填的具有较高孔渗特性的岩层。这类咸水不适于农业及人类生产生活使用。挪威斯莱普纳(Sleipner)项目是目前世界上最成功的CO2咸水层封存项目，每年向于特西拉(Utsira)储层注入约1×106tCO2。

2.1.1储层性质(1)地质特征。断层、断裂和不完整等构造可能形成CO2向上运移通道，逸出地表，不利于封存。有一定倾角的地层是CO2封存理想场地，可加强垂向运移，缩短最大水平运移距离;同时可增加残余气捕获。(2)岩石矿物成分。岩石组成对于CO2封存及地质化学反应影响重大。在地下深部咸水层中，最利于CO2地质封存的是砂岩。由于CO2的密度小于地层水的密度，因此注入咸水层中的CO2会在浮力的作用下向上移动。这种运动由于受到低渗透性岩层(如泥岩薄层)或透镜体(如泥岩或页岩透镜体)的遮挡而呈现出不规则性，遇到合适的地层或构造圈闭就会存储起来。另外，一般砂岩或碳酸盐岩中孔隙或裂缝发育程度较好，大部分易被水充填形成咸水层。相反，结晶和变质的岩石，如花岗岩不适宜形成咸水层，也就不适合封存CO2。(3)储层厚度。相比薄层，厚的储层更适宜封存CO2，不仅因其有更大的封存容量，同时它可以允许不同的注入策略，比如在底部注入，让CO2羽流上升。CO2羽流越小，与蓄水层水接触面积越大，增加CO2溶解，增强残留气捕获，通过地球物理学方法来监测CO2羽流的可能性增强。建议地下咸水层的厚度应大于50m[7]。(4)孔隙度及渗透性。研究[12]表明，平均横向渗透率对CO2量和注入能力的影响最大。研究[13]建议，适合储存CO2的地下咸水体，孔隙度应大于20%，渗透系数应大于500mD。

2.1.2盖层性质盖层封堵性：地下咸水层应具有低渗透性的盖层(如泥岩、页岩)，和允许地下咸水体透过的边界，以便注入的CO2得到地下咸水的置换空间。建议盖层的厚度应大于100m[7]。盖层承压情况：为了保证封存的安全性，避免由于CO2注入导致盖层断裂引起泄露，要求盖层所承受压力必须大于注入CO2产生的最大压力。