摘要 ：二氧化碳捕集與地質封存(CCGS)技術對二氧化碳減排工作具有重要意義。二氧化碳地質封存所能實現的減排效果，首先需要對封存區域的地質封存潛力進行準確的評估。本文綜述了二氧化碳地質封存金字塔概念及地質封存規模和尺度劃分方法。二氧化碳地質封存金字塔分為理論封存能力、有效封存能力、實際封存能力和匹配封存能力四個遞進的層級。封存規模和尺度可劃分為國家級、盆地級、區域級和局部級。封存層級和尺度的劃分是開展二氧化碳地質封存評估的前提和必要條件。

　　關鍵詞 ：二氧化碳 ;封存金字塔 ;地質封存評估

　　1　封存潛力金字塔

　　二氧化碳地質封存能力可以被概念化為一個資源金字塔，分為理論封存能力、有效封存能力、可執行封存能力和匹配封存能力四個遞進的層級，如圖 1 所示。與封存能力測算有關的地質和經濟不確定程度占據金字塔上的不同位置。

　　1.1　理論封存能力理論封存能力代表了地質系統能夠承受的物理極限。它假設了地層中所有的空間都是可以用于二氧化碳封存的這樣一個前提，即二氧化碳充滿孔隙空間，或最大化溶解于地層流體，或 100% 的吸附于整個煤層。理論封存能力代表了封存能力評估的上限，但這是一個不切實際的數據，因為在實際操作中經常會受到物理、技術、法規和經濟界限等多種因素的影響。

　　1.2　有效封存能力有效封存能力也稱作可實現的封存能力，是理論封存能力的一個子集。它是通過一定的地質和工程技術能夠獲得的封存能力，也充分考慮了部分物理上可行的理論封存能力。有效封存能力會因獲得了新的數據或者認知而發生改變，因此具有不確定性。

　　1.3　可執行封存能力可執行封存能力是有效封存能力的一個子集。可執行封存能力考慮了技術、法律法規、基礎設施和經濟界限等對封存能力的影響。可執行封存能力會因技術、政策、法規和經濟情況的改變而發生變化。可執行封存能力類似于礦業中儲量的概念，也具有一定的不確定性。

　　2　評估規模與尺度

　　開展二氧化碳封存過程中，應用于二氧化碳封存能力評估的方法，以及必需的數據在類型和級別等細節上的差異，決定了地質封存評估的規模和尺度。實際操作中，可以將地質封存評估從四個規模與尺度展開。

　　2.1　國家級評估國家級評估是最高級別的評估，是在一個連續的行政(國家)地理區域內，常包含多個沉積盆地或不同行政區域的部分盆地開展的評估。這項評估將確定某個國家是否具有充足的二氧化碳封存能力，哪些類型的封存是可行的，以及存在哪些挑戰或風險，但不必量化國家級封存潛力。國家級評估對數據的要求最低，多使用來自于公開領域的數據。大多數情況下，這種評估是識別一個國家的沉積盆地是否具有較好的封存潛力，從而建立未來的研究目標和方向。

　　2.2　盆地級評估盆地級評估是較國家級評估更精細的一個評估級別。它關注的是一個特定盆地，評價并量化其封存潛力，同時確定最好的(或有前景的)二氧化碳封存區域與場地及其類型，通常也會涉及到盆地內或盆地周邊主要的二氧化碳源。該級別的評估需要更多的數據分類和詳細程度更高的區域評價，關注的常是特定類型的封存，如僅關注油氣儲層。在加拿大阿爾伯塔省和威利斯頓盆地的石油和天然氣儲層 [2]、澳大利亞的海燕子盆地 [3] 等均開展了盆地級的封存潛力評估工作。

　　2.3　區域級評估區域級評估是針對沉積盆地上連續區域的評價，可定義為存在大規模二氧化碳碳源和已知的大規模二氧化碳封存潛力區。區域級評估有助于二氧化碳封存場地的識別，并可以為二氧化碳長期注入提供評估框架。例如，在加拿大威利斯頓盆地開展的韋本項目評價了 200 km×200 km 區域范圍的二氧化碳地質封存能力 [3]。

　　3　結論

　　二氧化碳地質封存金字塔分為理論封存能力、有效封存能力、實際封存能力、匹配封存能力四個遞進的層級，封存規模和尺度可劃分為國家級、盆地級、區域級、局部級，隨著區塊范圍和沉積層序的增大，評估對詳細級別和數據精確度的需求降低。國家級和盆地級的評估多是政府機構用于寬泛的評價二氧化碳封存潛力和建立未來方向的方法。區域級評價往往由政府機構或工業單位根據規模和目標來開展評估。局部級的評估則多是企業為封存場地選擇、許可、設計和建設做的前期準備。總體而言，封存層級和尺度的劃分是開展二氧化碳地質封存評估的前提。

　　參考文獻 ：

　　[1] CSLF (Carbon Sequestration Leadership Forum), 2005: A taskforce for review and development of standards with regards to storage capacity measurement; CSLF-T-2005-9 15, August 2005,16.

　　[2] Bachu, S. and J.C. Shaw, 2005:CO2 storage in oil and gas reservoirs in western Canada: effect of aquifers, potential for CO2-flood enhanced oil recovery and practical capacity. In: Proceedings of the 7th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, Volume 1: PeerReviewed Papers and Overviews, (E.S. Rubin, D.W. Keith and C.F. Gilboy, eds.), Elsevier, 361~369.

　　《二氧化碳地質封存層級和尺度劃分標準探討》來源：《中國石油和化工標準與質量》，作者：梁凱強 ，王宏 ，楊紅 ，康宇龍 ，李珊珊。