页岩气开发的进展:资源评估,生产机制和二氧化碳封存潜力
Wuquan Li1, Yunfeng Liang1, Jinrong Cao2
1Department of Systems Innovation, School of Engineering, The University of Tokyo, Tokyo 113-8656, Japan.
页岩气研究审查了现场气体估计,生产和二氧化碳储存潜力. 将二氧化碳 (CO2) 注入页岩储可以提高甲 (CH4) 的回收,并提供显著的二氧化碳捕获能力.
科学领域:
- 地质科学和环境科学 地球科学和环境科学
- 石油工程是石油工程中的一个.
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 页岩气是重要的能源资源,二氧化碳注入正在探索,以提高甲 (CH4) 回收和减少排放.
- 页岩水库具有复杂的孔隙结构,包括微孔 (<2 nm) 和中孔 (2-50 nm),显著影响气体行为.
- 了解页岩纳米孔内的气体状态 (自由,吸附,吸收) 对于准确的气体在位 (GIP) 估计至关重要.
研究的目的:
- 审查页岩气研究的关键方面:现场气体 (GIP) 估计,生产机制和二氧化碳储存潜力.
- 强调在页岩气储库中微孔和中孔的重要性.
- 为页岩能源开发和二氧化碳封存中的模拟和实验提供方法指南.
主要方法:
- 检查孔腔形态和拓特征技术 (电子显微镜,探头气体吸附,连接性分析).
- 使用吸附模型和过量到绝对转换方法评估气体状态和吸异温.
- 分析分子模拟模型,实地测试和在页岩中注入二氧化碳 (huff-n-puff) 的实验.
主要成果:
- 总结了六个典型的页岩水库的页岩孔特性和水库条件.
- 分子模拟突显了含有微孔和中孔的素模型对于准确的吸附行为的重要性.
- 二氧化碳注入有效地增强了CH4的回收和封存二氧化碳,因为它与CH4.4相比具有更高的亲和力.
- 据估计,全球页岩二氧化碳储存能力超过570 Gt,假设二氧化碳取代了技术上可回收的CH4.
结论:
- 页岩气储库为增强的甲生产和大规模的二氧化碳捕获提供了巨大的潜力.
- 双孔系统 (微孔和中孔) 对于理解气体行为和优化二氧化碳注入策略至关重要.
- 本次审查支持未来的页岩能源开采和碳捕获,利用和储存 (CCUS) 的研究和开发.
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