近日，我重点实验室钟志课题组在温室气体控制领域期刊《International Journal of Greenhouse Gas Control》发表了题为“Numerical simulation of CO2 storage by basalts in Xingouzui formation, Jianghan Basin, China”的科研论文，研究表明，未经改变的玄武岩与CO2之间的反应性强，CO2固定量可达每立方米22-49千克；而经改变的玄武岩与CO2的反应性明显降低，固定量可能减少超过90%。
CO2等温室气体的排放导致全球变暖，严重地威胁着人类赖以生存的地球。“碳中和，碳达峰”是我国针对全球气温变化作出的重要国家战略，CO2地质封存一直是“双碳“战略中的关键技术。江汉盆地，位于长江、汉水之间的江汉平原，面积约3.6万平方公里，其中古近系潜江组、沙市组等含盐系赋存有高温富钾卤水资源，卤水储量初步估算在1200亿立方米左右，富含钾、钠、硼、锂、钙、碘、溴，矿化度达到325g/L，部分地区的氯化钾超过工业开采品味，属于大型工业型综合性盐湖矿床。针对目前江汉盆地油气资源处于开发后期，特别是还存在储层渗透性低、非均质性强的问题，卤水资源接替油气资源将可能成为江汉盆地重要的液体矿产资源，且江汉盆地为含油气盆地，本身具备较好的封存CO2的储盖层条件。
本研究通过对江汉盆地兴沟嘴组玄武岩对二氧化碳（CO2）的储存能力进行研究，发现未经改变的玄武岩与CO2之间的反应性强于经改变的玄武岩；在进行CO2注入后，未经改变的玄武岩的最大CO2矿物固定量可达每立方米22-49千克；然而，经改变的玄武岩与CO2之间的反应性明显降低，固定量甚至可能减少超过90%。研究还指出，考虑储层孔隙度和渗透率变化对流动的反馈是估算CO2矿物固定的重要因素。通过CO2和水的共注入可以促进CO2溶解和矿物固定，提高固定效率。
图1 CO2注入一年后矿物的体积分数变化情况。
这项研究为沉积盆地中玄武岩形成的CO2储存提供了重要见解，为CO2减排和地下储存提供了新的思路和方法，对于应对气候变化具有重要意义，研究将继续深入探讨玄武岩对CO2的储存机制。另外，本研究深入探讨玄武岩对CO2的储存机制，并为今后在CO2在砂岩-玄武岩系统中进行地质封存的研究奠定了基础。
该研究得到国家自然科学基金、湖北省重点研发项目的联合资助。
论文信息：
Title: Numerical simulation of CO2 storage by basalts in Xingouzui formation, Jianghan Basin, China
Authors: Ruirui Zhao, Zhi Zhong, Ying Yu, Rong Lü, Tingting Shi, Ningtao Wang, Jianmei Cheng*
Source: International Journal of Greenhouse Gas Control
DOI: 10.1016/j.ijggc.2024.104133
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1750583624000768?via%3Dihub#fig0002
