衡阳盆地白垩系风成砂岩储集层压缩二氧化碳储能数值模拟评价

摘要

为探究衡阳盆地深部含水层压缩二氧化碳储能的可行性，本研究以白垩纪古沙漠风成沉积地层红花套组砂岩储集层为研究对象，结合岩石学特征实验与场地尺度数值模拟，系统评价其储碳与储能潜力。通过岩石薄片、扫描电镜及孔渗测试，揭示了红花套组砂岩以中—细粒长石石英砂岩为主，钙质胶结作用强烈，砂岩储集层孔隙度和渗透率呈现低孔低渗特性。上覆泥岩盖层致密，展布稳定，形成良好储盖组合。基于实验数据，建立压缩CO₂储能系统三维数值模型，模拟结果表明：储集层渗透率为15×10^-3μm^-2时，60天循环注采中压力波动范围不大于0.5MPa，地下储气库能量效率达99.98%以上；同时，低温CO₂注入引起井周地层温度降低（降幅达5℃），孔隙压力积聚（最大1.27MPa），有效应力局部降低，储集层垂向位移显著。研究表明，红花套组砂岩具备储碳与储能潜力，但储集层低渗性限制注采规模，需通过酸化或压裂改造优化孔渗性能以实现规模化应用。本研究为古沙漠风成砂岩的地下空间利用及低碳能源技术开发提供理论参考。

关键词

压缩二氧化碳储能 / 数值模拟 / 风成沉积 / 衡阳盆地 / 湖南省