2022年七月七日，工业和信息化部、发展改革委、生态环境部关于印发工业领域碳达峰实施方案的通知落地。全国各省份积极响应，纷纷出台地方指导文件，标志着我国碳减排事业的全面铺开。二氧化碳地质封存技术作为实现我国“双碳”目标的重要一环，引起国内高校和大量生产单位的重点关注。

然而，我国二氧化碳地质封存技术起步较晚，目前仍没有一套相对完整的行业规范；且就该技术而言，涉及环节众多，理论相对复杂，对于行业的新入局者不太友好。因此，结合时代背景，我们首次尝试对二氧化碳地质封存技术进行系统规整，涵盖技术背景、技术特色、发展演化、国际标准解读、关键性技术说明、研究热点追踪、研究方法论述和数值模型构建等诸多方面，以期降低大家学习难度与时间成本。

鉴于数值方法是当前二氧化碳地质封存研究的主要工具，数值模型构建与计算是本次培训的重点。结合不同数学模型的拆分讲解，我们提供了一套完整的软件架构和解决方案（PHREEQC + TOUGH Family + CMG），能够处理复杂多相流体运移过程中的水-热-力-化（Hydraulics-Thermodynamics-Mechanics-Chemistry, THMC）多场耦合问题。特别地，考虑到目前二氧化碳地质封存技术主要应用于提高原油回采率（Enhance Oil Recovery, EOR），培训中追加了CMG软件说明与练习，保证了解决各类实际问题的适用性。

该培训旨在系统解读二氧化碳地质封存技术及其行业发展趋势，缕清二氧化碳地质封存中的不同科学问题与关键矛盾，并通过大量实例练习，重点培养学员数值建模的能力，以面对未来复杂场地数值建模工作。

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1. 全球环境问题与CCS的提出、使命及向CCUS的转化

1. 全球已有CCS工程概述及中国CCS历史进程与未来规划

 

1. CCS一般流程与关键性技术说明

1. CCS主要的研究手段讨论

1. CCS学术热点问题讨论

1. CCS数值模型构建方法与常用软件介绍

一、

CCS背景介绍、发展历程及已有CCS工程概述

了解全球环境问题、能源问题及各种表观冲突下的大国政治博弈，深刻理解CCS提出的历史使命；

整理说明世界范围内已建设CCS工程类型、设计初衷、设计与实际储量、以及暴露出的问题；

针对中国CCS历史进程、发展现状与未来规划进行阐述，包括适宜封存场地分布、储量估算、已有工程建设经验、未来设计建设工程统计等。

1.1 全球环境问题与可持续发展（IPCC 2022）

1.2 CCS技术的诞生、发展及向CCUS的逐步转化

1.3 世界范围内重要CCS工程概述

1.4 中国CCS历史进程与“双碳”目标下未来规划

二、

CCS相关标准解读与关键性技术说明

我国CCS相关规范相对起步较晚，目前仍没有发布针对整个行业链的、一套完整的CCS规程。鉴于此，主要参考加拿大和ISO国际标准展开介绍，并追加部分国内CO2-EOR油气行业规范进行解读。

结合上述规范，介绍部分CCS关键性技术，包括碳源的收集、压缩、传输，注入场地选址，注入管理与监测等。

2.1 CCS相关标准介绍与解读

三、

二氧化碳地质封存的一般过程与封存机理讲解；

CGS学术热点问题汇总、分类与分析；

CGS主要研究手段介绍。

针对二氧化碳地质封存（Carbon Geological Storage, CGS）的一般过程与碳封存机理进行说明，深刻理解多相流多组分运移过程的复杂性（碳循环与归宿，多相流的特殊性）；了解碳封存机理（构造封闭，溶解捕获，残余捕获，矿物固定），并掌握不同时空尺度下二氧化碳地质封存中的主要矛盾。

目前，关于CGS过程研究依据时空尺度、研究领域（水动力、热效应、化学过程、力学效应）不同呈现出百花齐放的状态，宏观上的目标都是为了解决二氧化碳注入性、可持续性和封存安全性服务。

目前，CGS主要研究手段包括：自然类比，理论计算，实验与试验等方法。

3.1 CGS一般过程及储层中碳封存机理演化

四、

CGS数值模型构建方法及常见软件讲解

系统介绍GCS过程所涉及的流体动力场（H-Hydraulic）、热力学（T-Thermodynamics）、力学（M-Mechanics）和化学场（C-Chemical）基本微分方程，理解多相流的常规处理方法，了解多场耦合数值方法、编程与软件设计思路等。

介绍GCS研究中认可度较高的部分软件，包括商业软件TOUGH系列软件，CMG Suite，开源软件PHREEQC、MUFITS、GEOSX、OGS、PELOTRAN等。

4.1 GCS数值模型构建方法与多场耦合

五、

PHREEQC、TOUGH、CMG、TOUGH-CSM等软件讲解及建模训练

根据软件学习难易程度以及CGS过程中所涉及场的维度差异，系统介绍PHREEQC、TOUGH-ECO2N、TOUGHREACT、CMG-GEM以及TOUGH-CSM模块或软件。

其中，PHREEQC偏向于静态水岩反应，面向实验室高压釜和驱替装置的碳储模拟，短板为多相流无法处理；出路：IPHREEQC，OGS；TOUGH-ECO2N模块是TOUGH家族中专门面向CGS开发的、处理咸含水层中碳封存流体运移和温度影响的利器；更进一步，TOUGHREACT和TOUGH-CSM是在ECO2N基础上，分别耦合了化学和力学模块，使得TOUGH能够从容面对CGS过程中复杂的水岩相互作用和流固耦合问题。

CMG-GEM模块则更加全面，实现了THMC的全耦合模拟。特别地，CMG对于油气开发支撑度更好，能够全面支持CO2-EOR数值建模。

5.1 PHREEQC软件介绍及在CGS过程中的应用

六、

CCS开发中潜在环境地质问题讨论，

课程总结、

讨论与展望。

“双碳”目标下二氧化碳地质封存技术应用前景及模型构建实践方法与讨论直播课 (qq.com)