趙勇，李久娣，楊鵬程，沈珊，王丹萍，董鑫，朱睿哲

中國(guó)石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司，上海 200120

近年來(lái)，減少CO2為主的溫室氣體過(guò)量排放可有效抑制全球氣候變暖并改善生物生存狀況已經(jīng)在國(guó)際上達(dá)成共識(shí)[1-2]。為了有效減排溫室氣體，早在1997 年，《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》締約方簽署了發(fā)達(dá)國(guó)家率先減排的《京都議定書(shū)》，當(dāng)時(shí)中國(guó)雖然沒(méi)有承擔(dān)減排任務(wù)，但作為潛在的第一大排放國(guó)仍然面臨巨大壓力[3]，2020 年習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上發(fā)表重要講話(huà)并提出我國(guó)CO2排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，力爭(zhēng)2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。而CO2捕集利用及封存技術(shù)（CCUS）是能夠大量減少CO2排放、有效緩解全球氣候變暖的可行路徑[4]。國(guó)際能源署（IEA）提出至2050 年CCUS 技術(shù)將成為減排份額最大的單體技術(shù)[5]。在“雙碳”背景下，CCUS 將成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)不可或缺的關(guān)鍵性技術(shù)之一[6]。目前CO2封存的主要方式包括酸化固定、海洋封存以及地質(zhì)封存，而地質(zhì)封存技術(shù)更成熟，封存潛力更大[7-8]，地質(zhì)封存的方式主要包括油氣藏、不可采煤層以及深部咸水層，其中深部咸水層封存潛力巨大，是目前CCUS工程中最具前景的地質(zhì)儲(chǔ)存體[9]。

根據(jù)中國(guó)碳核算數(shù)據(jù)庫(kù)（CEADs）碳排放量數(shù)據(jù)[10-13]， 2019 年度江浙滬三地碳排放總量達(dá)到1 378.9 Mt，占全國(guó)總排放量的12.7%，碳源規(guī)模較大。但陸上只有蘇北盆地具備較好的封存條件，其余大部分地區(qū)為前古生代的沉積巖以及變質(zhì)巖、巖漿巖發(fā)育區(qū)，因此開(kāi)展東海陸架盆地這一近海盆地的CO2封存潛力與適宜性評(píng)價(jià)意義重大。

根據(jù)評(píng)價(jià)精度差異可以將CO2地質(zhì)條件的潛力與適宜性評(píng)價(jià)分為5 個(gè)階段[14]，由低到高分別是區(qū)域級(jí)（E 級(jí)）、盆地級(jí)（D 級(jí)）、目標(biāo)區(qū)級(jí)（C 級(jí)）、場(chǎng)地級(jí)（B 級(jí)）和灌注級(jí)（A 級(jí)）[10]，東海陸架盆地的評(píng)價(jià)屬于D 級(jí)。東海陸架盆地因盆地面積大、地震活動(dòng)弱及儲(chǔ)蓋組合多，被諸多專(zhuān)家學(xué)者認(rèn)為是中國(guó)及近海陸緣盆地CO2地質(zhì)封存的最有利地區(qū)之一[14-15]，但目前針對(duì)該盆地CO2封存關(guān)鍵要素的研究少，缺乏對(duì)盆地內(nèi)二級(jí)構(gòu)造單元的評(píng)價(jià)優(yōu)選，重點(diǎn)封存層系和有利封存單元不明確，對(duì)封存潛力的認(rèn)識(shí)也不統(tǒng)一[16-18]，這制約了CO2封存區(qū)帶級(jí)和場(chǎng)地級(jí)的精細(xì)評(píng)價(jià)和優(yōu)選。本文以東海陸架盆地的二級(jí)構(gòu)造單元為研究對(duì)象，系統(tǒng)分析了不同單元CO2封存關(guān)鍵要素的差異，明確了CO2封存的重點(diǎn)層系和平面單元，并進(jìn)行了D 級(jí)封存潛力的計(jì)算，最終評(píng)價(jià)優(yōu)選了盆地內(nèi)CO2封存的最有利單元。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

東海陸架盆地位于中國(guó)東海海域，總體為NE 向，面積25 萬(wàn)km2，是中國(guó)近海陸架最大的沉積盆地[19]。構(gòu)造位置上，東海陸架盆地位于浙閩隆起區(qū)東部，釣魚(yú)島隆褶帶西部；盆地類(lèi)型上，為以新生代沉積為主的大型中、新生代疊合含油氣盆地[20]；在構(gòu)造格局上，東海陸架盆地平面上表現(xiàn)為明顯的“東西分帶、南北分塊”，自西向東分為西部坳陷、中部低隆起和東部坳陷，其中西部坳陷包括長(zhǎng)江凹陷、錢(qián)塘凹陷、甌江凹陷，中部低隆起包括虎皮礁凸起、海礁凸起、魚(yú)山凸起、武夷低凸起（劃分為雁蕩構(gòu)造帶、閩江凹陷以及臺(tái)北構(gòu)造帶），東部坳陷包括福江凹陷、西湖凹陷以及基隆凹陷（圖1）；東海陸架盆地縱向上則表現(xiàn)為“東斷西超、下斷上坳”的特征，新生代受歐亞板塊、太平洋板塊和印度板塊活動(dòng)的共同控制，構(gòu)造演化經(jīng)歷了古新世—始新世的斷陷期、漸新世—晚中新世的拗陷-反轉(zhuǎn)期和中新世之后的沉降期3 個(gè)演化階段[20-21]。盆地沉積厚度最大9 000～15 000 m，新生代地層發(fā)育齊全，由老到新沉積的地層有古新統(tǒng)月桂峰組（美人峰組）、靈峰組、明月峰組，始新統(tǒng)寶石組（甌江組、溫州組）、平湖組，漸新統(tǒng)花港組，中新統(tǒng)龍井組、玉泉組、柳浪組，上新統(tǒng)的三潭組以及更新統(tǒng)的東海群，古近系之下為中生界及元古界變質(zhì)巖基底[21]。因此，東海陸架盆地具有規(guī)模大、沉積地層厚、晚期構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的特征，這些地質(zhì)條件為盆地CO2封存奠定了良好的基礎(chǔ)。

圖1 東海陸架盆地構(gòu)造綱要圖Fig.1 Tectonic outline of the East China Sea Shelf Basin

2 CO2 封存關(guān)鍵地質(zhì)要素評(píng)價(jià)

2.1 構(gòu)造演化及地層特征

在太平洋構(gòu)造體制控制下，東海陸架盆地自白堊紀(jì)以來(lái)進(jìn)入弧后裂陷演化階段，盆地的構(gòu)造活動(dòng)和沉積中心具有自西向東的遷移規(guī)律[20]。其中西部坳陷于古新世進(jìn)入斷陷期，在始新世進(jìn)入坳陷期，始新世末抬升剝蝕，中新世進(jìn)入沉降階段；東部坳陷始新世進(jìn)入斷陷期，在漸新世至中新世進(jìn)入坳陷期，上新世后進(jìn)入沉降階段；而東側(cè)的沖繩海槽盆地自晚中新世以來(lái)成為了裂陷中心。在構(gòu)造活動(dòng)和沉積中心的遷移下，東海陸架盆地不同地區(qū)沉積地層厚度存在著明顯的差異，東部坳陷裂陷時(shí)間長(zhǎng)，地層發(fā)育齊全，沉積厚度為3 000～14 000 m，其中漸新統(tǒng)和中新統(tǒng)的厚度就達(dá)5 000 m。西部坳陷裂陷時(shí)間早且相對(duì)較短，缺失漸新統(tǒng)，沉積厚度多為4 000～5 000 m，甌江凹陷可達(dá)8 000 m 左右，其中古新統(tǒng)厚度就可達(dá)3 000～5 000 m。中部隆起的凸起上地層厚度多在2 000 m 左右，多為中新統(tǒng)以上地層直接覆蓋在前新生界基底之上。

結(jié)合盆地構(gòu)造遷移和地層發(fā)育特征，考慮CO2有利封存窗口（800～3 500 m），西部坳陷封存層系主要是始新統(tǒng)和古新統(tǒng)，其次為中新統(tǒng)；而東部坳陷封存層系主要以中新統(tǒng)和漸新統(tǒng)為主，封存地層新；中部隆起的凸起之上主要為中新統(tǒng)，但厚度薄。結(jié)合封存單元面積、地層發(fā)育情況可以初步推斷東部坳陷咸水層封存潛力更大。

2.2 區(qū)域地殼穩(wěn)定性

根據(jù)中國(guó)海域地震活動(dòng)研究結(jié)果，東海陸架盆地為地震活動(dòng)的圍空區(qū)，基本為無(wú)震穩(wěn)定區(qū)，歷史地震強(qiáng)度弱，零散分布震級(jí)小于6 級(jí)的震中[22]。對(duì)比而言，盆地東部沖繩海槽盆地則為地震活動(dòng)活躍區(qū)，其次為盆地西部的浙閩隆起帶以及陸區(qū)。

斷裂發(fā)育特征方面，盆地主要發(fā)育四期斷裂，即燕山期、喜馬拉雅早期、喜馬拉雅中期和喜馬拉雅晩期，其中晚期斷裂對(duì)CO2封存影響最大，研究表明東海斷裂活動(dòng)性隨著盆地演化由北向南、由西向東遷移，目前活動(dòng)斷裂主要分布在盆地東部沖繩海槽中南部以及盆地基隆凹陷南端，盆地主體現(xiàn)今斷裂活動(dòng)弱[23]。巖漿發(fā)育特征方面，海域巖漿巖多分布在隆起部位或凹陷的邊緣位置，發(fā)育時(shí)間為20～2 Ma[24]，其中西湖凹陷孤山1井1 996 m處實(shí)測(cè)凝灰?guī)r同位素年齡為14.7 Ma，現(xiàn)今巖漿活動(dòng)不活躍，保存條件好。

從地震活動(dòng)性、活動(dòng)斷裂發(fā)育以及巖漿發(fā)育情況可以判斷東海陸架盆地整體有較好的地殼穩(wěn)定性，基隆凹陷因活動(dòng)斷裂發(fā)育導(dǎo)致保存條件相對(duì)較差。

2.3 地?zé)峒八臈l件

東海盆地大地?zé)崃髦嫡w表現(xiàn)為西低東高，西部變化小而東部變化劇烈的特征。鉆井揭示，西部地溫梯度約為2.5℃/100m，大地?zé)崃?6 mW/m2；盆地東部地溫梯度為2.8～3.3℃/100m，大地?zé)崃?3～88 mW/m2；而東部沖繩海槽盆地為熱流高異常區(qū)[25]，表明東海陸架盆地地殼相對(duì)穩(wěn)定，東部沖繩海槽盆地相對(duì)劇烈。東海陸架盆地的地溫梯度和大地?zé)崃飨鄬?duì)低，有利于CO2封存。

平湖組以上地層根據(jù)構(gòu)造和沉積特征的差異可以劃分為平湖組、花港組、龍井組、玉泉組+柳浪組、三潭組+東海群5 個(gè)含水系統(tǒng)[26]，這些含水系統(tǒng)的地層水礦化度為6～30.66 g/L，縱向上平湖組、花港組和中龍井組為重碳酸鈉水型，平均為7 g/L，達(dá)到咸水級(jí)別；玉泉組上部和平湖組下部為高礦化度氯化鈣型水，為19.12～30.65 g／L，達(dá)到鹽水級(jí)別[27]?？梢?jiàn)平湖組以上的5 個(gè)含水系統(tǒng)均達(dá)到咸水層封存的礦化度標(biāo)準(zhǔn)，層系上中新統(tǒng)上部地層礦化度更高、水型更好且地層埋深更淺，是最有利的封存層系。

2.4 沉積及儲(chǔ)蓋組合特征

古新統(tǒng)沉積時(shí)期，東海陸架盆地南部受到海侵影響，形成了南海北陸的沉積格局[21]，南部以濱淺海-三角洲沉積環(huán)境為主，浙閩隆起物源進(jìn)入甌江凹陷，發(fā)育三角洲有利儲(chǔ)集體，北部長(zhǎng)江凹陷主要發(fā)育半深湖-三角洲沉積環(huán)境；始新統(tǒng)沉積時(shí)期，海水由南向北侵入，南部發(fā)育濱淺海-三角洲沉積環(huán)境，浙閩隆起仍是西部物源發(fā)育區(qū)，北部西湖凹陷表現(xiàn)三角洲-潮坪的海陸過(guò)渡相沉積環(huán)境，物源主要來(lái)自西側(cè)海礁凸起、魚(yú)山凸起及東側(cè)的釣魚(yú)島隆褶帶；漸新統(tǒng)主要發(fā)育在東部坳陷，以河流-湖泊沉積環(huán)境為主；中新統(tǒng)在全區(qū)都有分布，主要為河流-湖泊的陸相沉積環(huán)境為主。沉積體系的分布和演化進(jìn)一步?jīng)Q定了儲(chǔ)蓋組合的發(fā)育特征。

對(duì)不同地區(qū)鉆井的儲(chǔ)蓋組合進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)（圖2），東部坳陷和西部坳陷具有明顯的差異。西部坳陷的中新統(tǒng)主要發(fā)育河流相，砂地比普遍較高，區(qū)域蓋層缺乏，儲(chǔ)蓋組合一般，錢(qián)塘凹陷和甌江凹陷的鉆井揭示蓋層厚度僅20 m 左右，僅長(zhǎng)江凹陷鉆井揭示較好的儲(chǔ)蓋組合；古新統(tǒng)和始新統(tǒng)儲(chǔ)蓋組合相對(duì)有利，尤其是在甌江凹陷，在濱淺海背景下發(fā)育穩(wěn)定的三角洲沉積環(huán)境，儲(chǔ)蓋組合有利；前新生界的白堊系在錢(qián)塘凹陷和甌江凹陷也發(fā)育有利儲(chǔ)蓋組合，但埋深相對(duì)較大。東部坳陷的中新統(tǒng)和漸新統(tǒng)均發(fā)育河流-湖泊沉積環(huán)境，縱向發(fā)育多套有利儲(chǔ)蓋組合，均為有利封存層系，漸新統(tǒng)以下地層由于埋深大儲(chǔ)層物性變差；中部隆起的凸起之上中新統(tǒng)與西部坳陷沉積環(huán)境相似，且有火山巖發(fā)育，基巖以火山巖和變質(zhì)巖為主，儲(chǔ)蓋條件差。因此，東部坳陷潛在封存層系為中新統(tǒng)和漸新統(tǒng)；西部坳陷潛在封存層系為古新統(tǒng)—始新統(tǒng)，其次為中新統(tǒng)和前新生界地層。

3 封存潛力計(jì)算

3.1 計(jì)算方法

咸水層CO2封存的主要機(jī)理包括構(gòu)造地層封存機(jī)理、殘余氣封存機(jī)理、溶解封存機(jī)理、礦物封存機(jī)理以及水動(dòng)力封存機(jī)理[28-29]。由于構(gòu)造圈閉在咸水層儲(chǔ)量中所占比例很小，潛力計(jì)算過(guò)程中主要考慮殘余封存和溶解封存。咸水層CO2封存潛力的計(jì)算目前尚無(wú)統(tǒng)一方法，其中碳領(lǐng)導(dǎo)人論壇提出的方法考慮了溶解封存量和殘余封存量，在國(guó)際上影響力較大，本文主要采用該方法公式如下[30-31]：

其中，MCO2r為殘余氣封存量（t）；MCO2d為溶解封存量（t）；MCO2es為有效封存量（t）；

A為評(píng)價(jià)單元面積（km2）；H為儲(chǔ)層有效厚度（m)；Φ為儲(chǔ)層孔隙度（%）；ρi為地層水密度（kg/m3）；SCO2為CO2在地層水中的溶解度（mol/kg）；△Vtrap為評(píng)價(jià)單元內(nèi)深部咸水層的體積（m3）；SCO2t表示CO2的飽和度（%）；ρCO2r表示地層內(nèi)CO2密度（kg/m3）；E 為效封存系數(shù)，反映了CO2占據(jù)整個(gè)孔隙體積的比例，平均值取0.024[32-33]。

盆地D 級(jí)推定潛力的計(jì)算主要是對(duì)盆地二級(jí)構(gòu)造單元的咸水層封存潛力分別進(jìn)行計(jì)算而后累加得到，其中二級(jí)構(gòu)造單元的封存潛力計(jì)算為各層儲(chǔ)蓋組合封存量之和。儲(chǔ)層厚度以實(shí)鉆井剖面為依據(jù)進(jìn)行合理概化處理，對(duì)薄儲(chǔ)層段合理歸并；對(duì)儲(chǔ)層的孔隙度、含水飽和度等參數(shù)也進(jìn)行概化處理，取層段平均值；儲(chǔ)層面積主要結(jié)合評(píng)價(jià)單元的沉積相帶展布進(jìn)行合理圈定；CO2密度根據(jù)地層溫度和壓力利用插值法求?。灰毫髂媪骱蟊蝗﹂]的CO2的飽和度主要根據(jù)地層水孔隙度按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；初始地層水密度根據(jù)地層水礦化度按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；CO2在地層中的溶解度根據(jù)地層實(shí)際溫度和壓力按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。有效封存系數(shù)由于東海陸架盆地未做過(guò)針對(duì)性實(shí)驗(yàn)，按照國(guó)際能源機(jī)構(gòu)溫室氣體研發(fā)計(jì)劃中心提出的方案，取0.024[32]。無(wú)井地區(qū)的關(guān)鍵參數(shù)主要根據(jù)沉積環(huán)境、儲(chǔ)層埋深和儲(chǔ)層厚度等參數(shù)與有井區(qū)進(jìn)行類(lèi)比得到。

3.2 計(jì)算結(jié)果

對(duì)東海陸架盆地二級(jí)構(gòu)造單元進(jìn)行了封存潛力的計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表1，封存潛力最大的主要為東部坳陷的西湖凹陷和基隆凹陷，具有百億噸以上的封存潛力；其次為西部坳陷的甌江凹陷、長(zhǎng)江凹陷、錢(qián)塘凹陷以及閩江凹陷，具有50 億t 左右的封存潛力；最后是中部低隆起的凸起區(qū)，虎皮礁凸起、海礁凸起、魚(yú)山凸起以及臺(tái)北低凸起封存潛力在5 億～21 億t。從封存層系看，西部坳陷主要為古新統(tǒng)和始新統(tǒng)，其次為中新統(tǒng)和白堊系；東部坳陷主要為中新統(tǒng)和漸新統(tǒng)；凸起之上主要為中新統(tǒng)。各評(píng)價(jià)單元累加得到東海陸架盆地咸水層D 級(jí)推定潛力，為636.2 億t，可見(jiàn)東海陸架盆地咸水層封存潛力非?？捎^(guān)。

表1 東海陸架盆地二級(jí)構(gòu)造單元咸水層封存潛力計(jì)算表Table 1 Calculation of salty aquifers’ storage capacity of the secondary structural unit in East China Sea Shelf Basin

4 封存適宜性評(píng)價(jià)

4.1 評(píng)價(jià)體系建立

CO2封存D 級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但應(yīng)該遵循全面性與針對(duì)性結(jié)合、可行性與操作性結(jié)合、科學(xué)性與客觀(guān)性結(jié)合以及系統(tǒng)性與層次性結(jié)合的原則[34]，中外不同學(xué)者提出過(guò)不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[14,34-35]，本次在前人研究基礎(chǔ)上，結(jié)合東海陸架盆地地質(zhì)特點(diǎn)建立了東海陸架盆地的指標(biāo)體系，包括3 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)層和18 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)（表2）。

表2 東海陸架盆地D 級(jí)CO2 地質(zhì)封存適宜性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)表Table 2 Classification of suitability index criteria for D-level CO2 geological storage in the East China Sea Shelf Basin

評(píng)價(jià)指標(biāo)層主要包括地質(zhì)安全性、儲(chǔ)存規(guī)模和經(jīng)濟(jì)適宜性3 個(gè)方面，其中地質(zhì)安全性指標(biāo)主要包括地殼穩(wěn)定性和區(qū)域蓋層，由于東海陸架盆地整體處于地震圍空區(qū)，地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)重點(diǎn)針對(duì)活動(dòng)斷裂；區(qū)域蓋層條件是咸水層CO2封存的關(guān)鍵參數(shù)，設(shè)置了蓋層的巖性、蓋層厚度、蓋層分布的連續(xù)性、滲透率以及蓋層二次截留能力共5 個(gè)指標(biāo)。儲(chǔ)存規(guī)模指標(biāo)層主要包括構(gòu)造單元規(guī)模、區(qū)域性?xún)?chǔ)層和儲(chǔ)存潛力，構(gòu)造單元規(guī)模包括評(píng)價(jià)單元的面積和厚度2 個(gè)指標(biāo)；區(qū)域性?xún)?chǔ)層是咸水層CO2封存的關(guān)鍵參數(shù)，主要包括儲(chǔ)集巖的巖性、儲(chǔ)層厚度、儲(chǔ)層砂厚比、沉積相帶、孔隙度以及滲透率6 個(gè)指標(biāo)；儲(chǔ)存潛力主要包括D 級(jí)推定潛力以及單位面積D 級(jí)推定潛力2 個(gè)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)適宜性指標(biāo)層主要設(shè)置了勘探開(kāi)發(fā)程度和離岸距離2 個(gè)指標(biāo)，由于東海陸架盆地水深變化范圍不大，不再設(shè)置水深的評(píng)價(jià)指標(biāo)。該體系在指標(biāo)層和指標(biāo)方面舍棄了與勘探程度不相符的指標(biāo)以及區(qū)分度差的指標(biāo)，并且反映了東海陸架盆地地質(zhì)特點(diǎn)。

評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)主要參照《中國(guó)二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存適宜性評(píng)價(jià)與示范工程》[14]，但重點(diǎn)考慮了東海陸架盆地實(shí)際地質(zhì)特點(diǎn)，指標(biāo)分級(jí)兼顧客觀(guān)性和針對(duì)性，每個(gè)指標(biāo)分為5 級(jí)，分別對(duì)應(yīng)適宜、較適宜、一般適宜、較不適宜和不適宜，并分別賦值9 分、7 分、5 分、3 分和1 分，對(duì)于有多套儲(chǔ)層或蓋層單元的賦值按照每套儲(chǔ)層或蓋層的重要性加權(quán)平均。

對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)層和具體指標(biāo)評(píng)價(jià)的權(quán)重主要采用層次分析法[14]，層次分析法的核心是將決策者經(jīng)驗(yàn)判斷定量化，增強(qiáng)決策依據(jù)的準(zhǔn)確性，主要步驟包括構(gòu)造判斷矩陣、計(jì)算權(quán)重與一致性檢驗(yàn)，詳細(xì)計(jì)算過(guò)程和參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[36]。利用層次分析法對(duì)東海陸架盆地咸水層CO2封存適宜性的評(píng)價(jià)指標(biāo)層進(jìn)行了權(quán)重計(jì)算（表3），計(jì)算結(jié)果符合一致性檢驗(yàn)，結(jié)果表明儲(chǔ)存規(guī)模權(quán)重最高，其次為地質(zhì)安全性和經(jīng)濟(jì)適宜性。同理，對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)層利用層系分析法也開(kāi)展了權(quán)重計(jì)算，結(jié)果表明活動(dòng)斷裂、勘探程度、離岸距離、D 級(jí)推定潛力 、單位面積D 級(jí)推定潛力、蓋層厚度、蓋層滲透率權(quán)重較高（表4），均大于0.06。

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)層權(quán)重計(jì)算結(jié)果Table 3 Results of weight calculation on the evaluation index layer

表4 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果Table 4 Results of weight calculation on the evaluation index

評(píng)價(jià)單元的CO2地質(zhì)儲(chǔ)存適宜性綜合評(píng)分由各評(píng)價(jià)指標(biāo)層加權(quán)平均得到，計(jì)算公式如下：

式中，P為評(píng)價(jià)單元的CO2地質(zhì)儲(chǔ)存適宜性綜合評(píng)分值；n為評(píng)價(jià)因子的總數(shù)；Pi為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的給定指數(shù)；Ai-第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

4.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)東海陸架盆地二級(jí)構(gòu)造單元CO2封存的關(guān)鍵要素進(jìn)行打分評(píng)價(jià)（表5），地殼穩(wěn)定性盆地整體較好，但基隆凹陷近沖繩海槽活動(dòng)斷裂帶，活動(dòng)斷裂發(fā)育程度高；在區(qū)域蓋層方面，東部坳陷優(yōu)于西部坳陷，中部低隆起蓋層條件最差；在構(gòu)造單元規(guī)模方面，東部坳陷構(gòu)造面積大，沉積地層厚，其次為西部坳陷，最后是中部低隆起；在儲(chǔ)層條件方面，不同二級(jí)構(gòu)造單元均有儲(chǔ)層發(fā)育，東部坳陷主要為中新統(tǒng)、漸新統(tǒng)，儲(chǔ)層物性較好，西部坳陷主要為始新統(tǒng)和古新統(tǒng)，儲(chǔ)層物性稍差，中部低隆起也發(fā)育較好的中新統(tǒng)儲(chǔ)層；存儲(chǔ)潛力方面，東部坳陷整體儲(chǔ)存潛力較大，其次為西部坳陷，中部低隆起最??；在經(jīng)濟(jì)適宜性方面，西湖凹陷和甌江凹陷已建有油氣田，勘探程度最高，其余地區(qū)勘探程度較低；西部坳陷離岸最近，經(jīng)濟(jì)性最好，中部低隆起和東部坳陷次之。

表5 東海陸架盆地二級(jí)評(píng)價(jià)單元打分及綜合評(píng)價(jià)Table 5 Scoring and comprehensive evaluation of the secondary evaluation unit of East China Sea Shelf Basin

最終的評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表5 和圖3，評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，西湖凹陷是東海陸架盆地咸水層CO2封存的最有利遠(yuǎn)景區(qū)，具有單元面積大、沉積地層厚、勘探程度高、無(wú)活動(dòng)斷裂發(fā)育、儲(chǔ)蓋組合有利及封存潛力大的特點(diǎn)，唯一的不利之處是離岸距離稍遠(yuǎn)（300 km），整體為東海盆地最有利的封存單元。其次為西部坳陷的甌江凹陷，甌江凹陷勘探程度較高，地層厚度大，儲(chǔ)蓋組合發(fā)育，離岸距離近（100 km），也有一定的封存規(guī)模，不利之處是封存層系偏老，以始新統(tǒng)和古新統(tǒng)為主，中新統(tǒng)儲(chǔ)蓋條件較差；此外，錢(qián)塘凹陷、閩江凹陷、長(zhǎng)江凹陷和基隆凹陷也具備一定的CO2封存條件，但離岸距離相對(duì)遠(yuǎn)，儲(chǔ)蓋條件一般，封存適宜性中等。而虎皮礁凸起和魚(yú)山凸起由于地層少，儲(chǔ)蓋組合發(fā)育差，封存量小，封存適宜性較差。

圖3 東海陸架盆地二級(jí)評(píng)價(jià)單元CO2 封存適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 Results of CO2 storage suitability evaluation for secondary evaluation unit in East China Sea Shelf Basin

5 結(jié)論

（1） 東海陸架盆地具備咸水層CO2封存的有利地質(zhì)要素，具有盆地面積大、地殼穩(wěn)定性高、儲(chǔ)蓋組合發(fā)育、大地?zé)崃鞯鸵约昂到y(tǒng)發(fā)育的有利條件。在構(gòu)造和沉積差異演化控制下，東部坳陷和西部坳陷表現(xiàn)出不同封存特點(diǎn)，其中東部坳陷評(píng)價(jià)單元面積更大、地層發(fā)育齊全、儲(chǔ)蓋組合更好，封存有利層系為中新統(tǒng)和漸新統(tǒng)，封存潛力大；西部坳陷盆地面積相對(duì)較小，地層較老，封存層系主要為古新統(tǒng)—始新統(tǒng)，封存潛力中等。

（2） 對(duì)東海陸架盆地二級(jí)構(gòu)造單元咸水層CO2封存量進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果顯示東部坳陷封存潛力最大，西湖凹陷咸水層封存量為262.1 億t，基隆凹陷為107.7 億t；西部坳陷封存潛力中等，其中甌江凹陷封存量最大，為64.3 億t；中部隆起的凸起區(qū)封存潛力小。

（3） 首次系統(tǒng)建立了東海陸架盆地D 級(jí)CO2封存評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并利用層系分析法確定了指標(biāo)權(quán)重，對(duì)各評(píng)價(jià)單元展開(kāi)了詳細(xì)賦值評(píng)價(jià)，結(jié)果表明西湖凹陷和甌江凹陷CO2封存適宜性最好，為東海陸架盆地CO2封存的有利遠(yuǎn)景區(qū)。