页岩气在我国已实现大规模商业化开发，未来大量资源枯竭的页岩气水平井可提供巨大的CO2封存容量。但页岩气储层的地质特征与深部咸水层、油气藏等常规封存地质体有显著区别，目前CO2在页岩地层中的圈闭机理、封存机制及封存潜力评估方法有待进一步研究。以页岩气储层的地质特征为基础，分析了CO2在页岩气储层中的圈闭机理及封存机制。CO2地质封存可以视作页岩气生产的逆过程，主要的封存空间为产出页岩气所占据的原始孔裂隙空间。基于改造储层体积（SRV）作为CO2封存空间的前提，结合有效容积法和“游离-吸附-溶解”多重封存机制，以盖层安全性为约束条件，建立了页岩气储层CO2封存潜力评估模型；基于我国页岩气开发的现状初步评估了我国未来枯竭页岩气储层CO2封存潜力。结果表明：在垂直方向上，毛细管力封闭是页岩盖层对CO2的主要封闭机理；在水平方向上SRV被未经改造的致密页岩包围，可形成对CO2侧向运移的有效屏障。基于以上机理研究，结合我国页岩气勘探开发的一般经验计算得到页岩气水平井单井控制SRV内的最大CO2封存潜力可达71.2万吨，其中游离封存机制的占比为41.82%，吸附封存机制的占比为56.79%，溶解封存机制的占比为1.39%。初步评估我国现有页岩气井的CO2封存潜力为15.02亿吨，未来新增页岩气井的封存潜力为121.04亿吨。

1 圈闭机理
1.1 页岩气储层基本地质特征
1.2 CO_(2)有效封存空间
1.3 垂向封闭机理
1.4 侧向封闭机理
2 封存机制
3 封存潜力模型
4 封存潜力评估
4.1 封存状态参数的确定
4.1.1 CO_(2)密度及压缩因子
4.1.2 CO_(2)溶解度
4.1.3 CO_(2)吸附参数
4.2 单井封存潜力评估
4.3 我国枯竭页岩气储层封存潜力初步评估
5 结论

成其,汤积仁,卢义玉,等.枯竭页岩气储层CO_(2)地质封存机理及潜力评估方法[J/OL].煤炭学报,1-10[2024-07-24].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0255.