赖枫鹏，男，江西宁都人，博士，教授，博士生导师，现任中国地质大学（北京）能源学院副院长。研究方向为油气田开发理论与方法、非常规油气开发方法与技术、碳封存与利用协同优化及监测。入选自然资源部高层次科技创新人才工程、获中国石油和化工自动行业青年突出科技贡献奖，“高等油藏工程”北京市课程思政示范课教学团队成员；现任中国高等教育学会科技服务专家指导委员会委员、中国石油学会智库专家、全国渗流力学青年学术委员会委员、能源行业地热能专业标准化技术委员会地热资源勘查与评价组专家、《石油科学通报》执行编委、《石油实验地质》青年编委、《特种油气藏》青年编委。
以第一作者通讯作者发表论文70余篇，申请、授权国际国内发明专利及登记软件著作权共30余项，主编出版教材专著5部、参编出版教材2部。主持国家自然科学基金面上项目、国家重大专项专题及课题任务、省部级基金项目以及多项油田委托科研项目，获省部级、行业协会科技进步一等奖二等奖8项。

本书以高效封存二氧化碳为目的，系统阐述了二氧化碳地质封存效果的影响因素，并形成了封存效果评价方法。具体内容包括二氧化碳地质封存机理、地质参数对封存效果的影响、流体属性对封存效果的影响、盖层特征对封存效果的影响、断层特征对封存效果的影响、CO2地质封存主控因素筛选和CO2封存效果评价。全书既有理论方法，又结合作者的科研项目体现成果的应用；将理论与工程实践有效融合，突出产学研用一体。本书内容紧跟行业技术发展，强调新颖性、创新性，做到与时俱进。本书中近年来科研成果涉及的研究工作先后得到国家油气重大专项课题、国家自然科学基金项目、油田委托科研项目的资助，在工程实践过程中得到了多家油田企业的大力支持。

1绪论（1）


1．1二氧化碳地质封存方式（1）


1．2二氧化碳地质封存规模（3）


1．3二氧化碳地质封存项目（4）


1．3．1国内二氧化碳地质封存项目（4）


1．3．2国外二氧化碳地质封存项目（7）





2二氧化碳地质封存机理（12）


2．1流体性质（12）


2．1．1气体性质（12）


2．1．2地层水性质（15）


2．2岩石的物理性质（17）


2．2．1孔隙度（17）


2．2．2渗透率（18）


2．3二氧化碳—地层水—岩石相互作用（18）


2．4二氧化碳的运移特征（20）


2．4．1二氧化碳的溶解（20）


2．4．2二氧化碳的扩散（22）


2．4．3二氧化碳的对流（23）


2．4．4多相流运移模拟方法（23）


2．5二氧化碳地质封存机理（24）


2．5．1地质构造圈闭封存（25）


2．5．2束缚空间封存（25）


2．5．3溶解封存（26）


2．5．4矿化封存（27）


2．6小结（28）





3地质参数对封存效果的影响（29）


3．1二氧化碳地质封存模拟方法（29）


3．1．1模拟方法介绍（29）


3．1．2模拟方法的选择（32）


3．1．3数学模型（33）


3．1．4数值模型的构建（38）


3．2二氧化碳注入后储层物性变化（43）


3．2．1储层微观孔隙结构变化（43）


3．2．2储层宏观孔隙结构变化（47）


3．2．3润湿性及流体分布变化（49）


3．2．4毛管力曲线变化（52）


3．2．5应力敏感及渗透率变化（54）


3．3地质参数对二氧化碳地质封存效果影响（60）


3．3．1地层温度（60）


3．3．2地层压力（66）


3．3．3储层孔隙度（72）


3．3．4储层渗透率（78）


3．3．5纵横渗透率比（84）


3．3．6残余气饱和度（89）


3．4小结（95）





4流体属性对封存效果的影响（97）


4．1地层水矿化度对封存效果的影响（97）


4．1．1对枯竭油气藏封存影响（97）


4．1．2对咸水层封存影响（100）


4．2地层水组分对封存效果的影响（103）


4．2．1咸水溶液组分类型（104）


4．2．2对咸水层封存影响（104）


4．3小结（108）





5盖层特征对封存效果的影响（109）


5．1盖层密闭机理（109）


5．1．1毛细管封闭（109）


5．1．2盖层水力封闭（112）


5．1．3盖层超压封闭（113）


5．2盖层特征对封存效果的影响（114）


5．2．1盖层总厚度（115）


5．2．2盖层内部单层厚度（121）


5．2．3盖地比（128）


5．3小结（134）





6断层特征对封存效果的影响（135）


6．1断层中流体交换机制（135）


6．1．1断层结构（135）


6．1．2断层水力耦合分析（136）


6．1．3断层活化分析（137）


6．1．4流体交换机理（138）


6．1．5流体泄漏阶段（139）


6．2断层特征对封存效果的影响（143）


6．2．1断层发育位置（143）


6．2．2断层带厚度（150）


6．2．3断层渗透率（156）


6．2．4断层分布（162）


6．3小结（170）





7二氧化碳地质封存主控因素筛选（172）


7．1主控因素分析方法（172）


7．1．1灰色关联度分析（172）


7．1．2层次分析（175）


7．1．3主成分分析（175）


7．1．4机器学习算法（177）


7．1．5聚类分析（180）


7．1．6皮尔逊相关系数分析（182）


7．1．7因子分析（183）


7．1．8深度学习（184）


7．2二氧化碳地质封存主控因素分析（184）


7．2．1评价指标序列确定（185）


7．2．2枯竭油气藏二氧化碳封存主控因素（185）


7．2．3咸水层二氧化碳封存主控因素（189）


7．3小结（193）





8二氧化碳地质封存效果评价方法（194）


8．1封存潜力评估（194）


8．1．1封存机理法（194）


8．1．2面积法（197）


8．1．3容积法（197）


8．1．4容量系数法（197）


8．1．5溶解度法（199）


8．2封存适宜性评价（199）


8．2．1封存潜力分级（199）


8．2．2封存评价体系（200）


8．2．3封存适宜性评价方法（202）


8．3实例分析验证（207）


8．4小结（208）