利用石油行业的历史数据评估火山岩构造用于地质二氧化碳储存的潜力：以巴西坎波斯盆地为例

《Journal of South American Earth Sciences》：USING LEGACY DATA FROM THE OIL INDUSTRY TO EVALUATE VOLCANIC FORMATIONS FOR GEOLOGICAL CO 2 STORAGE: A CASE STUDY FROM THE CAMPOS BASIN, BRAZIL

本研究利用巴西卡姆波斯盆地巴德霍场火山岩层的地震和测井遗产数据，分析断层及裂隙对储层孔隙度的影响，结合神经网络估算孔隙度分布，验证了火山岩层在浅水海域进行二氧化碳封存的可行性和经济性，为大规模GCS项目提供数据支持。

　　地质碳封存（Geological Carbon Storage, GCS）作为一种重要的碳减排手段，近年来受到广泛关注。特别是在火山岩和玄武岩地层中，其独特的矿物化机制为实现长期、安全的二氧化碳（CO?）封存提供了新的可能性。这些地层能够通过矿物化过程迅速将CO?转化为稳定的碳酸盐矿物，从而降低操作风险和监测成本。然而，尽管该技术前景广阔，其在海上地区的应用仍面临诸多挑战，如大规模区域勘探和地质特征评估的高昂投入。因此，利用石油工业积累的遗产数据成为探索和评估这些潜在封存区域的重要途径。

本研究以巴西 Campos 盆地的 Badejo 地区为案例，重点分析了 Cabiúnas 形成的火山岩储层在 CO? 封存中的潜力。该地区是巴西前盐油田的重要邻近区域，其地质特征与火山活动密切相关。研究中使用的数据包括 3D 地震数据和钻井测井数据，这些数据源自石油公司在 1980 年代和 1990 年代的勘探活动。通过分析这些数据，研究者能够识别出具有更高封存潜力的区域，并进一步探讨断层、裂缝等结构特征对储层性能的影响。

研究发现，火山岩储层中的裂缝分布和断层特征与储层的孔隙度密切相关，这种关系对于预测 CO? 注入后的储层响应至关重要。在 Badejo 地区，石油钻井揭示了这些火山岩中存在丰富的油气资源，而这些资源的形成和分布主要受到断层和裂缝的影响。研究者通过构建孔隙度模型，利用地震数据与测井数据的对比，进一步验证了这些结构特征对储层性能的控制作用。此外，研究还指出，火山岩储层在温度、压力和 pH 等条件方面具有良好的封存潜力，这使其成为海上 CO? 封存项目的理想选择。

从全球范围来看，GCS 技术被认为是实现碳中和目标的关键手段之一。根据国际能源署（IEA）的报告，要将全球气温上升控制在 1.5°C 以内，必须大规模部署碳捕集、利用与封存（CCUS）技术。到 2050 年，碳捕集量需要达到每年 7.6 亿吨，其中约 95% 需要通过地质封存实现。这一目标的实现依赖于对地质储层的深入研究和高效利用。在这一背景下，火山岩和玄武岩地层因其快速的矿物化过程和良好的封存条件，成为重要的研究对象。

研究还指出，目前在火山岩地层中的 CO? 封存技术仍处于发展阶段，面临一些挑战，如确保长期注入能力、扩大成功试点项目的规模等。然而，这些挑战并不妨碍其作为未来碳封存技术的重要方向。通过分析已有的地质和地球物理数据，研究者能够更快地识别出潜在的封存区域，并减少新项目开发的时间和成本。此外，研究强调了遗产数据在评估储层关键特征（如深度、岩相、孔隙压力、温度、构造特征和岩石物理性质）中的重要性，这些数据对于识别海上封存区域具有决定性作用。

在 Badejo 地区，研究者利用商业软件对地震数据进行解释和建模，重点分析了地震属性和孔隙度分布。地震属性分析有助于识别储层中的关键地质特征，如岩相、孔隙度、层厚和连续性、流体含量以及裂缝分布。通过这些分析，研究者能够更准确地评估储层的封存潜力，并预测 CO? 注入后的储层响应。此外，研究还指出，孔隙度模型的建立对于理解储层的构造特征和封存机制至关重要，特别是在海上地区，这些模型能够帮助优化封存方案，提高封存效率。

研究还提到，一些国家正在计划开发大型的 CO? 封存项目，这些项目的目标是将 CO? 注入到洪水玄武岩省和海洋地壳中，以实现安全、经济的大规模封存。然而，这些项目在实施过程中仍面临一些不确定性，如如何有效评估海上火山岩的封存能力，以及如何确保试点项目的成功能够复制到大规模商业项目中。因此，本研究强调了利用已有数据的重要性，通过深入分析这些数据，研究者能够更好地理解储层的构造特征和封存机制，为未来的 CO? 封存项目提供科学依据。

总之，本研究通过分析 Campos 盆地 Badejo 地区的火山岩储层，展示了遗产数据在评估 CO? 封存潜力中的重要性。研究者利用地震数据和测井数据，结合商业软件和人工智能技术，构建了孔隙度模型，进一步验证了断层、裂缝等结构特征对储层性能的影响。这些研究成果不仅有助于理解油气在火山岩储层中的迁移和累积机制，也为未来的 CO? 封存项目提供了新的思路和方法。通过合理利用这些数据，研究者能够更高效地识别潜在的封存区域，减少新项目开发的成本和时间，从而推动 GCS 技术的广泛应用。