土耳其K?z?ldere地热田CO2 回注监测：溶解储存机制与减排增效的实证研究

针对高焓地热系统非凝性气体(NCGs)排放问题，研究人员通过GECO项目在土耳其K?z?ldere地热田开展CO2 溶解回注示范，采用2.6-萘二磺酸盐示踪剂监测流体运移，证实CO2 以溶解态储存于储层水中，未发现浅层地下水污染或土壤CO2 通量异常，为碳酸盐岩储层碳封存提供了新范式。

　　

地热能源常被视为清洁能源，但鲜为人知的是，高焓地热田在发电过程中会释放大量以CO₂
为主的非凝性气体(Non-Condensable Gases, NCGs)。土耳其K?z?ldere地热田的排放因子甚至超过燃煤电厂，达到750-1,050 g/kWh。如何实现地热开发的碳中和？欧盟H2020计划资助的GECO项目给出了创新答案——将捕获的CO₂
溶解于回注废水中，既减少排放又提升储层性能。这项由Zorlu能源团队主导的研究成果发表在《International Journal of Greenhouse Gas Control》，揭示了高温变质岩储层中CO₂
的独特归宿。

研究团队采用多尺度监测技术：通过2.6-萘二磺酸盐示踪剂确认井间水力连通性；持续监测生产井流体化学组成（包括pH、Ca²⁺
、Mg²⁺
等）；建立土壤CO₂
通量基线；并开发动态注入系统控制CO₂
-水混合比例（Mix-1:0.7%wt，Mix-2:0.3%wt）。所有数据来自K?z?ldere III电站6个月内注入的980吨CO₂
及周边4口监测井。

【CO₂
注入系统监测】压缩机流量(Q_Comp
)与池塘水流量(Q_Pond
)的动态调节克服了三次机械故障，维持了稳定的溶解浓度。值得注意的是，注入井KD50A出现反常的"负压-流量"关系，暗示CO₂
溶解降低了流体粘度，这与CarbFix项目在玄武岩储层的发现形成鲜明对比。

【回注性能提升机制】地球化学分析显示，CO₂
溶解使回注水pH降至5.5，促进储层中方解石溶解，钙离子浓度从1,200 mg/L升至1,800 mg/L。这种"自酸化效应"使注入阻抗降低15%，显著提升回注效率——这与冰岛CarbFix2项目中观察到的矿物封存主导机制(60%矿化率)形成技术路线的分野。

【环境安全性验证】浅层地下水监测显示Na-Cl型水质未受干扰，土壤CO₂
通量保持在15-30 g/m²
/d的自然背景值。示踪剂检测证实83%的注入CO₂
（约830吨）以溶解态滞留储层，仅0.03%可能通过断层逃逸，远低于1%的行业安全阈值。

这项研究颠覆了传统认知：在高温变质岩储层中，CO₂
的溶解储存比矿物封存更占主导。其意义不仅使K?z?ldere电站年减排4,000吨CO₂
，更开创了"以废治废"的新模式——利用CO₂
的酸性抑制硅垢形成，同时通过碳酸盐溶解增强储层渗透性。该成果为全球20%的碳酸盐岩地热田提供了可复制的CCS模板，证明工业排放与地质封存可形成良性循环。正如研究者Taylan Ak?n强调的，这种耦合策略使地热开发真正迈向"负碳"未来。