武漢巖土所同層地質儲能研究取得新進展

　　Power-to-Gas（PtG）是一項將電能轉化為高能量密度的可燃氣體的化學儲能技術，電離產生的氫氣與捕集的二氧化碳可人工合成甲烷，從而用于再發電或戰略儲能以達到碳中和目的。地質儲能以其儲能容量和經濟性優勢一直被認為是可靠的儲能方式之一。同一地質儲層中以二氧化碳作為墊層氣存儲甲烷會顯著提升甲烷的采出率，但兩種氣體混合區域大小的控制與優化至關重要。

　　二氧化碳作為墊層氣注入目標儲層，以提供儲層所需壓力并防止地下水入侵，從而減少回采期甲烷的能量損失。為降低兩種氣體混合度并保證儲層力學穩定性，中國科學院武漢巖土力學研究所科研人員首先研究了二氧化碳和甲烷氣體的各自物理性質和其混合氣體的物理性質，基于二氧化碳在臨界點的物性變化特點以及混合氣體的物性變化特點，建立了水力耦合模型來研究流體在儲層中的運移機制、氣體間的混合機制以及儲層力學穩定性。其次，通過與已發表模型進行比對，發現計算結果獲得良好的一致性，從而進一步確認了建立的流動模型的可靠性。隨后建立的逐級復雜的水力耦合模型，針對不同的儲層厚度、地質構造、溫度以及注入過程中儲層力學穩定性進行了詳細研究。結果發現，儲層厚度的提升、背斜角度的提升以及溫度的提升對氣體混合度的降低都有一定程度的積極意義。研究人員通過力學穩定性分析，確定了儲層安全注入的壓力條件，為實際場地建設提供了借鑒意義。

　　該研究相關成果在線發表于Energy & Fuels，第一作者為武漢巖土所博士生馬建力，通訊作者是研究員李琦。

同層地質儲能中的水力耦合響應與混合機制研究