通过形成笼状水合物来储存二氧化碳

地下二氧化碳封存通过形成包合物水合物来永久储存是降低大气中二氧化碳浓度的一种新方法。与其他水合物形成物(尤其是甲烷水合物)相比，CO2在较低的温度和压力条件下形成稳定的水合物化合物(图4)。由于甲烷水合物被推断存在于永久冻土和外大陆隆起和斜坡中，并且已知存在了许多世纪，因此在许多地质时期，大气中的二氧化碳应该有可能以固体水合物化合物的形式储存在地下岩石孔隙中。这种方法在体积上是高效的，因为每体积的水合物可以容纳大约175体积的气体。

图4。简单CH4、CO2和混合CH4-CO2水合物相图。

图4。简单CH4、CO2和混合CH4-CO2水合物相图。

低温、高压和足够数量的水合物形成气体的可用性是水合物形成的必要条件，而水合物在油气储层省份的天然永久冻土沉积物中普遍存在。开采这些油气藏的钻井、勘探和生产活动已经进行了几十年。沉积段的二氧化碳封存，已经耗尽了石油和天然气的储量，不仅可以对这些储层重新加压，从而生产石油和天然气，而且还可以在后期以包合物水合物的形式安全地储存注入的二氧化碳。就地基础设施可用于将二氧化碳注入地下永久冻土沉积段(包括油气区以外的地层)，这将降低二氧化碳处理的成本。注入的二氧化碳将转化为水合物，并占据寄主岩石的孔隙空间。它们的大气渗透的可能性很小，因为是上覆层永冻层将以盖层的形式作为不渗透的屏障，从而防止CO2通过孔隙扩散或向上迁移(Duxbury和Romanovsky, 2004;克拉克,2001年)。即使在存在油气储层的近海沉积物中，水合物聚集的几率也会增加(例如北海、印度洋、台湾)。

我们的实验研究旨在更好地理解影响CO2注入CH4水合物储层的过程，从而使CO2以包合物水合物的形式永久存储。

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