0.   引　　言

作为世界上最大的发展中国家和碳排放量最高的国家，我国明确提出了碳减排的具体目标，即“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。相关研究表明我国当前二氧化碳排放量约有88%来自能源消耗^[1-2]，2020年我国煤炭和石油能源消费占一次能源消费总量的比重为80%，超出全球平均水平17.3%，这说明针对煤炭、石油等化石能源的碳减排工作首当其冲^[3]。

基于此，大量学者以煤储层为研究对象，探讨CO₂地质封存可行性。按照研究原理和储层场所差异性，可将煤储层CO₂地质封存划分为煤矿采空区和煤层未采区（浅部煤层未采区和深部不可采煤层区）CO₂地质封存。其中，煤矿采空区封存空间主要为冒落带岩石空隙残留体积和裂隙带岩层的裂隙体积加上残留的井巷空间，封存机理相对简单，CO₂注入后地层封盖性成为制约该技术的难点^[4-5]。此外，煤层未采区封存空间主要为煤储层基质表面，驱替置换作用是区别于煤矿采空区CO₂地质封存的主要机理，也是制约CO₂封存效果的主要因素之一^[6]。

值得注意的是，长期以来煤层未采区主要针对深部（一般深度大于800 m）不可采煤层，以实现CO₂封存及驱替煤层气双重效应为目标，重点探讨CO₂影响下的CH₄驱替量主控因素^[7-8]。其本质上属于煤层气增产（瓦斯抽采）技术，针对CO₂封存后期稳定性和工程可行性问题研究较少。在碳减排政策背景下，煤炭去产能化已成为各地政府的共识，部分产能较低的在产煤矿面临“停产关停”困局^[9-10]。在此背景下，煤矿未采区（浅部）煤层CO₂封存为实现煤炭资源的再利用提供了可能。该类煤层CO₂封存技术是否可行、其与深部不可采煤层CO₂封存技术是否存在差异性等问题亟需解决。

同时，已有研究多将煤矿采空（已采）区和未采区CO₂地质封存作为两个独立的课题进行研究。在煤矿实际开采过程中，受地质构造等因素制约，相当数量的煤粉、煤块、煤柱和采空区空间共存，在为CO₂提供赋存空间的同时，吸附机理也可使CO₂实现自由态向吸附态的转变，同一构造单元采空区和煤层未采区CO₂地质封存是否具有统一性有待探讨。

当前煤层发育区不同CO₂地质封存技术评价体系研究相对独立，并未形成一个统一地整体，针对该领域的研究理论并未成熟。基于此，本文在总结前人相关研究基础上，聚焦于煤层CO₂地质封存体系，将煤层赋存（发育）区详细划分为煤矿已采区、煤层未采区两区域进行单独研究，从CO₂相态转化、CO₂储存能力、地质封盖条件等方面明确不同CO₂地质封存模式原理和主控因素，探讨CO₂强化封存技术原理及封存模式可行性，以期为含煤区和采煤区CO₂地质封存研究提供理论基础和方法借鉴。

1.   煤层发育区CO₂封存技术

本文中的煤层发育区主要指当前煤矿开采和煤层气开发区域^[11]。按照开发程度不同，可将其具体划分为煤矿采空区、未采区两部分，其中未采区包括煤矿煤层（浅部可采）未采区和深部煤层不可采区域。本节主要从煤矿采空区、未采区和咸水层CO₂地质封存3方面阐述（图1）。

图  1  煤层发育区CO₂储集空间及分类

Figure  1.  CO₂ storage space and classification in coal seam development areas

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1.1   采空区CO₂封存

不同于深部咸水层等封存储层，煤矿采空区封存CO₂具有注入工艺简单、封存成本低、封闭井田单元相对独立、前期可借鉴的地质资料丰富等诸多优势。同时，我国主要的CO₂集中排放源（火力发电厂）等多分布于煤矿区附近，该条件也更有利于CO₂就地封存^[4]。然而，受制于前期理论成果和政策背景，关于煤矿废弃矿井采空区CO₂封存的研究成果相对较少。

调研相关文献可知，电厂烟气注入采空区防灭火技术（根据燃烧三角形, 电厂烟气的含氧量低, 采空区煤难以持续氧化蓄热从而无法形成煤火）^[12]与废弃矿井采空区CO₂封存技术在原理上具有一致性，尽管两者分别将灭火防治和CO₂封存量作为应用目标，但其应用过程和主要环节具有同步性。基于此，本文将2种技术统一为整体进行阐述。该类技术机理主要包括地层圈闭和吸附机理。

1）地层圈闭封存为主要作用机理。以大尺度空间为储存场所，被注入矿井中的超临界CO₂在浮力驱动作用下向上部移动。在采空区顶部，受裂隙带影响较弱、封盖性较强的顶底板可有效阻碍CO₂移动，从而形成了将CO₂永久储存的地下结构圈闭（图2）。

图  2  煤矿采空区形成过程及封存空间模式^[4]

Figure  2.  The formation process and storage space mode of coal mine goaf ^[4]

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2）煤层吸附封存机理。该作用机理主要对象为采空区剩余或残留煤柱中的煤储层。同等条件下，煤储层中CO₂吸附能力远强于CH₄，在实现CO₂封存的同时也可提高瓦斯抽采率，该理论被广泛应用于煤层气增产和瓦斯促排等领域。

针对煤矿采空区封盖能力评价已成为该技术领域研究的重中之重。一方面，在产煤矿中废弃钻孔、井筒、老窑等工程为CO₂提供了运移至地面的通道。另一方面，煤层开采过程中，上下三带导水裂隙带的延伸也可破坏顶底板岩性完整性，增加CO₂泄露风险。CO₂注入后顶底板封盖性研究已成为制约CO₂封存的核心要素。尽管煤层吸附作为一种作用机理影响封存效果，但受制于剩余煤层资源量，该机理影响下的CO₂封存量相当有限，并非该技术的研究主线。

咸水层CO₂地质封存技术取得的显著效益也为我们关注采空区中水文地质条件提供了理论依据，采空区中咸水CO₂地质封存是否具有应用前景有待分析。受矿井地质条件、水文地质条件和当地降水量环境的综合影响，一定条件下采空区矿井水资源量丰富，这也为研究水-CO₂-岩反应提供了物质基础。借鉴咸水层CO₂地质封存，笔者认为矿化封存机理是影响该过程有效性的核心过程。即主要通过封存形成的构造圈闭中的超临界CO₂与地层水反应生成碳酸，在酸性环境下形成的碳酸盐与地层中的Ca²⁺和Fe²⁺以及Mg²⁺结合形成沉淀物。这也表明后期应加强对地层水矿化度等水文地质参数的研究。同时，相对于地层圈闭和煤层吸附封存机理，矿化封存机理是通过将CO₂转化为沉淀物，从而实现CO₂的永久封存。该类封存可很好地解决后期煤矿及相关资源的再利用再开发等问题，具有良好的应用背景^[12]。

1.2   未采区CO₂封存

相较于采空区CO₂封存，未采区CO₂封存机理主要以吸附机理为主，其主要受煤层空间展布特征及资源赋存规律等因素影响。相较而言，构造圈闭对其效果影响较弱(表1)。当前该领域工程实践多用于煤矿瓦斯促排及煤层气增产技术^[13-14]，其研究本质在于CO₂和CH₄气体间的竞争吸附以及气水运移过程。在分析CO₂封存量的同时，重点关注瓦斯和煤层气产出量。

表  1  煤矿二氧化碳地质封存技术模式差异性对比

Table  1.  Differences in geological storage technology models for carbon dioxide in coal mines

研究方面	煤矿已采区	煤层未采区
封存场所	废弃矿井、老窖	煤矿浅部、深部 不可采煤层
储存空间	上、下三带裂隙和 残留的井巷空间	煤储层基质表面及 孔裂隙空间
封存机理	构造圈闭为主， 吸附机理为辅	吸附机理为主
制约条件	封闭空间封盖性	储层物性特征
可借鉴领域	烟气注入采空区 防灭火领域	煤层气/页岩气注气 增产领域
工程应用	无	少量

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我国从2004年开始在沁水盆地开展CO₂注入微型先导性试验以及深部煤层的单井吞吐试验，初步证实了CO₂注入可提高煤层气井甲烷采收率及CO₂有效封存^[15-17]。在此基础上，2009年继续在该区域开展深部煤层单井封存试验，有效实现了单井产量的提高和CO₂的埋藏封存。随后，2011—2015年沁水盆地柿庄北部区块开展了深部煤层井组CO₂注入试验，进入工程实践阶段。总体而言，针对二氧化碳驱替煤层气（CO₂-ECBM）研究成果多针对于沁水盆地。在此过程中，相关研究主要经历了4个阶段。

1）气体吸附性机理及运移研究。主要通过高温高压等温吸附等手段对比不同煤阶、变质程度等煤储层CO₂和CH₄吸附特征，探讨煤储层物性制约下的吸附特征差异性，并开始逐步结合激光拉曼、红外光谱等方法从大分子结构角度探讨差异性。

2）CO₂地质封存条件可行性研究。通过系统分析研究区影响CH₄采收率因素（包括煤储层物性、压力、注入工艺等）和CO₂封存量因素（盖层、埋深、构造发育情况、水动力条件），利用定性和半定量评价方法明确主控因素，为优选CO₂封存目标和有利区提供理论基础。

3）数值模拟论证阶段。通过数值模拟软件（Comet3和Eclipse）对理想目标区中的特定层位进行CO₂驱替和封存模拟研究，以CH₄产出量和CO₂封存量为衡量目标，探讨影响两者主控因素差异性，分析注入过程中储层物性动态变化，厘定各因素临界值，优化目标参数^[17-18]。同时，利用自制装置或低场核磁共振装置在线模拟CH₄-CO₂相互作用过程，从实验室角度以物理模拟手段验证CO₂对CH₄的驱替置换作用，为后期地质建模提供数据支撑。

4）工程应用阶段。以实际排采井生产数据（主要集中在沁水盆地）为基础，通过统计注入参数（注入速率、注入时间、注入状态）与井底流压、水液面等排采参数关系，总结生产规律，分析CO₂相态转化与运移过程，探讨与数值模拟结果一致性（表2）。

表  2  CO₂-ECBM当前主要进展及理论成果

Table  2.  Current progress and theoretical achievements of CO₂-ECBM

研究阶段	研究对象	研究成果	研究程度
理论、试验测试	CH4-CO2竞争吸附； 煤样大分子结构；	CH4-CO2吸附模型； 煤储层大分子结构； 储层孔裂隙结构演化	高
地质封存可行性	储层物性、地层构造、盖层、地下水动力条件	CH4采收率主控因素； CO2封存量主控因素	高
数值模拟论证 （主要手段）	储层压力、物性、含气性、径流条件	CH4-CO2运移模型； 储层参数动态变化模型； CH4采收率主控因素； CO2封存量主控因素	较高
工程应用	沁水盆地中目标煤层 排采参数	上述理论与实际吻合度	低

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综上，CO₂-ECBM研究已实现了由理论研究到工程应用的过渡阶段，并由此产生了一系列相关成果。该类理论成果可直接服务于煤层未采区CO₂封存技术。但值得注意的是，超临界状态CO₂（7.38 MPa, 31.1 ℃）是实现CO₂地质封存最优化的基础。韩学婷等^[19]研究表明柿庄北部煤层气试验区CO₂注入和封存过程均以超临界状态为主，受制于试验条件和设备当前大多成果多针对常态下的CO₂，当前大多理论成果与实际耦合性问题应该引起足够的重视。同时，在煤层未采区CO₂封存过程中，特别是浅部煤层发育区，温压条件使CO₂难以达到超临界状态，该状态下的CO₂封存过程可借鉴当前大多理论成果，但该条件下的CO₂封存能否达到预期成果有待探讨。

1.3   咸水层CO₂封存

我国对深部咸水层封存二氧化碳研究较早，研究体系相对完善，其封存核心过程可大致划分为三步，即CO₂溶解、矿物溶解和沉淀形成3个过程（图3）。当前研究多集中在理论分析、室内试验以及数值模拟3个方面。理论分析主要包括封存容量（封存潜力）、封存适宜地点、封存安全性评价等方面的研究。相关学者将中国大陆地区24个主要沉积盆地划分为70个储存分区，为中国开展CO₂地质封存项目提供了可优先利用的存储区。2010年国家CO₂地质储量评价示范工程由中国地质调查局启动，初步建立了我国CO₂地质封存技术方法和指标体系^[20]。

图  3  咸水层CO₂封闭机理图^[20]

Figure  3.  CO₂ sealing mechanism diagram of saline water layer^[20]

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室内试验研究主要包括封存场地岩心的驱替试验、矿物与超临界CO₂的反应试验、CO₂在咸水中的溶解试验等，分析大时间尺度的矿物溶蚀沉积成因。大量学者进行了水−岩相互作用水驱试验，并研究了渗透率变化的原因以及矿物溶蚀、溶解和沉积情况。郭建强^[21]进行了二氧化碳−岩层−水相互作用的静态和动态试验，探讨了CO₂储存和注入过程对储层物性的影响。在深部咸水CO₂地质封存工程中，封存最主要的方式—构造封存是数值模拟研究的主流方向。目前，主要开展了超临界CO₂在储层中的分布规律以及对储盖层物性参数的影响研究。普遍认为超临界CO₂进入储层后在浮力作用下聚集在盖层底部。同时，CO₂进入岩体后，会导致矿物组分和渗透率发生变化。咸水层CO₂封存已被广泛应用于砂岩、页岩等储层。因此，针对煤层发育区CO₂封存应当充分考虑咸水层CO₂封存评价研究。

2.   CO₂强化封存重点扩展方向

CO₂强化封存，即在详细阐明各封存模式的基础上，通过引入某种技术以获得更高的CO₂封存量和封存效果。本节重点对采空区和未采区CO₂封存体系进行阐述。

2.1   采空区强化封存

影响采空区CO₂封存效果的关键要素包括地层封盖性和充填载体物性^[22]。煤层上部存在不受开采扰动影响的地质密闭层是实现CO₂地质封存的基础，充填载体物性是提高CO₂地下封存的核心工作。

目前已有文献关注上下“三带”已有裂隙展布规律，通过明确充填空间目标上下层裂隙延展性，评价地层封盖性^[23-26]。当CO₂注入采空区时，在高CO₂压力作用下，原有裂隙宽度及长度扩展，力学强度较低的岩层也可诱导产生新的裂隙。究其原因，多将地层封盖性总结为岩石力学性质属性，并未充分考虑背后存在的地质构造和沉积环境制约条件。

该封存机理主要为构造圈闭封闭，而特殊的构造是CO₂物理封存的先决条件。研究区构造越发育，提供的潜在裂隙通道越多，CO₂泄露风险越大。相对而言，逆断层为主体构造的区域，封盖性较强，断层影响区裂隙发育不易发育。反之，正断层发育区，以拉伸作用为主，裂隙普遍发育，封盖性较差。探讨研究区地质构造发育特征，查明构造与采空区空间配置、裂隙薄弱面展布规律是明确地层封盖性的核心内容。针对构造稳定区，采空区顶底板岩性及孔渗特征是影响地层封盖性的关键。应充分借鉴沉积地质学理论，进行纵向和横向上的岩性展布及岩相特征差异性对比，从沉积相角度明确原地条件下致密性泥岩和高孔渗砂岩展布规律，建立顶底板致密岩相发育模式。

相对地层封盖性，充填空间载体物性改造技术应该是该领域的重点。王双明等^[22]认为功能性充填体围限的碎裂岩体、气化煤灰封存载体是改造技术的主要目标，CO₂封存空间的材料与工程技术是其核心内容。在此基础上，本节重点强调充填空间的两个载体—残余煤层和矿井水。在节约成本前期下，无法实现残余煤气化及热解条件下，充填空间中残余煤（煤柱）资源量及储层吸附特征应该成为引起重视。在充分研究煤吸附特征基础上，以煤灰、煤渣为载体，研发高吸附性低聚物作为空间载体应当成为理论重点扩展方向。

2.2   煤层未采区强化封存

2.2.1   储层改造技术

影响未采区CO₂封存效果的关键要素在于煤岩空间展布及物性特征。煤储层发育区是实现CO₂地质封存的前提，强吸附性是决定CO₂封存量的核心要素。由于我国煤储层具有低渗透性、低含气饱和度等“三低一高”特征，储层改造技术成为提高煤系气产量的关键手段。尽管CO₂封存和瓦斯（煤层气）抽（采）目标不同，但两者的研究对象均针对煤储层本身，因此在后期的煤层CO₂封存研究中，可充分借鉴煤层气开发储层改造技术（表3）。CO₂煤层封存核心在于CH₄和CO₂的吸附竞争，而煤层气产出核心在于取得更好的甲烷产出量，吸附和渗流过程是重点，后者更关注甲烷解吸后气水运移过程。以现有储层改造技术为基础，充分考虑CO₂封存原理，明确适合CO₂封存的改造技术应成为后续的重中之重。

表  3  储层改造技术原理及适用性分析汇总表

Table  3.  Principles and applicability analysis of reservoir transformation technology

改造技术	技术原理	研究重点	成熟程度
水力压裂增产	化学物质的水灌入煤进行液压储层碎裂	水压对裂隙延展影响 压裂液对甲烷解吸的抑制 运移速率对煤粉影响	高
酸化增透致裂	酸化溶液与矿物反应	矿物组分酸化化学反应 酸化作用对孔隙结构影响 酸化作用对渗透率的影响	中
声波增透	超声波致裂煤裂隙结	声波作用对渗透率的影响	低
低温液氮/ CO2致裂	低温冻融作用下对孔裂隙的改造	低温冻融下的孔裂隙演化 N2、CH4和CO2竞争吸附	中

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由表3可知，水力压裂增产技术是实现储层改造的关键技术之一，但该方法存在水锁效应、耗水量大且压裂液的环境污染等问题。相对而言，低温液体冷冻致裂技术（通过周期性地向煤体注入液氮、CO₂等低温流体致裂煤体）作为无水压裂方法，不仅可有效避免水资源过度浪费，也可提供极强的注排作用^[23]。同时，该方法介质以CO₂为载体，可实现由煤层气增产向CO₂封闭理论的顺利过渡，因此应重点关注该技术体系。液氮（CO₂）注入过程中，在温度应力和冻胀力的双重作用下，储层孔−裂隙空间发生收缩/膨胀，煤储层微观孔−裂隙结构发生变化，从而影响了甲烷的解吸扩散和渗流过程^[22]。目前，众多学者以低温液体冻融损伤作用下的煤体力学性质和孔裂隙结构变化为切入点，分析孔−裂隙结构演化下的渗透率动态变化。但针对CO₂封存过程，探讨液氮冻融过程中甲烷解吸-扩散过程才是验证该技术可行性的核心要点。此外，酸化增透、声波增透技术原理和方法已成为理论研究的热点，且被证明可作为储层改造的前景方法。但相对而言，工程实践方面仍有待深入。

2.2.2   CO₂吸附理论

CO₂注产增产多用于煤层气开发领域，我国煤层气开发深度多集中在700 m以下，大量研究已表明该深度下，CO₂处于超临界状态，该状态下CO₂具有较大的密度和较小的粘滞力，因此可获得较好的甲烷产出量^[23]。针对煤层发育区的CO₂封存，以山东省在产煤矿为例，发育煤层多在500～900 m。当CO₂注入至埋深小于800 m的煤层时，受温度和压力双重影响，并未达到超临界状态，这是否意味着该区煤层不具备CO₂封存条件。相关实例证明在煤矿开采区，埋深条件并非决定CO₂封存效果的核心因素，其决定性因素在于稳定的地质盖层和良好的储集空间密闭性^{[22, 25]}。以上2种现象说明当前针对CO₂状态对封存效果的影响认识并不充分。一方面，目前普遍将埋深800 m作为判断CO₂达到超临界的深度值。受控于特定的地温压力和构造发育条件，特定研究区的临界深度并不统一，因此探讨特定区域CO₂超临界埋深深度值应当作为完善CO₂封存理论的首要工作。另一方面，不同状态CO₂注入煤层过程中气水流固耦合过程应当进一步深化。仅仅通过不同状态CO₂静态物性差异确定超临界CO₂的主导地位是否全面，有待考证。

3.   煤层发育区CO₂逐级联合封存体系构想

3.1   CO₂逐级联合封存模型

目前相关学者多分别以采空区、咸水层和含煤区作为独立个体进行研究，聚焦于目标封闭模式，针对某一研究区进行特定封存模式适用性评价。煤层发育区具有统一的地质背景，煤层、砂岩、泥岩和含水层均具有连续性，煤层中普遍含水，含煤地层砂岩中强富水等现象普遍存在。因此针对煤层发育区，CO₂注入过程中，煤层和咸水层封存现象会同时发生，同时反应。针对煤矿采空区，老窖中普遍含水，且空间中多含有残留煤柱。采空区封存过程中，也必然伴随着煤层和咸水层封存反应。基于此，针对煤层气发育区CO₂封存，将3种封存模式统一化研究很有必要。

图4a表明采空区、煤层和咸水层存在多场耦合，空间上具有统一性。当CO₂注入至煤储层时，优先与煤储层中甲烷产生竞争吸附，CO₂气体吸附在煤基质表面，部分甲烷被驱替。同时，部分气态CO₂溶于水，与煤层矿物发生化学反应，产生碳酸根沉淀，此时为煤层封存模式。若煤层顶底板以砂岩为主，或具有导水裂隙带，则剩余CO₂气体运移至砂岩储层，砂岩储层中富含的高矿化度水、矿物组分和碳酸盐根离子发生矿化封存机理（图4b），此时为咸水层封存模式。受制于矿化反应时间，剩余气态CO₂在浮力作用下继续往地层上方运移。在人为裂隙通道引导下，残余CO₂以构造封存机理被封存在采空区中，此阶段为采空区封存模式。以上过程，最终实现了CO₂的逐级封存。相较于任何一种单一封存模式，逐级联合封存模式对地质条件的约束度较低，其重点关注研究区整体构造和沉积地质背景，而不仅仅局限于局部构造特征。

图  4  逐级联合封存地质模型^[27]

Figure  4.  Gradual joint storage geological model^[27]

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3.2   封存体系评价方法

需要说明的是，针对CO₂地质封存的研究多集中于封存工艺流程，包括CO₂相态转化、运移赋存规律和地质构造条件可靠性等方面。要想实现CO₂地质封存技术的真正运用，捕集工艺流程、提纯压缩工艺流程的适用性研究也应当引起足够的重视。只有实现技术可行性和经济可行性的双重吻合，才能保证CO₂封存技术的有效性。任何CO₂封存技术适用性评价方法研究脱离了经济可行性这一指标，评价结果即不具有客观性。借鉴李甫成等^[26]研究成果，笔者将煤层发育区CO₂封存地质储存条件适应性评价定义为“在综合考虑含煤地质安全性、储层潜力以及社会经济等因素基础上，探讨沉积盆地及其不同地质构造单元或局部适宜CO₂地质储层的优劣程度”。结合单一封存和逐级联系封存2种体系特点，进行煤层发育区CO₂地质封存方法适用性评价。

1）封存模式优选。首先，系统调研煤层发育区宏观地质构造发育条件和煤层发育特征。断层不发育或以逆断层为主体的研究区，是进行地质封存的基础条件。其次，结合实际需求，明确研究区封存主体模式。对于煤炭资源已相对匮乏的煤矿老区，老窖、采空区等发育，应当以采空区封存为主。对于煤炭资源相对丰富，且目前已处于煤矿关停状态的深部煤层发育区，应当以煤层封存模式为主。以此为背景，针对盐碱化、富水性较好的区域，应以咸水层封存为主。

２）逐级联合封存模式适用性分析。明确主体封存模式后，利用沉积学横向分析圈闭边界，纵向上分析煤、砂岩、泥岩空间展布特征及三者连通性。对于纵向上多煤层发育（比如黔西－滇东地区，同一套地层可发育三十多层煤）、顶底板以砂岩为主且富水性强，以及采空区顶底板封盖性好的区域，应优选考虑逐级联合封存。

３）明确封存模式控制下的地质单元。明确封存模式后，确定封盖地质体是重中之重。根据明确的封存体系，利用沉积相理论确定封存地质体。不再关注某一个封存模式下的地质封盖性，而是从宏观角度分析整个封存地质体的封盖性。

４）CO₂注入流程方案设计。以1）优选的封存模式为重点，优先将CO₂注入至目标层（煤层、砂岩和采空区）。设计合理的注入压力和注入量，以使CO₂注入流程有序进行。

4.   结　　论

1）煤层发育区CO₂地质封存目标主要包括采空区、煤层和咸水层3种。相对而言，咸水层封存模式最为成熟，采空区封存模式尚未不足，应当成为后续研究的重点。电厂烟气注入采空区防灭火研究方法为深化采空区封存模式提供了思路。

2）提出了CO₂强化封存的概念，即在详细阐明各封存模式的基础上，通过引入某种技术以获得更高的CO₂封存量和封存效果。地层封盖评价研究和充填空间载体改造技术应该作为强化采空区CO₂技术的两个核心要点。煤层气增产改造为增加煤层CO₂封存效果提供了技术支撑，应重点关注低温液体冻融致裂技术。

3）提出了煤层发育区CO₂逐级联合封存体系的构想。针对煤层发育区，将采空区、煤层和咸水层作为统一整体进行逐级封存的适用性研究应当成为重中之重。充分考虑单一封存和逐级联系封存两种体系，是进行煤层发育区CO₂地质封存方法适用性评价的前提。