中国科学院武汉岩土力学研究所杨春和院士团队近日在GeoStorage期刊2026年第一期发表题为“Review on Carbon Sequestration in Salt Rock Caverns: Application, Theory and Potentials in China” （盐穴碳封存综述—应用现状、理论进展与中国的封存潜力)的论文，～欢迎下载、阅读、转发和引用！

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引用格式：

    Song R, Chen JY, Zou SJ, et al. 2026. Review on Carbon Sequestration in Salt Rock Caverns: Application, Theory and Potentials in China. GeoStorage, 2(1), 1-13. https://doi.org/10.46690/gs.2026.01.01.

一、研究背景

在实现“双碳”目标的背景下，盐穴凭借其独特的地质与工程特性，成为除多孔储层外极具潜力的CO₂封存方式。其低渗透性能够有效阻止气体渗漏，保障长期封存的密封性；蠕变自愈特性使裂隙在应力下逐渐闭合，进一步提升封闭安全性；同时，盐穴通常具备较高的空间利用效率和存储密度，可实现大规模、高效率的CO₂储存。这些优势使盐穴储碳技术成为支撑碳捕集、利用与封存（CCUS）体系的重要组成部分，尤其适合于地质条件适宜的区域，为多元化、规模化碳汇建设提供了重要补充路径。

图1 盐穴地质碳封存示意图

二、核心内容

      盐穴储碳的技术优势与可行性：盐岩围岩具有显著的蠕变变形能力，可在长期应力作用下逐步闭合微裂隙，从而维持整体密封性。同时，我国部分地区分布有数量可观的废弃盐穴，为 CO₂ 封存提供了潜在空间资源。但目前全球尚缺乏专门运行的盐穴 CO₂ 封存工程，其工程可行性与长期行为仍主要依赖实验研究、理论分析与数值模拟进行评估。

      中国层状盐岩的特殊性与运移机制：不同于国外典型的巨厚盐丘，中国盐矿多为层状盐岩，含有硬石膏、钙芒硝及泥岩等夹层。这些夹层的存在使得CO₂ 在围岩中的运移机制极为复杂：在纯盐岩中，CO₂ 运移以分子扩散为主；而在层状构造中，夹层可能形成渗流-扩散网络，主导物质传输。研究指出，泥岩夹层的纳米孔隙和特定矿物成分可能成为扩散风险较高的通道，需在密封性评价中予以重点关注。

图2 层状盐岩中CO₂渗流-扩散运移机制

      多场耦合下的水岩反应与长期安全性：CO₂ 注入后诱发的水–岩反应对盐穴封存安全性具有明显的双重效应。一方面，CO₂ 溶解形成的酸性环境可能引起矿物溶解、岩体力学性质弱化，并在特定条件下促进潜在渗漏通道的发育；另一方面，盐岩再结晶及矿物沉淀过程可能封堵孔隙与裂隙，在一定程度上提高局部密封能力。因此，封存体系的长期稳定性取决于上述正、负反馈过程在时间和空间尺度上的综合演化结果。

      盐析效应与相态转化的工程响应：盐析过程与 CO₂相态变化被认为是影响封存行为的关键敏感因素。超临界 CO₂ 具有较强的吸水能力，可能导致残余卤水蒸发浓缩并诱发盐析，进而改变孔隙结构与近井带渗透性，对注入压力和注入效率产生影响。同时，CO₂ 在气态、液态与超临界态之间的相态转变伴随显著体积变化，可能引起洞内压力重新分布，对围岩力学稳定性构成潜在影响。在特定温压条件下，CO₂ 水合物的形成还可能改变自由 CO₂ 的赋存状态，对长期封存安全产生重要作用。

图3 层状SRC中CO2反应及其影响示意图

      中国废弃盐穴的封存潜力评估：基于对山东、江苏、湖北等主要盐矿区的初步估算，目前已知的适宜进行CO₂ 封存的废弃盐穴潜在容量约为 56.3–84.5 Mt 。考虑到全国范围内尚未详细勘查的废弃盐穴数量可能超过2000个，上述结果具有一定保守性，有赖于未来针对特定场址开展系统的地质工程与安全性评价。

展望：未来盐穴 CO₂ 封存研究应重点关注层状盐岩条件下的多场耦合机理、盐析与相态变化对工程运行的影响，以及面向长期安全的监测与风险控制方法，为示范工程与规模化应用提供科学依据。具体包括： CO₂与储层内水、岩等多介质发生复杂相变与物理化学反应，易改变地质结构与物性，引发储体失稳与泄漏风险，亟需安全防控技术； CO₂在“大气-井筒-地下-地层”全空间中的迁移规律复杂，其注入、运移与长期演化受多因素干扰，动态性与不确定性突出；当前对CO₂在地下迁移转化机制的认识不足，缺乏基于岩石物性响应（声、光、电、震）的有效监测手段，需构建全流程监测技术体系以实现高效、可靠的封存监控。

三、作者简介

第一作者：宋睿，现任中国科学院武汉岩土力学研究所研究员、中国科学院BRJH入选者、湖北省杰青；兼任Geostorage期刊副主编、中国岩石力学与工程学会低碳能源岩石力学与工程专业委员会秘书长、中国力学学会渗流力学专业组成员。先后主持国家科技重大专项课题、国家自然科学基金等7项，省部级及横向课题20多项。主要从事油气地下储备与开发中的渗流力研究，共计发表学术论文70余篇，出版专著2部，获省部级奖励4项。