前言

目前，随着全球气候变化问题的日益严峻，CO2排放量的减少成为国际社会关注的焦点。作为温室气体中的主要成分，CO2减排对减缓气候变化具有至关重要的作用。CO2地质封存作为一种有效的减排技术，在降低温室气体浓度、减缓气候变暖方面展现出巨大的潜力。页岩储层凭借其优越的储层特性和广泛的分布特征，成为CO2地质封存的理想场所。页岩储层在CO2地质封存过程中，不仅可以有效地存储注入的CO2，还能驱替吸附在页岩基质中的页岩气，实现高密度的CO2储存。页岩基质的复杂组成和多样的孔隙结构使其呈现出极强的非均质性，这一特性对CO2的吸附行为产生了重要影响。因此，如何精准地定量表征非均质页岩基质中CO2的吸附特性，成为推动页岩储层CO2地质封存技术发展的关键科学问题。

本书旨在系统研究非均质页岩基质中CO2吸附特性及其表征模型，探索微观纳米孔隙中CO2吸附行为与宏观页岩中CO2吸附特性之间的关联，提出以吸附封存为主的CO2封存量计算方法。内容涵盖吸附理论、物理实验、分子模拟及数值计算等多个领域。全书共分7章： 第1章介绍国内外的研究现状，明确研究的背景与意义； 第2章系统探讨孔隙尺寸对页岩有机孔隙中CO2吸附行为的影响，并提出了相关表征模型； 第3章重点分析无机矿物孔隙中CO2的吸附特性及其固气界面相互作用机制； 第4章从岩心尺度出发，研究CO2在块状页岩中的吸附特性及实验分析方法； 第5章探讨纳米孔隙中CO2/CH4混合气体的竞争吸附行为及相关表征模型； 第6章提出页岩基质封存CO2的量化方法，并分析储层条件、残留页岩气和水分等因素的影响；第7章总结本书的主要研究成果，并对未来研究进行展望。

本书所涉及的研究工作，得到了国家自然科学基金项目（51974147）和（52174184）的资助，在此表示感谢！

由于著者水平有限，书中难免存在不足和欠妥之处，恳请读者批评指正。

著者

2026年3月