CO2注入咸水场地后封存过程中，注入处CO2－水界面比其他位置的浓度高，所以存在一个浓度梯度，加上地温梯度的存在，会导致CO2在热扩散作用下发生迁移。因此，在进行CO2地质封存的项目中，应考虑热扩散效应引起的扩散通量。
按照第四章第六节中计算CO2扩散通量的方法计算考虑热扩散效应的扩散通量。以目前美国Texas的Frio项目为例，根据该场地实际参数，其上部储层温度为56.15℃，由此确定此温度下CO2的热扩散系数ST＝0.003 908K－1，纯水溶液中CO2的扩散系数D＝3.64× 10－9m2／s，得出DT＝1.422×10－11m2／（s·K）。根据不同地区的地热条件不同，可将地温梯度分别假设为0.03K／m、0.06K／m、0.09K／m。分别计算由浓度梯度和温度梯度引起的CO2进入盖层量Qin和逸出盖层量Qout，结果分别如图5－9、图5－10所示。
由图5－9、图5－10可看出，如若考虑热扩散效应，在注入0.3Ma后，进入盖层量和逸出盖层量均有明显上升，并且随地温梯度的增大，CO2进入盖层量与逸出盖层量的增幅也随之增大，1Ma后增加量在30～40kg／m2左右。
热扩散系数ST越大，则由其引起的热扩散效应更为明显。除此之外，影响CO2在盖层岩石中扩散量的主要因素还有有效扩散系数、盖层厚度、盖层的孔隙度等（董华松等，2010）。盖层的厚度较大，孔隙度小，CO2通过盖层岩石中扩散量也会随之较小。因此，在今后开展的地质封存项目中，应尽可能选取上覆盖层厚度较大、孔隙度小的地质储层，以降低CO2泄露的风险。值得注意的是，在实际工作中，由于CO2－水－岩石之间的相互作用，盖层岩石的封闭性可能会逐渐降低，CO2透过盖层岩石扩散到储层之外的时间会降低（许志刚等，2008）。
图5－10 CO2逸出盖层量与时间关系
图5－9 CO2进入盖层量与时间关系
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