《二氧化碳陆地封存工程地质条件适宜性评价及选址指南（征求意见稿）》

二氧化碳陆地封存工程地质条件适宜性评价及选址指南本文件主要规定盆地级、目标区级/靶区级、场地级、灌注级二氧化碳陆地封存工程地质条件适宜本文件适用于不同类型储层，包括咸水层、油气藏、煤层和基性-超基性岩的二氧化碳陆地封存工GB/T33685-2017陆上地震勘探DZ/T0441.1-2023岩心数字化DZ/T0187-2016地面磁性源瞬变电磁法DZ/T0280-2015可控源音频大地电磁法DZ/T0257-2014区域地质调查规范（1：25DZ/T0153-2014物化探工程测量HJ75-2017固定污染源烟气(SNB/T35099-2017水电工程三维地质建模技术规程SY/T7378-2017油气藏SY/T7072-2016大地电T/CSRMEXX-2023山区公路斜坡地质灾害风险评价T/CSES71-2022二氧化碳地质利用与封存项目泄漏风险评DB37/T4309-2021矿床三维地质二氧化碳地质封存carbondioxidegeologicalstora下深处具有适当封闭条件的地层中进行长期（千年至万年尺度）安全封用于封存的地质体或地下空间以及用于二氧化碳注入、监测等设施建造的地面以盆地基底起伏形成的隆起或坳陷为一级构造单元或以多个背斜、单斜和向斜形成的二级构造单地质适宜性评价geologicalsuitability场址适宜性评价sitesuitabilityev碳封存选址carbondioxidestora碳封存场址风险riskofcarbondioxidestoragesite地球物理监测技术geophysical对碳封存场址二氧化碳注入后地下流体的运移地球化学监测技术geochemicalm地层水化学组成监测技术、地层水同位素监测技术、人工示踪剂监测技在注入/监测井的不同深度处埋设监测装置，长期监测土壤碳通量监测soilcarbonfluxmon监测碳封存场址二氧化碳注入前后地表的碳通量及差异，评估二氧化碳是否泄漏到地表的研究手和化学性质并充分考虑可能的泄漏通道，进行二氧化碳封存区域的近地表二氧化碳浓度和通量的三维地质建模three-dimensionalgeological含水层水力联系hydraulicconn水平向同一含水层内和垂直向不同含水层之间的水力某一水分子自补给进入地下水系统到某一特有效封存量effectivestoragec二氧化碳泄漏风险riskofcarbondioxideleakage浅层地下水、大气中的可能性和发生此种泄漏造成二氧化碳注入诱发地震风险riskofcarbondioxideinducedearthquakes二氧化碳注入诱发地面变形风险riskofcarbondioxideinducedgrounddeformation通过工程技术手段将主要来自于工业领域大型排放源捕集的二氧化碳注入至适宜咸水层中，以实基性-超基性岩封存basic-ultrabasic将二氧化碳以超临界态或饱和水溶液的形式注入地下基性-超基性岩（如玄武岩和橄榄岩）中，加4基本规定4.1二氧化碳陆地封存工程应开展地质条件适宜性评价及选址工作。4.2二氧化碳陆地封存工程地质条件适宜性评价及选址一般应包括碳封存地质体结构及表征、碳封存4.3碳封存地质体结构及表征应根据封存工程地质条件适宜性评价及选址工作的不同阶段，收集不同4.5碳封存场址地质适宜性评价应结合规划选址和工程选址需要，在碳封存地质体结构及表征、碳封存潜力评价的基础上开展，根据不同场址的封存类4.7碳封存选址应在碳封存场址地质适宜性综合评价结果、碳封存场址风险性综合评价结果、碳封存4.8碳封存选址应同步开展碳封存场址监测工作，包括拟选场址的二氧化碳运移监测、封存地质体变5.1一般规定5.1.1应根据二氧化碳封存场址适宜性评价与选址不同阶段的工作需求，开展地质体结构的表征，建化学、地下水年龄等信息进行表征，建立对应的岩相模型、属性模型、水文地质模型级/靶区级、场地级选址应建立场地尺度的三维地质模型；灌注级选址可进行岩心尺度的三维数字岩心5.1.4应根据所收集的数据进行基于多源数据的综合建模，数据使用优先级为钻孔、地震勘探、地质碳地质封存选址指南研究、SYT7378-2017、NB5.3多尺度三维地质模型5.3.1盆地尺度模型范围应包含一、二级构造单元和完整的水文地质单元。应根据储层以及断层的分层三维模型；相关要求与质量控制可参照SY/5.3.2场地尺度模型范围应包含三级构造单元和完整的水文地质单元。应根据地质、地震勘探和井数通过定年手段确定地下水年龄，建立表征含水层间水力联系的三维地下水流动模型；具体方法可参照SY/T7378-2017、NB/T350995.3.3岩心尺度模型应通过数字岩心获取储盖层的空隙结构与孔隙度等物性参数，建立三维孔隙网络模型；数字岩心相关测试重构技术与要求可参照DZ/T0441.1-25.4成果输出与质量控制法、模型成果、模型的质量控制及验证结果、建模5.4.2应将不同尺度的三维地质模型成果融合并进行可视化展示，包括地层模型、构造模型、属性模型、水文地质结构模型、地下水流动模型、三维孔隙网络模型、多角度剖NB/T35099-2017。6.2咸水层碳封存潜力评价宜优先采用有效容积封存量计算方法；对于已掌握不同捕获机理下二氧化碳封存量详细数据的情况，宜采用捕获机理封存量计6.3油气藏碳封存潜力评价可采用美国能源部评价方法（US-DOE）、碳封存领导人论坛评价方法7.1.1应在碳封存地质体结构及表征、碳封存潜力评价的基础7.2.1盆地级工程地质条件指标，宜包括地热流值、地温梯度、地表温度、活动断裂的发育情7.2.2盆地级封存潜力条件指标，宜包括构造单元面积、沉积地层厚度、盖层、储层、勘探程据支持情况、资源潜力、封存潜力、单位面积封存潜力等指标；具体指标分级条件可参照附录情况、地震动峰值加速度、历史地震、盖层岩水动力作用、地质灾害易发性、不良地质作用等指标；具体指标分级条件可7.2.5场地级工程地质条件指标，宜包括地热流值、地温梯度、地表温度、活动断裂的发育情害易发性、不良地质作用等指标；具体指标分级条件可参7.2.6场地级封存潜力条件指标，宜包括盖层、储层、储盖组合数量、地层水矿化度、封存潜位面积封存潜力、使用年限等指标；具体指标分级条件可7.2.7在不满足上述指标或分级标准的情况下，应根据研究区具体情况采用专家经验等方法确定指标发育、断裂封闭性、是否地震带、水文地质条件等指标；具体指标分级条气开采潜力、油气提高采收率、二氧化碳封存能力等指标；具体指标分级条件可参照地层压力系数等指标；具体指标分级条件可层气潜力、二氧化碳封存潜力等指标；具体指标分级条件可参7.4.6场地级封存潜力条件指标，宜在本文件7.2.6规定的指标基础上，纳入物探工作程度、煤层深度、煤层气潜力、二氧化碳封存潜力、煤层渗透率等指标；具体指标分级条件可参照附7.6.1应遵循尺度从大到小开展地质7.6.3对于目标区级/靶区级评价，应对比选目标区/靶区开展地质适宜性评价，获得比选场地，见图7.6.4对于场地级评价，应对比选场地开展地质适宜性评价，获得比7.6.8地质适宜性评价各指标权重P可采用专家打分法、层次分析法、综合7.6.10各级尺度地质适宜性评价结果为“适宜”、“一般7.6.11评价单元可采用栅格单元，盆地级评价精度（栅格分辨率）应优于7.7.2成果数据应要素齐全，包含指标类型、参数、适宜性、数据来源等基本要素；数据资料应符合7.7.3成果图件应在深入分析和综合研究的基础上进行编制，包括工程地质条件指标图件、封存潜力条件指标图件和地质适宜性评价结果图件，以及相应的图7.7.5成果报告应在综合分析碳封存场址地质背景的基础上，按照地质适宜性评价结果进行7.7.6成果报告应资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理，便于使用和长8.1.1应在碳封存场址地质适宜性评价的基础上开8.1.3应包括二氧化碳泄漏风险评价、二氧化碳注入诱发地震风险评价以及二氧化碳注入诱发地面变8.2.1应分别对二氧化碳泄露风险、二氧化碳注入诱发地震风险以及二氧化碳注入诱发地面变形风险8.2.2应分别确定二氧化碳泄露风险、二氧化碳注入诱发地震风险以及二氧化碳注入诱发地面变形风8.3.1二氧化碳泄漏风险评价应包括二氧化碳8.3.2风险评价的空间范围应考虑可能受到注入活动影响的地上和地下空间，地下空间横向范围宜为二氧化碳注入后可能导致储层压力增高的区域边界，纵向范围宜为盖《二氧化碳地质利用与封存项目泄漏风险评价标准》5.2.6规定的8.3.6二氧化碳泄漏风险值Rl应由危险性指数Hl和环境易损值Vl乘积得到，风8.4二氧化碳注入诱发地震风险评价8.4.1二氧化碳注入诱发地震风险评价应包括二氧化碳注入诱发地震危险性评价和环境易损性评价。8.4.2风险评价的空间范围应考虑可能受到注入活动影响的地上和地下空间，地下空间横向范围宜为8.4.3危险性评价可用危险性指数He来表达，应考利用与封存项目泄露风险评价标准》5.2.4规定的二氧化碳注入8.4.5二氧化碳注入诱发地震风险值Re应由危险性指数He和易损值Ve乘积得到]]]；风险8.5二氧化碳注入诱发地面变形风险评价8.5.1二氧化碳注入诱发地面变形风险评价应包括二氧化碳注入诱发地面变形危险性评价和环境易损8.5.2风险评价的空间范围应考虑可能受到注入活动影响的地表，地下空间横向范围宜为二氧化碳注8.5.3危险性评价可用危险性指数Hd来表氧化碳地质利用与封存项目泄露风险评价标准》5.2.4规定的二氧化碳注入8.5.4环境易损性评价可用环境易损值Vd来表达，应8.6.1碳封存场址风险评价应在二氧化碳泄露风险、二氧化碳注入诱发地震风险和二氧化碳注入诱发8.6.3可利用GIS手段对赋权重后的各类风险评价结果进Ra=Rl*Wl+Re*We+Rd*Wd0.25）为阈值区间将评价结果划分为风险大9碳封存选址方法及成果9.1一般规定9.1.1碳封存选址应在碳封存场址地质适宜性评价结果、碳封存场址社会经济性评价结果、碳封存场9.2盆地级选址指标9.2.1应包括地质适宜性综合评价指标、社会经济性综合评价指标。9.2.2地质适宜性综合评价指标为盆地级地质适宜性评价结果。9.2.3社会经济性综合评价指标为盆地级社会经济性评价结果，社会经济性指标综合评价可参照本文9.3.1应包括地质适宜性综合评价指9.3.2地质适宜性综合评价指标为目标区级9.4场地级选址指标9.4.1应包括地质适宜性综合评价指标、社会经济性综合评价指标9.4.4场址风险性综合评价指标为场址风险评价结果。9.5选址方法9.5.1应遵循尺度从大到小开展选址评价。标区级/靶区级选址结果为适宜的区域确定优选场地；根据场地级选址结果为适宜的区域确定优选灌注9.6碳封存选址成果9.6.3碳封存选址数据、图件、报告成果9.6.4碳封存选址报告成果编制宜按照附录C提供的提纲，编写碳封存工程选10.1.1在注入二氧化碳之前应对碳封存场址内所有井（包括废弃球化学监测技术对二氧化碳羽流，储层压力、温度，孔隙中流体组成成分等进行持续译结果，地球物理解译结果与相应数值模拟结同的方法收集和处理数据，具体数据处理方法可参照化调查与发震能力评价，建立“红绿灯”监测预警和可采用PS-InSAR方法监测；InSAR监测质量控制流程可参照T/CAGHP013-测前期数据准备应包括SAR数据和辅助数据两部分，数10.3.3监测层位宜包括但不限于二氧化碳注入层10.3.4监测指标宜包括但不限于地层水pH值、电导率、溶解性总固体含量、碱度、水化学简分析////②首次检出示踪剂异常后应调整频率加密取样，示踪剂成份连续增加浓度曲线出现持续上升时获得储层温度、压力、应变等参数；井孔监测技术设计可参照10.4.2监测点布置应包括但不限于井下构成二氧化碳封存箱的储层和盖层，监测范围宜包括但不限M+2σM+3σ注：M和σ分别为CO2注入前特定场址的碳通量本底均值和标准差10.6.1可监测地表大气中二氧化碳浓度变化，监测10.6.4大气样品的分析宜首先选择国家颁布的标准分析方法，其次选择国家环保总局等颁布的标准10.6.5地表大气监测技术监测结果表A.1给出了咸水层碳封存场址地质适宜性指标表A.2给出了油气藏碳封存场址地质适宜性指标表A.3给出了煤层碳封存场址地质适宜性指标表A.4给出了基性-超基性岩碳封存场址地质适宜性指标评价/(mW·m-2)显规模较小、活动较弱或位于大的活动断裂带上或活动断断裂活动强烈区/km/km岩缝发育的灰岩/km2盖层/m 稳定或不稳定好差储层体连续 无 无大小岩沉积环境缘、滨浅湖;中-细湖底扇、浅-岩/(mW·m-2)不良地质作用盖层不良地质作用盖层层km范围内存在活合水动力作用水水动条 动区用无否是-否是-区 否是-否是-化性性渗透率<0.0001[0.0001,0性度/%砂岩碳酸盐岩率碳/10-3酸盐 储层 <0.5 量(性)岩沉积环境原、三角洲平原和三角洲前缘水下分砾岩、粗缘、滨浅湖;中-细湖底扇、浅-岩/(mW·m-2)层确 性性盖层/m单层厚性/m好储层度/%砂岩碳酸盐岩率/10-3μm2砂岩碳酸盐岩酸岩盐）<1:3[1:3,1:5]<0.5体连续岩大的泥岩<0.9向性 /m限好储层/m度/%砂岩碳酸盐岩率/10-3μm2砂岩碳酸盐岩体连续<0.5 无/Pa无坏压力力量力力况等(<25km),无活动断裂通过或有新近纪全新世活动不明显烈/104t 好 无 无大小/(104t·km-2)带地温梯度/(℃·(100m)-)km范围内存在活合水动作用水动区力作用无否是-否是-区 否是-否是-化性性无>300[150,300] >300[150,300]性<0.0001[0.0001,>200[100,200] >80[3>15[1酸盐岩砂岩砂>50[1/10-3酸盐岩>2000[600,2000]>2000[600,2000] 险单一盖层-储层形式盖层厚度大,但单一盖/(104t·km-2)>100[10蒸发岩类泥质岩类页带<50[5)地表温度/℃<3确况层层等/km/km 区否是否是性无/m单层厚性/m >15[1酸盐岩率碳>50[1/10-3酸盐岩/m>80[3层）数>1200[600,1200]>2000[600,2000]/(104t·km-2)使用年限/a>30)埋深性性性/m/m/m >15[1率碳>50[1酸盐岩/10-3酸盐岩>1200[600,1200]>2000[600,2000]封存潜力/104t>900[300,900]/(104t·km-2))力力 /(108m3·km-2)/km2/m体连续无 无靠靠大小 /(mW·m-2)外围25km范围内不存在活动断层—;;—洲用水动力条件水动力作用用用无否-是化/%无 式式8 /(mW·m-2)外围25km范围内不存在活动断层丘合洲用用区否是江河湖否是区/m单层厚 性性/m/m度/%砂 碳酸盐 率/10-砂 碳酸<0.5[0.5,0.6线8丘形合洲 埋深/m[800,12性性/m/m度/%砂岩碳酸盐岩率/10-3μm2砂岩碳酸盐岩<0.5[0.5,0.6体连续无/Pa力 表A.4基性-超基性岩碳封存场址地质适宜性指标评价表活断层间距/km>10[5,1 地热流值/(mW·m-2)[30,50)地温梯度/(℃·(100m)- 盖层渗透率/10-3<0.0001[0.0001,0.01] 储层埋深/m[800,3500] /(104t·km-2)>100[10,100活断层间距/km>10[5,1地温梯度/(℃·(100m)-)层况区岩缝岩岩响否响是无地温梯度/(℃·(100m)-)岩缝岩岩厚度/m>100无力力高中低高中低高中低高中低规响在低中高无层在离规响在规响在度量规响在规响在低中高无层在离人口密度<25[25规响在煤层人口密度<25 规 响在 量规响在规在响低中高无层在 规响在规响在度 规响在二氧化碳地质封存选址成果应附二氧化碳地质封存[1]AkiK.1957.SpaceandBull.earthquakeRes.Inst.TokyoUniv,35:415-4[2]BachuS,BonijolyD,BradshawJ,etal.CO2sto[3]Benson,S.M.,andLIPCCworkshoponcarbondioxidecaptureandstorage2002,Reftp://ftp.ecn.nl/pub/www/library/conf/ipcc02/ccs02[4]CaponJ.1969.High-ResolutionFrequency-Wavenu[5]Daley,T.M.,R.D.Solbau,J.B.Ajo-Franklin,andS.M.BofCO2injectioninabrineaquifer.Geophysics72(5):A57-A61.[7]GoodmanA,HakalaA,BromhalG,etal.U.S.DOEmethodolforcarbondioxideatthenationalandregionals[8]Hoversten,G.M.,andE.Gasperikova.2003movementduringsequestration.LawrenceBerkeleyNationalLaboratory:LBNL-54110.AvailableontheInte/lbnl/LBNL-54110.monitoringofCO2sequestration.LawrenceBerkeleyNationalLaboratory.Availableonthe/uc/item/6xq414[10]IntergovernmentalPanelonCliGroupsI,IIandIIItotheFifthAsse[11]Kharaka,Y.K.,Cole,D.R.,Hovorka,S.D.,Gunter,W.D.,Knauss,K.Gbasins.Geology,34,57,Yun,S.T.,Chung,H.,2016.fresultsfromCO2releaseexperimentsandstoragesite[13]Li,Y.M.,Pang,Z.H.GeformationofBohaiBayBasin[14]Morozova,D.,Zettlitzer,M.,Let,D.,Würdemann,H.,2011.MonitoringofthemicrobiadeepsubsurfacesalineaquifersduringCO2storageinKetzin,J.A.C.,2010.Carbonandoxygenisotopeindicatisite(Germany):InternationalJournal[16]OkadaH.2006.TheoryofefficientarrayobservationsofmicrotremorswithspecialreferencetotheSPACmethodExplorationGeophysics,37(9):73-85.[17]Rubin,Y.,andS.S.Hubbard.2005.Hydrogeophysic[18]Sherlock,D.,A.Toomey,M.Hoversten,E.Gasperikova,anadepletedgasfield:Asensitivitystudy.Exp[19]TianBQ,DuYN,JiangHZ,etal.,2020.Estonsmallscalemicrotremorobservationarray:BulletinofEngineeringGeologyandtheEnv[20]TianBQ,DuYN,YouZW,etalratiomethod.Engineering[21]USEPA,2013.UndergroundInjectionControl(UIC)ProgramClassReport2000-2004.ThePetroleumTechnologyResearchCentre:Reg[23]曹龙，边利恒.CO2地质封存技术与封存潜力评价方法研[26]环办监测函435号，碳监测试点方案.[27]李小春，袁维，白冰.CO[34]叶航，刘琦，彭勃.基于二[35]郑永香，刘建军，张伯虎.枯竭油藏CO2地质封存对地表变形的影[36]中国21世纪议程管理中心，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等.中国二氧化碳地质封存选址指南[37]中国地质调查局水文地质环境地质调查中心.二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程总结报告[c）岩心数据，包括岩心扫描数据、岩心描述、岩心钻孔取样信息等，由岩心观测判断的岩相、岩d）断点数据，与井轨迹相交的断层数据，δ2H-H2O、δ18O-H2O等）。应收集现场试验与室内试验数据，以及工程施工b）潜力计算公式b）潜力计算公式构造地层捕获、束缚捕获与溶解捕获的咸水层二氧化碳地质封存潜力计算公式分ρi为初始地层水的密度，kg/m3；RCO2为二氧化碳在地层水中的溶解度，mol/kg；mCO2为二氧化碳的摩尔b）潜力计算公式Mt(c02)=pr(c02)⋅Ahφ(1−swi)⋅BE（6.5）b）潜力计算公式CSLF方法以物质平衡理论为基础，对不同油藏的二氧化碳封存能力进行评价。与资源储量金字塔Mt(c02)=pr(c02)⋅(Rf⋅−Viw+VPw)（6.6）Mt(c02)=pr(c02)⋅(RfAℎφ(1−swi)−Viw+VPw)（6.7）3Me(c02)=cmcbcℎcwcact(c02)=ceMt(c02)（6.8）b）潜力计算公式sFPv=ASFTPIφPI（6.9）BSv=BpvBSE（6.10）RSv=(sFpv−Bpv)RSE（6.11）TASR=(RSv+BSv)pr(C02)（6.12）PV3；ASF2；TPI为孔隙层厚度(孔隙度为8%或更高的储3（4）中国石油勘探开发研究院和中国石油大学(北京)评价方a）适用场景：上