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文档简介

ICS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/GSCXXX—XXXX

二氧化碳陆地封存工程地质条件适宜性评

价及选址指南

Templateofsocialorganizationstandards

(征求意见稿)

XXXX-xx-xx发布XXXX-xx-xx实施

T/GSCXXX—XXXX

二氧化碳陆地封存工程地质条件适宜性评价及选址指南

1范围

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

性评价及选址工作程序、碳封存地质体结构及表征、碳封存潜力评价、碳封存场址地质适宜性评价、碳

封存场址风险评价、碳封存选址方法及成果、碳封存场址监测等方面的技术要求。

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

程地质条件适宜性评价及选址工作,也可供其他类似地质封存工程适宜性评价与选址参考。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

GB/T33685-2017陆上地震勘探数据处理技术规程

GB/T14499-1993地球物理勘查技术符号

GB/T18208地震现场工作国家标准

DZ/T0441.1-2023岩心数字化技术规程

DZ/T0187-2016地面磁性源瞬变电磁法技术规程

DZ/T0280-2015可控源音频大地电磁法技术规程

DZ/T0257-2014区域地质调查规范(1:250000)

DZ/T0153-2014物化探工程测量规范

DZ/T0072-93电阻率测深法技术规程

DZ/T0073-1993电阻率剖面技术规程

DZ/T0069-1993地球物理勘查图式图例及用色标准

DZ47-1987石油地震勘探技术规范;

HJ75-2017固定污染源烟气(SO₂、NOx、颗粒物)排放连续监测技术规范

NB/T11043-2022页岩气藏地质模型建立技术规范

NB/T35099-2017水电工程三维地质建模技术规程

SY/T7378-2017油气藏三维定量地质模型建立技术规范

SY/T7072-2016大地电磁探测法资料处理解释技术规程

SY/T6688-2013时频电磁法勘探技术规程

SY/T5819-2010陆上重力勘探技术规范

T/CSRMEXX-2023山区公路斜坡地质灾害风险评价规范

T/CSES71-2022二氧化碳地质利用与封存项目泄漏风险评价标准

DB36/T1669-20221:50000数字地质填图三维建模技术规范

DB37/T4336-20211:250000水文地质调查规范

DB37/T4514-20221:50000水文地质调查规范

DB37/T4309-2021矿床三维地质建模规范

DB42/T1506-2019三维实体模型参数化建模技术规范

DD2014-11地面沉降InSAR监测规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

—1—

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3.1

二氧化碳地质封存carbondioxidegeologicalstorage(CGS)

通过工程技术手段将捕集的二氧化碳以超临界态(温度高于31.1℃,压力高于7.38MPa)注入地

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)安全封存和隔离的过程。

3.2

封存场址storagesite

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区域。

3.3

储层reservoir

能够注入和储存二氧化碳的深部地质体,主要包括咸水层、枯竭油气藏、深部不可开采煤层及基性

-超基性岩。

3.4

盖层caprock

位于储层之上,能够阻止注入的二氧化碳向上渗流、扩散的低渗岩层。

3.5

封存潜力storagecapacity

能够注入和储存超临界二氧化碳的能力,主要包括理论封存潜力和有效封存潜力。

3.6

盆地级basinlevel

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

元为研究对象和评价单元。

3.7

目标区级/靶区级targetarealevel

以盆地内单个背斜、单斜和向斜形成的三级构造单元为研究对象和评价单元。

3.8

场地级sitelevel

以二氧化碳地质封存储存场地为研究对象和评价单元。

3.9

灌注级injectionlevel

以二氧化碳地质封存灌注场地为研究对象和评价单元。

3.10

地质适宜性评价geologicalsuitabilityevaluation

综合分析不同尺度(包括盆地级、目标区/靶区级、场地级)封存地质体的地质条件是否适宜二氧化

碳封存,评判其适宜性程度等级。

3.11

场址适宜性评价sitesuitabilityevaluation

综合分析二氧化碳封存场址的地质适宜性指标、社会经济性指标、场址综合风险评价指标,评判其

适宜性程度等级。

3.12

碳封存选址carbondioxidestoragesitescreening

—2—

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基于对盆地级、目标区级/靶区级、场地级地质适宜性的逐级评价,结合场址适宜性评价结果,优选

二氧化碳封存场址。

3.13

碳封存场址风险riskofcarbondioxidestoragesite

碳封存场址在二氧化碳注入过程中及封存后可能出现的风险,主要包括泄漏风险、诱发地震风险以

及地面变形风险。

3.14

地球物理监测技术geophysicalmonitoring

对碳封存场址二氧化碳注入后地下流体的运移、压力分布及地表变形等开展地球物理监测和评估。

3.15

地球化学监测技术geochemicalmonitoring

对碳封存场址二氧化碳注入前后地层水、气体或土壤等样品的相关化学指标开展监测和评估,包括

地层水化学组成监测技术、地层水同位素监测技术、人工示踪剂监测技术等。

3.16

井孔监测技术wellmonitoring

在注入/监测井的不同深度处埋设监测装置,长期监测、记录孔内温度、压力和变形等参数。

3.17

土壤碳通量监测soilcarbonfluxmonitoring

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

段,如密闭箱监测法。

3.18

地表大气监测surfaceairmonitoring

在考虑监测区气象环境背景和地质环境背景的基础上,以人居安全性为重点,结合二氧化碳的物理

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

监测。

3.19

三维地质建模three-dimensionalgeologicalmodeling

运用计算机技术,将空间信息管理、地质解译、空间分析与预测、地学统计、实体内容分析及图形

可视化等工具有机结合,实现三维地质模拟及分析的技术方法。

3.20

地下水模型groundwatermodel

能反映实际水文地质条件并可模拟地下水运动的地质、物理及数学的基本模式。

3.21

含水层水力联系hydraulicconnection

水平向同一含水层内和垂直向不同含水层之间的水力联系程度。

3.22

封闭性sealingproperty

盖层、断层对流体运移渗透的阻碍性能。

3.23

地下水年龄groundwaterage

—3—

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某一水分子自补给进入地下水系统到某一特定位置所经历的时间。一般指地下水水样的平均年龄。

3.24

岩相模型faciesmodel

三维空间中定量描述岩相分布和接触关系的模型。

3.25

数字岩心digitalcore

基于岩心扫描图像,运用计算机图像处理技术重构的岩心二维和三维模型,是岩心成分和结构的数

字化表征。

3.26

二氧化碳羽流carbondioxideplume

超临界态二氧化碳注入储层后运移扩散形成的羽状流体。

3.27

有效封存量effectivestoragecapacity

考虑地质因素和注入条件限制的封存场址的二氧化碳最大储存量。

3.28

危险性hazard

指一定时间内,由于二氧化碳注入产生不同规模和强度的不良效应包括二氧化碳泄漏、诱发地震以

及地面变形的概率。

3.29

易损性vulnerability

二氧化碳注入产生的不良效应对环境、建筑物、人口等的可能破坏程度,用0(没有损失)和1(全

损失)之间的数字来表征。

3.30

二氧化碳泄漏风险riskofcarbondioxideleakage

二氧化碳注入后导致的二氧化碳、有机污染物等由盖层、井筒、断层等途径泄漏至盖层上部各地层、

浅层地下水、大气中的可能性和发生此种泄漏造成的环境影响。

3.31

二氧化碳注入诱发地震风险riskofcarbondioxideinducedearthquakes

注入二氧化碳后可能引发地震,影响工程的正常施工和安全运营,并可能对人民群众生命财产造成

损失。

3.32

二氧化碳注入诱发地面变形风险riskofcarbondioxideinducedgrounddeformation

二氧化碳注入后可能导致地表变形,对地面生产、生活设施,二氧化碳地质封存所需的相关设备和

生态环境造成的不良影响。

3.33

咸水层封存salineformationsstorage

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

现其与大气长期隔绝的目的。适宜咸水层赋存深度一般在800m以下,矿化度一般介于3-50g/L。

3.34

油气藏封存oilandgasreservoirstorage

—4—

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通过向油气储层注入二氧化碳,降低油气的粘度和界面张力,进而推动地下油气向井口运移。二氧

化碳的注入可以弥补油气开采导致的储层压力下降,替换孔隙中的油气,在增加油气采收率的同时

封存二氧化碳。

3.35

煤层封存coalseamstorage

二氧化碳注入煤层后,在煤层孔隙裂隙中混合的流体经扩散、渗流、竞争吸附、置换,驱替煤层中

的瓦斯气体,导致二氧化碳最终替换煤层孔隙裂隙中的CH4分子,并以吸附态、游离态赋存于煤层

的孔隙裂隙中。

3.36

基性-超基性岩封存basic-ultrabasicstorage

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

速和促进二氧化碳与岩石中的橄榄石、辉石、基性斜长石等矿物发生碳酸盐化反应,生成固态无机

碳酸盐矿物,从而达到永久封存二氧化碳的目的。

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

潜力评价、碳封存地质适宜性评价、碳封存场址风险评价、碳封存场址选址方法及成果、碳封存场址监

测等工作内容。

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

尺度的地质数据,建立相应精度的三维工程地质模型与水文地质模型。

4.4碳封存潜力评价应在三维工程地质和水文地质建模基础上开展,基于研究区地质构造、地层岩性

与展布、水文地质和地热地质条件,开展相应级别的碳封存潜力评价工作。

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型,开展场址地质适宜性评价工作。

4.6在碳封存场址地质适宜性评价基础上,应开展碳封存场址风险评价工作,包括二氧化碳泄漏风险

评价、诱发地震风险评价以及地面变形风险评价。

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

场址社会经济性综合评价结果的基础上开展,根据不同场址的封存类型开展碳封存选址,并整理相关成

果。

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

形监测、环境监测等内容。

5碳封存地质体结构及表征

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

立相应尺度的三维地质模型。

5.1.2应对地质体的地层岩相、含/隔水层、断层、孔隙裂隙等结构构造展布以及空隙度、渗透率、水

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、水文地质模型等。

5.1.3盆地级选址应建立盆地尺度的三维地质模型,包含地层格架、含/隔水层及断层等信息;目标区

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

重构,建立三维模型。

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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

剖面图、地质平面图、报告;建模软件应具备多源数据管理、多种空间插值算法、模型编辑与更新、三

维可视化等功能。

5.1.5应根据地质对象的特征,采用合适的点、线、面、体等基础数据结构模型和空间插值算法构建

地质几何模型,模型网格宜选用六面体网格;数据结构模型与空间插值算法可参照DB37/T4309-2021、

DB42/T1506-2019。

5.1.6应建立岩相模型,并以此为基础进行相控属性建模,当数据不足时可采用机器学习、神经网络

等方法提高模型精度,并利用资料详细的地区对所建立的地质模型进行校正,可利用网格粗化技术或分

形理论等,实现多尺度模型的嵌套融合;建模流程与方法可参照NB/T35099-2017、DB36/T1669-2022。

5.2数据获取

5.2.1数据来源应包括但不限于已有的文献、专著、各类地质调查、工程地质与水文地质勘查研究报

告等成果,具体要求可参照DZ/T0257-2014与DB37/T4514-2022。

5.2.2盆地尺度数据应收集盆地范围内已有的研究数据与精度优于1:25万的地质调查数据,具体包

括地质综合研究数据、井数据、地震勘探数据、水文地质数据,四类数据的具体要求可参照中国二氧化

碳地质封存选址指南研究、SYT7378-2017、NBT11043-2022、DB37/T4336-2021。

5.2.3场地尺度数据应在盆地尺度数据的基础上,收集精度优于1:5万的地质调查数据;对于数据量

较少或数据缺失的区域,可参照DZ/T0257-2014、DB37/T4514-2022进行补充调查。

5.2.4岩心尺度数据应收集钻孔岩心及野外地质调查样品的测试数据,具体包括物质成分、岩石物理、

力学等信息。

5.3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

布划分封存单元,建立三维地层模型与构造模型;应分析盆地内部含水层分布及其补径排条件,划分水

文地质单元并建立三维水文地质结构模型与地下水流动模型;应根据地质、地震勘探和井数据,建立断

层三维模型;相关要求与质量控制可参照SY/T7378-2017、NB/T35099-2017。

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

据,划分封存单元,建立包含岩相、孔隙度、渗透率、饱和度、净毛比等信息的三维地质属性模型;应

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/T35099-2017。

5.3.3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/T0441.1-2023。

5.4成果输出与质量控制

5.4.1应编制三维地质建模成果说明,包括模型名称与范围、封存单元三维地质特征、建模软件和方

法、模型成果、模型的质量控制及验证结果、建模人及日期。

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、多角度剖面图、属性分布统计图表等。

相关质量控制措施可参照SY/T7378-2017、NB/T11043-2022、DZ/T0441.1-2023,模型精度要求可参照

NB/T35099-2017。

6碳封存潜力评价

6.1应根据碳封存储层类型,选取适合的方法进行碳封存潜力评价。

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算方法。

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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

(CSLF)及美国地质调查局评价方法(USGS);对于已掌握溶解捕获机理影响二氧化碳封存量的情况,

宜采用中国石油勘探开发研究院和中国石油大学(北京)评价方法(RIPED&CUP)。

6.4煤层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(CSLF)

(注:煤层封存CO2潜力的计算均指不开采煤层)。

6.5基性-超基性岩储层碳封存潜力评价可初步采用基于自然类比的计算方法评估最大、最小封存潜力,

对于已掌握储层岩体体积、物性及单位矿物固碳量等详细数据的情况,宜采用基于储层岩石物性的计算

方法和基于矿化实验的计算方法。

7碳封存场址地质适宜性评价

7.1一般规定

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上开展。

7.1.2应根据不同场址的封存类型,开展盆地级、目标区级/靶区级、场地级各尺度或部分尺度下的地

质适宜性评价工作。

7.1.3应根据不同场址的封存类型和研究区的具体情况,通过专家经验等方法遴选地质适宜性评价指

标,包括工程地质条件指标、封存潜力条件指标。

7.1.4地质适宜性评价指标数据精度宜参照本文件5.2规定的要求。

7.2咸水层地质适宜性评价指标

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、活动断裂的发育情况、火

山发育区、距火山区距离、地震动峰值加速度、历史地震、距地震区距离、盖层岩性、储层岩性、水动

力作用等指标;具体指标分级条件可参照附录A。

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、勘探程度、数

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A。

7.2.3目标区级/靶区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

情况、地震动峰值加速度、历史地震、盖层岩性、沉积环境、盖层断裂发育、储层岩性、储层沉积相、

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参照附录A。

7.2.4目标区级/靶区级封存潜力条件指标,宜包括盖层、储层、储盖组合数量、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A。

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、活动断裂的发育情况、断

裂和裂缝的发育情况、地震动峰值加速度、历史地震、地貌类型、地势、地形坡度、盖层岩性、盖层断

裂发育、储层岩性、储层沉积相、储层压力系数、水动力作用、与采煤塌陷区距离、主导风向、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参照附录A。

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、封存潜力、单

位面积封存潜力、使用年限等指标;具体指标分级条件可参照附录A。

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

及分级等级。

7.3油气藏地质适宜性评价指标

7.3.1盆地级工程地质条件指标,宜在本文件7.2.1规定的指标基础上,纳入构造背景、断裂和裂缝的

发育、断裂封闭性、是否地震带、水文地质条件等指标;具体指标分级条件可参照附录A。

7.3.2盆地级封存潜力条件指标,宜在本文件7.2.2规定的指标基础上,纳入盆地面积、盆地深度、油

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附录A。

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7.3.3目标区级/靶区级工程地质条件指标,宜在本文件7.2.3规定的指标基础上,纳入储层沉积环境、

地层压力系数等指标;具体指标分级条件可参照附录A。

7.3.4目标区级/靶区级封存潜力条件指标,宜参照本文件7.2.4规定的指标,具体指标分级条件可参

照附录A。

7.3.5场地级工程地质条件指标,宜在本文件7.2.5规定的指标基础上,纳入储层沉积环境等指标;具

体指标分级条件可参照附录A。

7.3.6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,纳入原油密度、原油粘度、原

油饱和度、油气藏深度、油气藏温度、油气藏压力、油气藏倾度、油湿指数等指标;具体指标分级条件

可参照附录A。

7.4煤层地质适宜性评价指标

7.4.1盆地级工程地质条件指标,宜在本文件7.2.1规定的指标基础上,纳入活断层间距、地震发生概

率等指标;具体指标分级条件可参照附录A。

7.4.2盆地级封存潜力条件指标,宜在本文件7.2.2规定的指标基础上,纳入煤层气潜力、二氧化碳封

存潜力等指标;具体指标分级条件可参照附录A。

7.4.3目标区级/靶区级工程地质条件指标,宜在本文件7.2.3规定的指标基础上,纳入活断层间距等

指标;具体指标分级条件可参照附录A。

7.4.4目标区级/靶区级封存潜力条件指标,宜在本文件7.2.4规定的指标基础上,纳入煤层深度、煤

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照附录A。

7.4.5场地级工程地质条件指标,宜在本文件7.2.5规定的指标基础上,纳入活断层间距等指标;具体

指标分级条件可参照附录A。

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录A。

7.5基性-超基性岩地质适宜性评价指标

7.5.1目标区级/靶区级、场地级尺度的工程地质条件指标,宜参照本文件7.2.3和7.2.5规定的指标;

具体指标分级条件可参照附录A。

7.5.2目标区级/靶区级、场地级尺度的封存潜力条件指标,宜参照本文件7.2.4和7.2.6规定的指标;

具体指标分级条件可参照附录A。

7.6地质适宜性评价方法

7.6.1应遵循尺度从大到小开展地质适宜性评价。

7.6.2对于盆地级评价,应对盆地的一级或二级构造单元开展地质适宜性评价,获得比选目标区/靶区,

见图7.1。

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

7.1。

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,获得比选灌注区,见图7.1。

7.6.5如果目标区级/靶区级评价无法得到比选场地,应返回盆地级重新选定比选目标区/靶区;如果场

地级评价无法得到比选灌注区,应返回目标区级/靶区级重新选定比选场地,见图7.1。

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图7.1碳封存场址地质适宜性评价流程图

7.6.6地质适宜性综合评价,可利用地理信息系统(GIS)手段开展,应首先确定地质适宜性评价各指

标分值和各指标权重。

7.6.7地质适宜性评价各指标宜按“适宜”、“一般”、“不适宜”分为3级,并分别进行赋值,获

得指标分值V,具体指标赋值方法可参照附录A注释;地质适宜性评价中的活动断裂指标或封存量指

标若判定为“不适宜”,则该级尺度地质适宜性评价结果应判定为“不适宜”。

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、综合模糊评价法等确定。

7.6.9应根据指标权重P及指标分值V,进行多因子空间叠加,得到综合分值Q;根据综合分值Q,

利用专家经验或自然间断点分级方法,将评价结果划分为“适宜”、“一般”和“不适宜”3个等级,

见图7.2和7.3。

7.6.10各级尺度地质适宜性评价结果为“适宜”、“一般”的分区可作为次一级尺度的比选区域。

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250m×250m,目标区级/

靶区级精度应优于50m×50m,场地级精度应优于12.5m×12.5m。

图7.2不同尺度碳封存场址地质适宜性评价流程和评价方法图

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图7.3基于GIS手段的地质适宜性评价技术流程图

7.7地质适宜性评价成果

7.7.1应充分利用调查数据资料和研究分析成果,按照地质适宜性评价的需求进行,对不同尺度下相

应精度的数据、图件、报告等成果进行整理。

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

国家基本比例尺、国家坐标系统等基本要求,符合地理、地质、物探、化探、遥感、测试等专业数据要

求。

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,以及相应的图件说明书。

7.7.4成果图件编制可按照GB958-2015和DZ/T0179-1997中规定的图式、图例、符号、用色原则等

进行表示;成果图件应图面简洁易懂、要素齐全,体现真实性、科学性、针对性和实用性。

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编制;成

果报告应包括收集的资料和调查、勘查资料,不同尺度的地质适宜性评价指标和评价结果的分析及说明。

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

期保存,并应因地制宜,突出重点。

8碳封存场址风险评价

8.1一般规定

8.1.1应在碳封存场址地质适宜性评价的基础上开展。

8.1.2应在地质适宜性评价结果等级为“一般”和“适宜”的场址进行。

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

形风险评价。

8.2碳封存场址风险评价流程

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

开展危险性评价与易损性评价。

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

险的等级,综合分析评价得到碳封存场址风险,见图8.1。

8.2.3可利用GIS手段开展,评价单元可采用栅格单元,评价精度(栅格分辨率)应优于12.5m×12.5m。

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图8.1碳封存场址风险评价流程

8.3二氧化碳泄漏风险评价

8.3.1二氧化碳泄漏风险评价应包括二氧化碳泄漏危险性评价和环境易损性评价。

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,纵向范围宜为盖层上部地层。

8.3.3风险评价的时间范围应考虑注入前、注入中、场地关闭及关闭后100年。

8.3.4危险性评价可用危险性指数Hl来表达,应考虑二氧化碳封存场址的工程地质条件,具体指标可

参照本文件7.2及附录A规定的场地级工程地质条件指标。

8.3.5环境易损性评价可用环境易损值Vl来表达,应考虑二氧化碳泄漏的环境影响,具体指标可参照

《二氧化碳地质利用与封存项目泄漏风险评价标准》5.2.6规定的指标要求。

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,风险值Rl应进行归一

化处理,取值范围为[0,1.0]。可按等间距分类方法进行风险评价,以[0.75,1.0],[0.50,0.75),[0.25,

0.50),[0,0.25)为阈值区间将评价结果划分为风险大、风险中等、风险小、风险极小4个等级。

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

二氧化碳注入后可能导致储层压力增高的区域边界,纵向范围宜为含有断层的盖层、储层以及储层下方

岩层。

8.4.3危险性评价可用危险性指数He来表达,应考虑二氧化碳封存场址的工程地质条件和二氧化碳

注入相关指标,具体指标可参照本文件7.2及附录A规定的场地级工程地质条件指标和《二氧化碳地质

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相关指标。

8.4.4环境易损性评价可用环境易损值Ve来表达,应考虑人口密度、建筑物类型、建筑物数量、建筑

物价值和设备价值等。

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]]];风险评价结果

等级划分可参照本文件8.3.6规定的要求。

8.5二氧化碳注入诱发地面变形风险评价

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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

性评价。

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

入后可能导致储层压力变化的区域边界,纵向范围宜为盖层上部地层。

8.5.3危险性评价可用危险性指数Hd来表达,应考虑二氧化碳封存场址工程地质条件、距井筒距离

和二氧化碳注入相关指标,具体指标可参照本文件7.2及附录A规定的场地级工程地质条件指标和《二

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相关指标。

8.5.4环境易损性评价可用环境易损值Vd来表达,应考虑人口数量、交通设施、其他生活设施等。

8.5.5二氧化碳注入诱发地面变形风险值Rd应由危险性指数Hd和易损值Vd乘积得到;风险评价结

果等级划分可参照本文件8.3.6规定的要求。

8.6碳封存场址风险评价

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

地面变形风险评价结果基础上开展,将二氧化碳泄露风险评价结果、二氧化碳注入诱发地震风险评价结

果、二氧化碳注入诱发地面变形风险评价结果归一化。

8.6.2可采用专家打分法、层次分析法等方法确定二氧化碳泄露风险权重Wl、二氧化碳注入诱发地震

风险权重We、二氧化碳注入诱发地面变形风险权重Wd。

8.6.3可利用GIS手段对赋权重后的各类风险评价结果进行叠加分析,得到综合风险评价结果Ra。

Ra=Rl*Wl+Re*We+Rd*Wd(8.1)

8.6.4可按等间距分类的方法进行综合风险评价,以[0.75,1.0],[0.50,0.75),[0.25,0.50),[0,

0.25)为阈值区间将评价结果划分为风险大、风险中等、风险小、风险极小4个等级。

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

址风险评价结果的基础上开展。

9.1.2宜考虑场址对应的封存类型,开展盆地级、目标区级/靶区级、场地级各尺度或部分尺度下的碳

封存选址,并整理选址成果。

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

件7.6规定的技术流程进行;社会经济性指标可包括人口密度、土地利用现状、碳源密度、碳源规模等

指标;具体指标分级条件可参照附录B。

9.3目标区级/靶区级选址指标

9.3.1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。

9.3.2地质适宜性综合评价指标为目标区级/靶区级地质适宜性评价结果。

9.3.3社会经济性综合评价指标为目标区级/靶区级社会经济性评价结果,社会经济性指标综合评价可

参照本文件7.6规定的技术流程进行;社会经济性指标可参照本文件9.2.3规定的指标;具体指标分级

条件可参照附录B。

9.4场地级选址指标

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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和场址综合风险评价指标。

9.4.2地质适宜性综合评价指标为场地级地质适宜性评价结果。

9.4.3社会经济性综合评价指标为场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

件7.6规定的技术流程进行;社会经济性指标可参照本文件9.2.3规定的指标;具体指标分级条件可参

照附录B。

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。

9.5.2盆地级选址应考虑地质适宜性综合评价指标和社会经济性综合评价指标,对比选目标区/靶区所

在的一级或二级构造单元开展选址评价,获得优选目标区/靶区。

9.5.3目标区级/靶区级选址应考虑地质适宜性综合评价指标和社会经济性综合评价指标,对优选目标

区/靶区开展选址评价,获得优选场地。

9.5.4场地级选址应考虑地质适宜性综合评价指标、社会经济性综合评价指标和场址风险指标,对优

选场地开展选址评价,获得优选灌注区。

9.5.5如果目标区级/靶区级评价无法得到优选场地,应返回盆地级重新选定优选目标区/靶区;如果场

地级评价无法得到优选灌注区,应返回目标区级/靶区级重新选定优选场地,见图9.1。

图9.1碳封存选址流程图

9.5.6盆地级、目标区/靶区级与场地级选址,可参照本文件7.6规定的技术流程将选址结果划分为“适

宜”、“一般”和“不适宜”3个等级;根据盆地级选址结果为适宜的区域确定优选目标区/靶区,根据目

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

区。

9.6碳封存选址成果

9.6.1社会经济性指标与评价成果宜参照本文件9.2.3、9.3.3、9.4.3规定的技术要求获取。

9.6.2碳封存场址风险指标与评价成果宜参照本文件第8章规定的技术要求获取、完善。

9.6.3碳封存选址数据、图件、报告成果要求宜参照本文件7.7.2至7.7.7规定的内容。

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,编写碳封存工程选址成果报告。

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10碳封存场址监测

10.1一般规定

10.1.1在注入二氧化碳之前应对碳封存场址内所有井(包括废弃的井)的完整性进行测试。

10.1.2在注入二氧化碳过程中应在井孔连续监测注入压力、注入速率和注入量,并结合足够频率的地

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监测。

10.1.3在注入完成后应综合运用多种监测技术,包括地球物理、地球化学、井孔监测技术、土壤碳通

量、地表大气监测技术等对二氧化碳羽流、压力前缘、温度、地下水质量、土壤气体、地表空气、诱发

地震、诱发地面变形等进行长期监测,见表10.1。

10.1.4监测点的布设位置应在地表或者井下。

10.1.5应利用监测井数据约束地球物理监测数据的处理,降低反演结果的不确定性。

10.1.6碳封存场址的监测报告宜包括,监测设备布置图,监测的原始数据及采集时间,土壤水饱和状

况等近地表条件的描述,注入速率和注入压力等信息,监测方法敏感性及监测异常信息,监测数据处理

步骤及使用的主要假设,二氧化碳羽流位置、压力前缘位置、诱发地震和诱发地面变形等的地球物理解

译结果,地球物理解译结果与相应数值模拟结果的对比。

表10.1碳封存场址监测内容和监测技术表

监测内容监测技术

直接CO2饱和度监测(点)地球化学监测

间接CO2羽流监测(面、体)地震监测、重力监测、电法监测、微动监测

直接压强监测(点)井下压强监测

间接压强监测(面、体)地震监测

地层温度监测井下温度监测

地下水质量监测地球化学监测

土壤气体监测土壤碳通量监测

地表空气监测大气监测

诱发地震监测微震监测

诱发地面变形监测InSAR监测、重力监测

10.2地球物理监测技术

10.2.1宜包括但不限于地震监测技术、微震监测技术、重力监测技术、电法/电磁法监测技术、InSAR

监测技术。

10.2.2地震监测技术,宜包括但不限于时移地震勘探(也称为四维勘探)、垂直地震剖面(简称VSP)

和井间地震监测,井间地震监测分辨率最佳,其次VSP,再次时移地震勘探方法;地震波源和接收器可

以布设在地表或地下钻孔,具体布设方法可参照DZ47-1987;时移地震勘探应在相同位置使用完全相

同的方法收集和处理数据,具体数据处理方法可参照GB/T33685-2017。

10.2.3微震监测技术,宜包括但不限于地面监测和井中监测,地面监测设备应广泛分布于封存场地,

井中监测设备应选取核心井位进行监测;微震监测应实时对数据进行接收、汇集、存储并自动处理,获

取地震定位、震级及震源机制,建立地震动衰减关系,完成震级ML≥1.0的地震烈度分布图、场地峰值

加速度(PGA)或场地峰值速度(PGV)等值线图的绘制;基于微震监测结果,应开展场地周边断层活

化调查与发震能力评价,建立“红绿灯”监测预警和管理模式。

10.2.4重力监测技术,重力仪可布设在地表或者钻孔中,具体布设方法可参照SY/T5819-2010;在采

集重力数据后应进行仪器漂移、海拔差异和其他布设特定条件的校正;重力数据应与剖面图、地层和区

域地质信息进行联合解译以获取合理解译结果。

10.2.5电法/电磁法监测技术,电法监测技术可参照DZ/T0072-93、DZ/T0073-1993和DZ/T0069,电

磁法监测技术可参照GB/T14499-1993、DZ/T0069-1993、DZ/T0153-2014、DZ/T0187-2016、DZ/T0280-

2015、SY/T6688-2013、SY/T7072-2016。

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10.2.6微动监测技术,应根据封存场地信号源特征以及探测目标参数设定观测阵列的台间距、布台方

式、最短采集时长等,在首次布设仪器之前,应进行仪器一致性测试;在二氧化碳注入之前,应进行背

景地质结构的首次探测,以此作为二氧化碳注入后引起的地层岩性波速变化监测的背景板;自二氧化碳

注入开始,如有条件可进行常时观测,分不同的时间段进行地质结构成像。

10.2.7InSAR监测技术,地面变形监测空间范围宜为二氧化碳注入后产生储层压力变化的区域边界;

当二氧化碳注入诱发地面变形的速率为1m/a及以上,可采用Offset-SAR方法监测;当地面变形的速率

为1cm/a-1m/a,可采用Stacking-InSAR或SBAS-InSAR方法监测;当地面变形的速率为1mm/a-1dm/a,

可采用PS-InSAR方法监测;InSAR监测质量控制流程可参照T/CAGHP013-2018;InSAR地面变形监

测前期数据准备应包括SAR数据和辅助数据两部分,数据选择可参照T/CAGHP013-2018和DD2014-

11。

10.3地球化学监测技术

10.3.1宜包括但不限于原位监测技术和取样测试监测技术。

10.3.2原位监测对象应为地层水的pH值和电导率;取样测试对象应为地层水和气体样品的化学组分

和同位素,监测二氧化碳是否发生盖层突破或者泄漏。

10.3.3监测层位宜包括但不限于二氧化碳注入层、上覆浅部含水层及表层土壤。

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+2+++--2-

(Ca、Mg、Na、K、F、Cl、SO4)、微量元素、碳同位素、锶同位素、硫同位素、气体组成及

二氧化碳的碳氧同位素、地层水和表层土壤的微生物群落的丰度及多样性、人工示踪剂;注入二氧化碳

前应开展监测指标的环境本底值监测;监测方案应根据注入量、监测指标敏感性以及经费情况等因素制

定,见表10.2。

表10.2二氧化碳地质封存地球化学监测方案表

监测内容监测指标监测频次备注

见本文件10.3.4中描述的各类

环境本底值至少每周1次提前一个月

指标

第一个月至少每天2次;

地层水pH值、碱度、电导

第二个月至第六个月至少

率、总溶解性固体含量和气体/

每2天1次;第七个月以

含量

后至少每3天1次。

第一个月至少每2天1

次;第二个月至第六个月

水化学简分析、微量元素/

至少每5天1次;第七个

月以后至少每周1次。

第一个月至少每3天1

注入后监测

地层水碳、锶、硫同位素和二次;第二个月至第六个月

/

氧化碳碳氧同位素至少每周1次;第七个月

以后至少每月3次。

每次水样不

至少注入前1周开始采

少于2瓶,

人工示踪剂样,每天1次;注入后每

1瓶作为复

天监测2-3次

检留存

地层水至少每周1次;表

微生物丰度和多样性/

层土壤至少每月1次

注:①监测频次需根据实际监测指标的变化情况进行调整。

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

还应增加取样频率,待示踪剂浓度曲线出现峰值拐点之后可适当降低取样频率。

10.4井孔监测技术

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10.4.1井孔监测应包括注入井监测和观测井监测两部分,宜通过注入井监测获得灌注量、灌注压力、

灌注速率、储盖层压力与温度、储层内二氧化碳扩散运移与地下水水质变化等参数;宜通过观测井监测

获得储层温度、压力、应变等参数;井孔监测技术设计可参照T/CSES71-2022。

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

于温度、压力、应变等,温度测量监测精度宜为±0.2℃,压力测量监测精度宜为0.02%。

10.4.3宜采用分布式光纤温度感应技术(DistributedTemperatureSensing,DTS)和分布式光纤声波感

应技术(DistributedAcousticSensing,DAS)进行联合监测,实现全井段的温度和声波等参数实时测量。

10.4.4井孔实时监测可将注入前监测基线(如井温)作为参考,在注入中和注入后实时测量曲线是否

偏离基线,并结合多种监测指标评价泄露风险。

10.5土壤碳通量监测技术

10.5.1应比较二氧化碳注入前后地表土壤碳通量的差异。

10.5.2监测方案宜依据封存场地的特征来制定,应采取多点位多次监测的方式,宜在可能发生泄漏的

点位和潜在逃逸路线周围密集布点。

10.5.3监测方法宜采用密闭箱监测法,将土壤呼吸室置于土壤表面,连接至气体分析仪上。

10.5.4可从统计学的角度制定适用于特定场地的土壤碳通量结果分级标准,见表10.3,并结合其他监

测指标综合评估,可参照T/CSES71-2022。

表10.3土壤碳通量监测结果分级

分级描述建议措施

注入CO2后的土壤碳通量未达

A正常无需采取响应措施

到以下B和C的水平

注入CO2后的土壤碳通量高于进行重复监测,依据结果进行下一步

B预警

M+2σ判断

注入CO2后的土壤碳通量高于采集气体进行实验室分析帮助溯源,

C异常

M+3σ判断是否发生CO2泄露

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地表大气监测技术

10.6.1可监测地表大气中二氧化碳浓度变化,监测方案可参照T/CSES71-2022。

10.6.2大气样品的采集可采用直接采样法,包括玻璃注射器采样法、塑料袋采样法、球胆采样法、采

气管采样法和采样瓶采样法等。

10.6.3地表大气监测技术自动监测频次要求可参照HJ75-2017,手工监测频次应不低于1次/月。

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

分析方法,对没有标准分析方法的监

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