《咸水層二氧化碳地質封存潛力評價技術指南》（報批稿）

1僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有修改單)適用于本文封存潛力storagepotential蓋層封閉性sealingability2地質潛力geologicalpotential4.2原則3按照儲層篩選、潛力計算、綜合評價三個步驟開4.3.1儲層篩選4.3.2潛力計算4.3.3綜合評價5.2.1.1地震5.2.1.2鉆井5.2.1.3測井5.2.1.4分析化驗c)掌握控制盆地沉積及其一、二級構造單元分界線的區(qū)域性斷裂，初步查明了封存體地質穩(wěn)定4影分布區(qū)(即靶區(qū))。a)能夠圈定封存靶區(qū)，儲蓋層構造形態(tài)勘查精度能夠達到1:50000-1:100000;b)咸水層儲層細化到巖石地層單位段，基本查明咸水層儲層巖性、物性，儲層發(fā)育裂隙時需基f)了解重要礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)在平面上的投影分布區(qū)(即場地)及注入層，并完成注入方案設計。5km×5km基本單元范圍內(nèi)已完成鉆探，潛在封5在常規(guī)巖性與地層流體性質分析基礎上，進一步取得目的層位毛a)能夠圈定封存場地，儲蓋層構造形態(tài)勘查精度能夠達到1:5000-1:10000;b)咸水層儲層巖石地層單位進一步細化(如砂層組或砂層),全面掌握其巖石物理化學性質；f)合理配置二氧化碳封存與重要礦產(chǎn)資源開發(fā)，規(guī)避資源開發(fā)或廢棄鉆井引發(fā)的二氧化碳泄漏a)基于已有勘探基礎和成果，編制工程設計并已獲有關部門審批并備案，針對獲批的封存場地b)針對咸水層儲層中二氧化碳運移分布及二氧化碳泄漏風險，已制定科學、全面的監(jiān)測方案，的有關規(guī)定，針對咸水層二氧化碳地質封存不同評價階段，將封存潛力劃分為預測級別(D級)、控制級別(C級)、探明級別(B級)和工程級別(A級)?？辈樽⑷腚A段與潛力分類分級對應關系如下(見表1):a)普查階段對應預測級別(D級),包括預測地質潛力與預測技術容量兩類；b)詳查階段對應控制級別(C級),包括控制地質潛力、控制技術容量和控制技術經(jīng)濟容量三類；c)勘探階段對應探明級別(B級),包括探明技術容量和探明技術經(jīng)濟容量兩類；d)注入階段對應工程級別(A級),包括設計封存量和實際封存量兩類。6////////b)咸水層儲層巖石類型宜重點考慮碎屑巖、碳酸鹽巖及巖漿巖；e)按照GB/T14157關于地下咸水和地下鹽f)咸水層儲層應為半封閉或封閉型水文地質結構，地下水交替緩慢或十分緩慢。a)蓋層考慮為連續(xù)、穩(wěn)定的低滲透性巖石，無張性貫穿斷裂發(fā)育；CO2-水-巖反應溶蝕作用，該類巖石不c)咸水層儲層除覆蓋較好的直接蓋層外，直接蓋層上部宜發(fā)育有一定厚度的次級蓋層。至半徑25km范圍的規(guī)定，以及《中國地震構造環(huán)境探查規(guī)劃》地震構造分儲層在地表的垂直投影分布25km范圍內(nèi)不存在一級斷裂帶(Ⅰ級、Ⅱ級地塊邊界活動的斷層帶）和二級斷裂(Ⅱ級地塊內(nèi)部活動的斷層，一般控制構造單元5km范圍內(nèi)不存在三級斷裂(Ⅰ級、Ⅱ級地塊內(nèi)部規(guī)模較小的活動斷層和一定規(guī)模的第四紀斷層）；7b)需要考慮區(qū)域地震動峰值加速度因素，咸水層儲層在地表的垂直投影分布范圍內(nèi)區(qū)域地震動峰值加速度宜小于等于0.15g,具體按照GB18306規(guī)定執(zhí)行。研深部煤炭、石油、天然氣等礦產(chǎn)資源勘查和開采登記資料，在無a)開展沉積盆地、盆地內(nèi)部構造單元或面積較大區(qū)域的潛力評價時，預測和控制級別潛力計算平面最小單元宜不大于5km×5km;b)探明和工程級別潛力計算平面最小單元宜不大于1km×1km,當評價區(qū)面積較小時，應適當?shù)谛碌目辈榛蚬こ套⑷雽嵺`認識與原有評價結果差異較大，甚至工程失敗時，應重新開展a)裂隙型儲層應以連通的裂隙系統(tǒng)細分計算單元，裂隙孔隙(洞)型儲層分別確定基質孔隙度和裂隙、溶洞等孔隙度，見DZ/T0217;b)孔隙度宜直接用巖心分析資料或測井解釋確定，測井解釋孔隙度與巖心分析孔隙度的相對誤差不超過±8%,見DZ/T0217;8.2.1.1容積法基本原理是假設咸水層為側向開放8.2.1.2地質潛力計算宜利用地理信息系統(tǒng)GIS空間分析功能輔8.2.1.3容積法詳細計算公式見附錄A。8.2.2.1碳封存領導人論壇(Carb式(見附錄A),總地質潛力可認為是三部分不同機理地質潛力的和。8.2.2.2機理法需要較為豐富的地質數(shù)據(jù)支撐，宜在控制地質潛力計算時考慮應用。8.3.1預測和控制技術容量是利用相應級別的地質潛力與驅替系數(shù)Ewep的乘積計算獲得，計算公式及Ewep取值參考見附錄A。8.3.2探明技術容量需在精細地質建?；A上，綜合儲集條件、蓋層封閉性、封存體地質穩(wěn)定條件及88.4.1在技術容量基礎上，假定碳捕集與封存8.4.2控制和探明技術經(jīng)濟容量可通過相應級別技術容量與成本及E取值參考見附錄A。8.4.3在明確碳源、場地及其探明技術容量的前提下，探明技術經(jīng)濟容量會從經(jīng)濟性的角度淘8.5.1.2設計封存量需明晰封存場地的預測地下空間范圍、注入執(zhí)行期，以及詳細的8.5.2.1在封存體安全穩(wěn)定、未發(fā)生二氧化碳泄漏的前提下，咸水層封存工程場地實a)區(qū)域性咸水層儲層細化到巖石地層單位組，編制地層層序及儲蓋組合綜合柱狀圖、儲層頂?shù)酌鏄嬙靾D(1:100000-1:250000);c)預測評價咸水層儲層流體性質與水化學組a)重點針對控制盆地沉積及其一、二級構造單元分界線的區(qū)域性斷裂，分析其與儲蓋層的接觸關系，以及對潛在儲蓋層的影響，關于沉積盆地及次級構造單元劃分按照GB/T16792執(zhí)行；b)分析歷史地震、地震動參數(shù)區(qū)劃特征，結合區(qū)域性斷裂，編制封存體地質穩(wěn)定條件圖。99.1.3.2咸水層二氧化碳地質封存遠景區(qū)及預測技術容量評價圖需包含以下基本內(nèi)容：a)第一層次：主要表示與咸水層二氧化碳地質封存相關的地理因子,由地形類、水系類及行政區(qū)b)第二層次：主要表示與咸水層儲層有關的地質、水文地質、封存體地質穩(wěn)定性等條件，如咸水層儲層頂（底）板構造等深線、地下水總礦化度、斷裂、地震動參數(shù)區(qū)劃高中低9.2.1評價內(nèi)容9.2.2地質適宜性9.2.2.1儲集條件a)咸水層儲層細化到巖石地層單位段，編制地層層序及儲蓋組合綜合柱狀圖、儲層頂?shù)酌鏄嬙欤?.2.2.2蓋層封閉性a)分析評價區(qū)域性蓋層巖性及礦物組分、空間展布特征；b)預測評價區(qū)域性蓋層滲透性，以及CO2-水-巖反應溶蝕特征。9.2.2.3封存體地質穩(wěn)定條件a)細化至控制沉積盆地三級構造單元分界線的局部性斷裂，分析其與儲蓋9.2.3深部資源開發(fā)互饋9.2.4控制技術容量規(guī)模及豐度9.2.4.2靶區(qū)及控制技術容量評價圖需包含以下基本內(nèi)容：9.2.5源匯匹配及經(jīng)濟性9.2.5.2編制源匯匹配示意圖，圖件需包含以下基本內(nèi)容：9.3.1評價內(nèi)容9.3.2場地精細表征及地質適宜性9.3.2.1儲集條件a)咸水層儲層巖石地層單位進一步細化（如砂層組或砂層精細表征咸水層巖石與流體物理b)綜合咸水層儲層巖性及礦物組分、非均質性，以及巖石與流體的9.3.2.2蓋層封閉性綜合蓋層巖性及礦物組分、空間展布、物化性質特征，全面評價蓋層完整性及封9.3.2.3封存體地質穩(wěn)定條件9.3.3深部資源開發(fā)互饋b)需要考慮場地已有鉆井分布情況及封井詳細資料，掌握其密封性，分析引發(fā)二氧化碳泄漏的9.3.4探明技術容量規(guī)模及豐度高中低9.3.4.2靶區(qū)及探明技術容量評價圖需包含以下基本內(nèi)容：9.3.5源匯匹配及經(jīng)濟性9.3.5.2編制源匯匹配示意圖，具9.4.1評價內(nèi)容9.4.2二氧化碳運移分布及泄漏監(jiān)測評價a)監(jiān)測咸水層儲層中的二氧化碳羽流空間分布及飽和度、壓力和溫度特征，通過數(shù)值模擬預測評價二氧化碳的運移分布規(guī)律，以及物理和化學封存機理形式演化特b)監(jiān)測評價封存體的穩(wěn)定情況，確定咸水層儲層中的二氧化碳是否突破蓋層發(fā)生泄漏9.4.3容量核驗與修正9.4.3.1利用實際封存量、咸水層儲層注入?yún)?shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)，優(yōu)化場地精細地質模型，核驗、修正場9.4.4地下空間利用監(jiān)管φ——咸水層儲層孔隙度，%;P=10000×10×10%×700×0.5=3.溫度(℃)A.1.1.3地質系數(shù)取值地質系數(shù)Egeol是有效封存二氧化碳的儲層面積A、厚度h和孔隙度的函數(shù)，反映了儲層的空間EgeolEA.1.2機理法了咸水層二氧化碳地質封存潛力計算的機理法及公式，可參考式（A.3）、式（A.4）和式（A.6）分別A.1.2.1構造地層封存）：Pwirr)CO2Egeol·········································PA——咸水層儲層面積，單位為平方米（m2注1：Swirr可通過深部鉆井直接測試或室內(nèi)二氧化注3：地質系數(shù)Egeol取值具體按照A.1.1.3執(zhí)行。PA.1.2.2束縛封存束縛封存是二氧化碳吸附于礦物表面或非連續(xù)狀態(tài)殘留于巖石孔隙的封存機制，其計算公式見式PCO2tCO2Egeol··················································(A.4)PA——咸水層儲層面積，單位為平方米（m2注1：咸水層儲層孔（裂）隙中的二氧化碳飽和度SCOt可通過深部鉆井直接測試或室內(nèi)咸水驅替二氧化碳物理模擬注3：地質系數(shù)Egeol取值具體按照A.1.1.3執(zhí)行。PA.1.2.3溶解封存溶解封存是二氧化碳溶解于咸水中的封存機制，計算公PPA——咸水層儲層面積，單位為平方米（m2Ptd=100001010%120050.510?2=3.0105kg注2：地質系數(shù)Egeol取值具體按照A.1.1.3執(zhí)行。）；度RCO隨鹽度的增加而降低，可通過查閱圖A.2并利用式（A.6Row——二氧化碳在純水中的溶解度，單位為千克/100千克純水(kg/100kg純水)。若咸水層儲層溫度為90℃、壓力為25MPa,初始咸水的鹽度為5%,首先可以通過查閱圖A.2,獲得溫度為90℃、壓力為25MPa,二氧化碳在純水中的溶解度約為5.40kg/100kg純水；然后通過式(A.6)計算獲得二氧化碳在咸水中的溶解度約為4.24kg/100kg咸水。溫度(℃)Ch——技術容量，單位為千克(kg);EsweepVEd·······························Esweep注2：利用P10對應Esweep取值計算獲得的技術容量可認為是最小值，利用P90對應Esweep取值計算獲得的技術容量可認為A.3技術經(jīng)濟容量A.3.1計算公式A.3.2成本系數(shù)取值至碳交易體系或有碳稅政策等激勵條件、且工程項目運行周期為20年時，不同濃度碳源Ecost取值建議表A.2Ecost取值推薦0200≥1%~≤5%≥350~≤500注1：在有政策激勵的前提下，全流程CCS工程實施最大可接受成本約為政策激勵價格，根據(jù)2020年全流程CCS技術經(jīng)濟水平基準值預測獲得Ecost。汰，本文件設定全流程CCS工程實施最大可接受成本為500元/tCO[7]GB/T25283礦產(chǎn)資源