《二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍確定技術(shù)指南》

ICSXX.XXX

ZXX

團體標準

T/CSESXXXX—2020

代替T/CSESXXXX—201X

二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍確定

技術(shù)指南

TechnicalguidelinesforCO2geologicalutilizationand

storagemonitoringareadetermination

(征求意見稿)

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會發(fā)布

T/CSESXXX—202X

前言...........................................................................................................................................................III

1.適用范圍..............................................................................................................................................1

2.規(guī)范性引用文件..................................................................................................................................1

3.術(shù)語和定義..........................................................................................................................................1

3.1二氧化碳地質(zhì)利用與封存CO2geologicalutilizationandstorage(CGUS)....................................2

3.2封存體Storagecomplex.................................................................................................................2

3.3壓力前緣Pressurefront.................................................................................................................2

3.4二氧化碳羽流CO2plume..............................................................................................................2

3.5審查區(qū)域AreaofReview,AOR.......................................................................................................2

3.6Ⅴ類地下水ClassVgroundwater...................................................................................................2

3.7商業(yè)項目Commercialprojects......................................................................................................2

3.8二氧化碳注入CO2injection..........................................................................................................2

3.9注入前Pre-injection.......................................................................................................................2

3.10場地關(guān)閉Siteclosure...................................................................................................................2

4.監(jiān)測范圍確定一般技術(shù)流程..............................................................................................................2

5.基本原則..............................................................................................................................................3

6.數(shù)據(jù)準備..............................................................................................................................................4

7.二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法..........................................................................4

7.1數(shù)值模擬法.....................................................................................................................................4

7.2簡單函數(shù)法.....................................................................................................................................5

7.3案例類比法.....................................................................................................................................7

7.4實驗驗證.........................................................................................................................................7

8.不同監(jiān)測要素的范圍確定..................................................................................................................7

9.監(jiān)測時間范圍確定..............................................................................................................................8

10范圍更新..............................................................................................................................................8

11成果提交..............................................................................................................................................8

參考文獻.........................................................................................................................................................9

附1...........................................................................................................................................................10

T/CSESXXX—202X

二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍確定技術(shù)指南

1.適用范圍

本標準規(guī)定了二氧化碳地質(zhì)利用與封存（CGUS）項目環(huán)境與安全影響監(jiān)測范圍的一般性原則、

工作程序、內(nèi)容、方法及技術(shù)。本標準適用于二氧化碳咸水層封存和二氧化碳強化驅(qū)油(EOR)商業(yè)

項目中環(huán)境與安全影響監(jiān)測范圍的確定。

2.規(guī)范性引用文件

本標準引用了下列文件或其中的條款，凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準；

凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險評估技術(shù)指南（試行）》

GB3095環(huán)境空氣質(zhì)量標準（第1號修改單)

GB/T7713.3科技報告編寫規(guī)則

GB15618-2018土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準(試行)

GB17741工程場地地震安全性評價

GB/T33583陸上石油地震勘探資料采集技術(shù)規(guī)程

GB/T14848-2017地下水質(zhì)量標準

HJ2.2環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境

HJ91.2-2022地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ610環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境

ISO31000風(fēng)險管理指南（Riskmanagement-Guidelines）

T/CSES41-2021二氧化碳捕集利用與封存術(shù)語

T/CSES71-2022二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目泄漏風(fēng)險評價規(guī)范

ISO27914:2017二氧化碳的捕獲、運輸和地質(zhì)封存-地質(zhì)封存（Carbondioxidecapture,

transportationandgeologicalstorage-Geologicalstorage）

ISO/TR27923:2022二氧化碳的捕獲、運輸和地質(zhì)封存-注入作業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施和監(jiān)測

（Carbondioxidecapture,transportationandgeologicalstorage—Injectionoperations,infrastructureand

monitoring）

二氧化碳地質(zhì)封存地下注入控制六類井項目審查區(qū)評估和糾正措施指南（Geologic

SequestrationofCarbonDioxideUndergroundInjectionControl(UIC)ProgramClassVIWellAreaof

ReviewEvaluationandCorrectiveActionGuidance）

3.術(shù)語和定義

1

T/CSESXXX—202X

下列術(shù)語和定義適用于本標準。

T/CSES41—2021界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復(fù)列出了

T/CSES41—2021中的某些術(shù)語和定義。

3.1二氧化碳地質(zhì)利用與封存CO2geologicalutilizationandstorage(CGUS)

將二氧化碳注入地層，利用其驅(qū)替、置換、傳熱或化學(xué)反應(yīng)等作用生產(chǎn)具有商業(yè)價值的產(chǎn)品，

同時實現(xiàn)其與大氣長期隔絕的工業(yè)過程。

3.2封存體Storagecomplex

二氧化碳地質(zhì)封存場地及周邊可能對整體封存的完整性和安全性產(chǎn)生影響的二次封閉構(gòu)造。

3.3壓力前緣Pressurefront

二氧化碳注入地下儲層造成的壓力上升區(qū)域。

3.4二氧化碳羽流CO2plume

二氧化碳以氣、液或超臨界的自由相形式在地質(zhì)構(gòu)造中的分布。

3.5審查區(qū)域AreaofReview,AOR

為評估CGUS項目或其一部分對生命和人類健康、環(huán)境、其他資源的競爭性開發(fā)或基礎(chǔ)設(shè)施的

影響程度而指定的地理區(qū)域。審查區(qū)域的劃定界定了陸面或海床和水面的水平外邊界以及縱向地下

深度，將根據(jù)監(jiān)管機構(gòu)的要求在這些范圍內(nèi)進行評估。

3.6Ⅴ類地下水ClassVgroundwater

地下水化學(xué)組分含量高，不宜作生活飲用水，其他用水可根據(jù)使用目的選用，該類水的溶解性

總固體＞2000mg/L。

[來源：GB/T14848-2017,4.1]

3.7商業(yè)項目Commercialprojects

一般項目設(shè)計壽命與捕集二氧化碳的主體設(shè)施相似，以獲得商業(yè)回報為目的并滿足監(jiān)管要求。

3.8二氧化碳注入CO2injection

商業(yè)項目中將二氧化碳注入地下的長期過程。

3.9注入前Pre-injection

在二氧化碳開始持續(xù)注入之前，與選址、特征描述、設(shè)計和開發(fā)階段相對應(yīng)。

3.10場地關(guān)閉Siteclosure

停止注入后，作業(yè)場所（如注入設(shè)施）證明符合場地關(guān)閉驗收標準，從而可將長期責(zé)任和義務(wù)

移交給指定機構(gòu)。如果責(zé)任和義務(wù)沒有轉(zhuǎn)移，該項目將不會進入關(guān)閉后期，并將保持在注入后和關(guān)

閉期，直到責(zé)任轉(zhuǎn)移。

4.監(jiān)測范圍確定一般技術(shù)流程

2

T/CSESXXX—202X

二氧化碳地質(zhì)利用與封存的監(jiān)測范圍確定技術(shù)流程主要包括五個步驟（圖1），實施過程中可

按照實際情況進行調(diào)整和完善。

（1）數(shù)據(jù)準備。收集工區(qū)及其周邊區(qū)域相關(guān)地理、地質(zhì)、水文、鉆探等資料。

（2）根據(jù)項目具體情況選擇確定監(jiān)測空間范圍方法。監(jiān)測范圍確定方法可根據(jù)資料豐富度，

選擇合適的方法，必要時可進行交叉驗證。

（3）確定監(jiān)測要素范圍。依據(jù)有關(guān)監(jiān)測技術(shù)方法和標準結(jié)合監(jiān)測空間范圍確定。

（4）確定監(jiān)測時間范圍。根據(jù)項目階段（注入前、注入中、場地關(guān)閉及關(guān)閉）確定監(jiān)測時間

范圍。

（5）編寫監(jiān)測范圍確定報告并提交成果。

圖1技術(shù)流程圖

5.基本原則

CO2地質(zhì)利用與封存的監(jiān)測時間范圍應(yīng)包括注入前、注入中、場地關(guān)閉及關(guān)閉后。監(jiān)測時間需

要考慮到所使用的方法和技術(shù)，以及被采樣介質(zhì)的性質(zhì)和測量的類型。依據(jù)有關(guān)監(jiān)測技術(shù)方法和標

準（HJ2.2、HJ610、HJ/T166），確定監(jiān)測頻率。

監(jiān)測的空間范圍通常包括因二氧化碳封存可能產(chǎn)生影響的區(qū)域，即審查區(qū)域。其主要確定原則

為：

（1）監(jiān)測范圍應(yīng)該通過二氧化碳在地下的運移行為來確定；

（2）監(jiān)測范圍應(yīng)該覆蓋海底和地下的所有注入場所、相關(guān)工業(yè)設(shè)備、考慮周邊的井、斷裂等

可能通道的存在（圖2）。

3

T/CSESXXX—202X

圖2監(jiān)測與環(huán)境影響評估范圍示意圖

6.數(shù)據(jù)準備

監(jiān)測范圍確定工作正式開展前，應(yīng)先收集工區(qū)及其周邊區(qū)域如下資料：

a)地形、河流、湖泊等自然地理資料；

b)居民點、道路、管線、水利設(shè)施等人文地理資料；

c)發(fā)生時間、頻次、深度等地震活動資料；

d)地下水類型、補、徑、排特征等水文地質(zhì)資料；

e)井位、井深、測井、錄井等鉆探資料；

f)構(gòu)造、地層、巖性、火成巖分布等區(qū)域地質(zhì)資料；

g)儲層孔隙度、滲透率等資料；

h)注入量、注入速率等工程資料；

i)工區(qū)布置等資料。

7.二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法

監(jiān)測范圍的邊界可根據(jù)資料豐富度、封存體的地質(zhì)情況和周圍環(huán)境，可通過數(shù)值模擬法、簡單

函數(shù)法、案例類比法或?qū)嶒烌炞C法獲得。

7.1數(shù)值模擬法

數(shù)值模擬法是利用數(shù)值模擬手段，根據(jù)二氧化碳羽流的分布和壓力分布（7.1.4），確定封存

體邊界范圍。監(jiān)測范圍的邊界應(yīng)覆蓋潛在二氧化碳羽流面積/垂向分布信息。

4

T/CSESXXX—202X

7.1.1二氧化碳壓力分布由二氧化碳壓力前緣限制。壓力前緣是指由二氧化碳注入地下造成的壓

力上升區(qū)域。二氧化碳壓力前緣的壓力值（???,?）可由最低可探測壓力（7.1.2）或壓力差

（7.1.3）兩種方法確定。

7.1.2最低可探測壓力，約為0.02MPa。

7.1.3壓力差方法，導(dǎo)致注入流體或地層流體運移至Ⅴ類地下水的壓力差。

???,?=???+?????(???????)（式1）

???為Ⅴ類地下水含水層的初始壓力；???是注入層流體密度；g為重力加速度；???為Ⅴ類地下飲

用水源含水層的代表性高程（representativeelevation）；???為注入層的代表性高程。

7.1.4封存體邊界是二氧化碳羽流與壓力前緣的外輪廓（圖3）。

圖3利用數(shù)值模擬法確定評估范圍示意案例

7.1.5數(shù)值模型應(yīng)包含多相流，反應(yīng)運移與巖土力學(xué)過程，可根據(jù)需要酌情考慮。

7.1.6模型應(yīng)進行敏感性分析以及模型校準。

7.1.7監(jiān)測的平面范圍可在7.1.4確定的邊界適當外擴一定距離，外擴距離可根據(jù)項目規(guī)模、場

地條件等確定，并說明理由，無法確定時，可外擴800米。

7.2簡單函數(shù)法

根據(jù)有效封存容量計算公式推導(dǎo)二氧化碳羽流半徑在儲層的分布半徑。

5

T/CSESXXX—202X

7.2.1咸水層封存二氧化碳羽流分布半徑

（1）咸水層單井注入羽流分布面積：

?

=2

?

?????ρ2???（式2）

（2）咸水層封存二氧化碳羽流分布半徑：

?

??=2

??????ρ???.

2（式3）

為單井注入量；為咸水層的厚度；為咸水層的平均孔隙率；為二氧化碳密度；

???2hg????????2

Esaline為咸水層內(nèi)二氧化碳置換系數(shù)。

7.2.1.1Esaline取值可根據(jù)實驗或模擬手段獲得，或者采用以下推薦值：

表1咸水層置換系數(shù)Esaline推薦值

巖性P10P50P90

碎屑巖0.0740.140.24

白云巖0.160.210.26

石灰?guī)r0.10.150.21

砂巖0.15

7.2.1.2單井注入評估半徑R可根據(jù)下式計算：

?=????（式3）

其中，n為考慮項目規(guī)模和場地條件的系數(shù)，n＞1。

7.2.2二氧化碳強化驅(qū)油羽流分布半徑

?

??=2

()

??????1?????·ρ2?/gasπ

（式

4）

為單井二氧化碳封存容量；為油氣柱凈高度；為凈厚度的平均有效孔隙度；為平

???2hn??Sw

均初始水飽和度；B為流體地層體積系數(shù)，將標準油氣體積轉(zhuǎn)換為地下體積（在儲層壓力和溫度條

件下）；為二氧化碳標準密度；為二氧化碳地質(zhì)儲存有效系數(shù)。

????2Eoil/gas

7.2.2.1Eoil/gas可以通過當?shù)毓こ探?jīng)驗或者模擬獲得，對于油藏來說，二氧化碳強化驅(qū)油采收率系數(shù)

和二氧化碳凈利用率等于儲存效率系數(shù)。

7.2.2.2對于井群注入項目（二氧化碳驅(qū)油封存項目），可通過單井注入量計算單井的范圍，評估

范圍應(yīng)該覆蓋所有井的子范圍。

6

T/CSESXXX—202X

（1）井群內(nèi)井間距大于單井評估半徑的2倍時，可以分別對每口井進行評估范圍劃定；

（2）井群內(nèi)井間距小于等于評估半徑的2倍時，則以外圍井評估半徑的外接圓或外接矩形為

邊界（圖4），可以建議外接圓優(yōu)先。

圖4井群監(jiān)測范圍

7.3案例類比法

案例類比法是綜合當前已有CGUS項目的監(jiān)測、模擬成果，參考已有CGUS項目的環(huán)境影響評

估范圍來確定。建議通過注入量、儲層類型等要素進行對比。在項目的初期階段，相關(guān)場地資料較

為缺乏的時候，可以采用該方法進行范圍的初步劃定。

7.4實驗驗證

7.1，7.2中涉及的參數(shù)可通過室內(nèi)實驗和場地試驗進行確定。建議根據(jù)實驗結(jié)果對數(shù)值模

擬法（7.1）進行驗證和校正，使監(jiān)測范圍評估更準確。

8.不同監(jiān)測要素的范圍確定

8.1二氧化碳地質(zhì)利用與封存過程中，環(huán)境監(jiān)測范圍主要包括土壤、地表水、淺層地下水、環(huán)境空

氣等環(huán)境質(zhì)量變化。二氧化碳注入期間及注入后，受注入壓力的驅(qū)動在注入井附近向四周運移

擴散，隨著時間和運移距離的推移，二氧化碳的遷移主要受深部地層結(jié)構(gòu)和狀況影響。綜合考

慮以上因素，將監(jiān)測點區(qū)域分為以注入井為中心的注入中心區(qū)和注入外延區(qū)，中心區(qū)和外延區(qū)

的范圍主要依據(jù)二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。

8.2土壤監(jiān)測范圍根據(jù)GB15618《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》和HJ/T166《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》與二

氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。外延區(qū)除考慮8.1原則以外，還應(yīng)考

慮周邊自然保護區(qū)、二氧化碳敏感植被分布等。建議特別保護區(qū)的外延區(qū)距離應(yīng)大于3000m。

（1）地表水監(jiān)測范圍根據(jù)HJ91.2-2022《地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》與二氧化碳地質(zhì)利

用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。監(jiān)測地表水重點污染區(qū)及可能產(chǎn)生污染的

地區(qū)。

7

T/CSESXXX—202X

（2）淺層地下水。監(jiān)測范圍根據(jù)HJ610《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》與二氧化碳

地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。建議地下水監(jiān)測貫穿在整個項目過

程中進行。監(jiān)測地下水重點污染區(qū)及可能產(chǎn)生污染的地區(qū)。

8.3環(huán)境空氣。監(jiān)測范圍根據(jù)HJ2.2《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》與二氧化碳地質(zhì)利用與封

存監(jiān)測范圍邊界確定方法（7）確定。地上空氣監(jiān)測范圍建議距地表2m高度范圍內(nèi)大氣二氧化

碳濃度或距離地表5m和10m的大氣二氧化碳通量監(jiān)測。

9.監(jiān)測時間范圍確定

二氧化碳地質(zhì)利用與封存的監(jiān)測時間范圍應(yīng)包括注入前、注入中、場地關(guān)閉及關(guān)閉后共4個階

段。注入前的監(jiān)測確定了封存系統(tǒng)的二氧化碳注入前條件，以及與封存系統(tǒng)各關(guān)鍵參數(shù)測量相關(guān)的

固有不確定性。

不同階段監(jiān)測時間范圍見表2。

表2推薦監(jiān)測階段涉及的監(jiān)測時間

監(jiān)測階段注入前注入中場地關(guān)閉關(guān)閉后

監(jiān)測時間范圍1-5年5-50年-20-50年

注1：場地關(guān)閉時需要監(jiān)測并將監(jiān)測結(jié)果與預(yù)測結(jié)果對照確認預(yù)測模型無誤，判定場址的安全

性后，場地可關(guān)閉與移交。

注2：場地關(guān)閉后，除特殊情況無需特別監(jiān)測，可維持基本安全監(jiān)測。

注3：商業(yè)項目開始前的試注不屬于注入階段。

10范圍更新

監(jiān)測范圍應(yīng)該隨著資料的補充，更新頻率依據(jù)CGUS注入方案和項目場地實施情況確定。

11成果提交

完成數(shù)據(jù)表格填寫（附1）；

項目成果報告，格式要求執(zhí)行GB/T7713.3的規(guī)定；

圖件編制應(yīng)符合SY/T6055的要求。

8

T/CSESXXX—202X

參考文獻

[1]《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險評估技術(shù)指南（試行）》

[2]GB3095環(huán)境空氣質(zhì)量標準（第1號修改單）

[3]GB/T7713.3科技報告編寫規(guī)則

[4]GB15618-2018土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準(試行)

[5]GB17741工程場地地震安全性評價

[6]GB/T33583陸上石油地震勘探資料采集技術(shù)規(guī)程

[7]GB/T14848-2017地下水質(zhì)量標準

[8]HJ2.2環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境

[9]HJ91.2-2022地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

[10]HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

[11]HJ610環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境

[12]ISO31000風(fēng)險管理指南（Riskmanagement-Guidelines）

[13]T/CSES41—2021二氧化碳捕集利用與封存術(shù)語

[14]T/CSES71-2022二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目泄漏風(fēng)險評價規(guī)范

[15]ISO27914:2017二氧化碳的捕獲、運輸和地質(zhì)封存-地質(zhì)封存（Carbondioxidecapture,

transportationandgeologicalstorage-Geologicalstorage）

[16]ISO/TR27923:2022二氧化碳的捕獲、運輸和地質(zhì)封存-注入作業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施和監(jiān)測（Carbon

dioxidecapture,transportationandgeologicalstorage-Injectionoperations,infrastructureand

monitoring）

[17]二氧化碳地質(zhì)封存地下注入控制六類井項目審查區(qū)評估和糾正措施指南（Geologic

SequestrationofCarbonDioxideUndergroundInjectionControl(UIC)ProgramClassVIWellAreaof

ReviewEvaluationandCorrectiveActionGuidance

9

T/CSESXXX—202X

附1

二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍確定

項目名稱

項目編號

項目負責(zé)單位

項目負責(zé)人聯(lián)系電話

電子郵箱

項目監(jiān)測范圍評估時

間

監(jiān)測范圍邊界

監(jiān)測范圍邊界確定方

法

CO2羽流分布半徑

環(huán)境監(jiān)測范圍

土壤地表水

淺層地下水環(huán)境空氣

監(jiān)測時間范圍

項目執(zhí)行階段注入前注入中場地關(guān)閉后

監(jiān)測時間范圍

10

團體標準《二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍確定技術(shù)指南》

（征求意見稿）編制說明

1.項目背景

二氧化碳地質(zhì)利用與封存(CGUS)技術(shù)是碳中和技術(shù)組合中不可或缺的組成

部分。近年來，國內(nèi)二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目建設(shè)發(fā)展迅速，數(shù)量和規(guī)模

顯著增加。環(huán)境風(fēng)險管理是項目能否順利開展的重要保障，是公眾對二氧化碳

地質(zhì)利用與封存項目的主要關(guān)注點之一，也是項目能否順利開展的關(guān)鍵。二氧

化碳在捕集、運輸、利用與封存環(huán)節(jié)均有可能發(fā)生泄漏，進而危害環(huán)境安全，

例如捕集與運輸環(huán)節(jié)的管道和設(shè)備的泄漏，但最受公眾關(guān)注的是地質(zhì)利用與地

質(zhì)封存環(huán)節(jié)的泄漏，如二氧化碳在封存過程中，沿著井筒、裂縫、斷層的泄漏，

通過儲層和蓋層的擴散與泄漏等。二氧化碳一旦泄漏至淺部地層或大氣，可能

影響人類健康、造成動物窒息、影響土壤生物系統(tǒng)及植被根系，改變生態(tài)系統(tǒng)

平衡；泄漏的二氧化碳溶解至地下流體，將造成地下水污染，干擾地下生態(tài)系

統(tǒng)；二氧化碳與儲層流體的置換，有可能導(dǎo)致地表隆起、誘發(fā)地震、損壞烴類

或其他礦物資源等。

環(huán)境風(fēng)險管理，包括風(fēng)險評估與監(jiān)測等能夠解決二氧化碳地質(zhì)利用與封存

項目的安全性和公眾信任等問題，為項目工程的順利開展提供依據(jù)。為規(guī)范和

指導(dǎo)二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目的環(huán)境風(fēng)險評估工作，原環(huán)境保護部制定了

《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險評估技術(shù)指南(試行)》。指南指導(dǎo)陸上新

建或改擴建二氧化碳捕集、地質(zhì)利用與地質(zhì)封存項目的環(huán)境風(fēng)險評估，規(guī)范了

環(huán)境風(fēng)險評估流程，并對評估的時空范圍進行定義，提出了環(huán)境監(jiān)測的對象、

周期與目的。

目前，我國針對二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目中的環(huán)境風(fēng)險管理研究停留

在初步的風(fēng)險識別階段，主要是對對可能造成的風(fēng)險進行分析但缺少針對二氧

化碳地質(zhì)利用與封存項目風(fēng)險管理空間范圍的確定。因為地質(zhì)利用與地質(zhì)封存

項目的監(jiān)測范圍需要考慮可能會受到注入活動影響的地上和地下空間，由于復(fù)

雜的地下條件與地下空間的不可見性，以及僅有少數(shù)幾個試點工程，缺乏實際

工程資料的支撐，因此需要更多的工作以完善支撐《二氧化碳捕集、利用與封

存環(huán)境風(fēng)險評估技術(shù)指南(試行)》中關(guān)于環(huán)境風(fēng)險管理范圍的確定。同時，現(xiàn)

有標準多是針對二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目監(jiān)測方法的制定，當前很多二氧

化碳地質(zhì)利用與封存項目都需要監(jiān)測，監(jiān)測范圍大小需要界定，但缺少系統(tǒng)性

二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目監(jiān)測區(qū)域標準。

《二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍確定技術(shù)指南》將成為我國第一個對

二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目的監(jiān)測范圍進行規(guī)范的行業(yè)標準，為CGUS可能

出現(xiàn)的環(huán)境風(fēng)險的防范提供了規(guī)范和標準。此標準的發(fā)布將會引導(dǎo)國內(nèi)二氧化

碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍的深入研究，為我國未來二氧化碳地質(zhì)利用與封存

項目的開展提供風(fēng)險評價依據(jù)，有效解決目前二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目實

踐過程中面臨的相關(guān)技術(shù)規(guī)范缺乏等亟待解決的問題，減少利益相關(guān)方的各種

顧慮，確保二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目的順利開展。與此同時，標準的出臺

可對碳排放核算、MRV工作有一定支撐性，提升二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目

的規(guī)范性，是未來我國二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目大規(guī)模建設(shè)運行、CGUS

產(chǎn)業(yè)化、集群化發(fā)展發(fā)展的的重要保障。

2.工作簡況

2.1任務(wù)來源

為貫徹落實《中華人民共和國標準化法》、《深化標準化工作改革方案》（國

發(fā)〔2015〕13號）、《關(guān)于培育和發(fā)展團體標準的指導(dǎo)意見》、《團體標準管理規(guī)

定》（國標委聯(lián)[2019]1號）的要求，進一步發(fā)揮科技社團通過先進標準引領(lǐng)行

業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的作用，加快建立和完善與國家標準、行業(yè)標準等協(xié)調(diào)互補的生態(tài)

環(huán)境領(lǐng)域團體標準體系，依據(jù)《中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會標準管理辦法（試行）》的有

關(guān)規(guī)定，由中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會標準工作辦公室負責(zé)織團體標準申報工作，由中

國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境工程

評估中心負責(zé)此項標準起草工作。

2.2工作過程

在完成中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會團體標準申報和立項工作后，標準編寫組通過現(xiàn)

場調(diào)研和文獻資料等進行數(shù)據(jù)收集，確定了具有普適性的二氧化碳地質(zhì)利用與

封存項目監(jiān)測范圍，并基于文獻資料，分析決定風(fēng)險評估空間范圍的主要影響

因素，建立適合中國二氧化碳地質(zhì)封存項目環(huán)境風(fēng)險評估空間范圍的確定方法。

基于上述內(nèi)容，標準編寫組形成了完整的標準草案（征求意見稿）。

3.標準的編制原則和主要內(nèi)容

本標準制定的原則：科學(xué)性、適用性和可操作性。

本標準規(guī)定了二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍相關(guān)的術(shù)語和定義、二氧

化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍確定的基本原則、考慮要素、方法等。

本標準適用于一般二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍的確定。

二氧化碳地質(zhì)利用與封存的監(jiān)測（包括環(huán)境、安全和封存利用監(jiān)測）時間

范圍應(yīng)包括注入前、注入中、場地關(guān)閉及關(guān)閉后。監(jiān)測時間需要考慮到所使用

的方法和技術(shù)，以及被采樣介質(zhì)的性質(zhì)和測量的類型。依據(jù)有關(guān)監(jiān)測技術(shù)方法

和標準（HJ2.2、HJ610、HJ/T166），確定監(jiān)測頻率。

二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法：闡述了二氧化碳地質(zhì)利

用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法，提出了不同封存條件的風(fēng)險評估范圍的說明

與操作。為二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目安全監(jiān)測提供參數(shù)范圍，以確保二氧

化碳仍儲存在預(yù)先設(shè)定的封存體中，而不會因泄漏影響其他如淡水或油氣資源

的地區(qū)。

監(jiān)測要素范圍確定：闡述了二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目空間范圍內(nèi)的監(jiān)

測要素范圍的確定方法。

監(jiān)測時間范圍確定：推薦了根據(jù)項目不同階段的監(jiān)測時間范圍，監(jiān)測持續(xù)

時間可以根據(jù)項目規(guī)模、所在區(qū)域地質(zhì)條件和人口等因素，選擇合適的監(jiān)測持

續(xù)時間。

4.標準相關(guān)數(shù)據(jù)參考依據(jù)

4.1規(guī)范性引用文件

引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)則。

《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險評估技術(shù)指南（試行）》

GB3095環(huán)境空氣質(zhì)量標準（第1號修改單）

GB/T7713.3科技報告編寫規(guī)則

GB15618-2018土壤環(huán)境質(zhì)量標準農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準(試行)

GB17741工程場地地震安全性評價

GB/T33583陸上石油地震勘探資料采集技術(shù)規(guī)程

GB/T14848-2017地下水質(zhì)量標準

HJ2.2環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境

HJ91.2-2022地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ610環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境

ISO31000風(fēng)險管理指南（Riskmanagement-Guidelines）

T/CSES41-2021二氧化碳捕集利用與封存術(shù)語

T/CSES71-2022二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目泄漏風(fēng)險評價規(guī)范

ISO27914:2017二氧化碳的捕獲、運輸和地質(zhì)封存-地質(zhì)封存（Carbon

dioxidecapture,transportationandgeologicalstorage-Geologicalstorage）

ISO/TR27923:2022二氧化碳的捕獲、運輸和地質(zhì)封存-注入作業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)

施和監(jiān)測（Carbondioxidecapture,transportationandgeologicalstorage—

Injectionoperations,infrastructureandmonitoring）

二氧化碳地質(zhì)封存地下注入控制六類井項目審查區(qū)評估和糾正措施指南

（GeologicSequestrationofCarbonDioxideUndergroundInjectionControl(UIC)

ProgramClassVIWellAreaofReviewEvaluationandCorrectiveAction

Guidance）

4.2術(shù)語定義

本標準對二氧化碳地質(zhì)封存環(huán)境監(jiān)測所涉及的部分定義進行了描述，目的

是能夠被各方人員理解，主要依據(jù)T/CSES41—2021界定[1]，下列術(shù)語和定義適

用于本文件。為了便于使用，以下重復(fù)列出了T/CSES41—2021[1]中的某些術(shù)語

和定義，具體如下：

（1）二氧化碳地質(zhì)利用與封存CO2geologicalutilizationandstorage(CGUS)

將二氧化碳注入地層，利用其驅(qū)替、置換、傳熱或化學(xué)反應(yīng)等作用生產(chǎn)具

有商業(yè)價值的產(chǎn)品，同時實現(xiàn)其與大氣長期隔絕的工業(yè)過程。

（2）封存體Storagecomplex

二氧化碳地質(zhì)封存場地及周邊可能對整體封存的完整性和安全性產(chǎn)生影響

的二次封閉構(gòu)造。

（3）壓力前緣Pressurefront

二氧化碳注入地下儲層造成的壓力上升區(qū)域。

（4）二氧化碳羽流CO2plume

二氧化碳以氣、液或超臨界的自由相形式在二氧化碳地質(zhì)構(gòu)造中的分布。

（5）審查區(qū)域Areaofreview，AOR

為評估CGUS項目或其一部分對生命和人類健康、環(huán)境、其他資源的競爭

性開發(fā)或基礎(chǔ)設(shè)施的影響程度而指定的地理區(qū)域。審查區(qū)域的劃定界定了陸面

或海床和水面的水平外邊界以及縱向地下深度，將根據(jù)監(jiān)管機構(gòu)的要求在這些

范圍內(nèi)進行評估。

（6）Ⅴ類地下水ClassVgroundwater

地下水化學(xué)組分含量高，不宜作生活飲用水，其他用水可根據(jù)使用目的選

用，該類水的溶解性總固體＞2000mg/L。

[來源：GB/T14848-2017,4.1]

（7）商業(yè)項目Commercialprojects

一般項目設(shè)計壽命與捕集二氧化碳的主體設(shè)施相似，以獲得商業(yè)回報為目

的并滿足監(jiān)管要求。

（8）二氧化碳注入CO2injection

商業(yè)項目中將二氧化碳注入地下的長期過程。

（9）注入前Pre-injection

在二氧化碳開始持續(xù)注入之前，與選址、特征描述、設(shè)計和開發(fā)階段相對

應(yīng)。

（10）場地關(guān)閉Siteclosure

停止注入后，作業(yè)場所（如注入設(shè)施）證明符合場地關(guān)閉驗收標準，從而

可將長期責(zé)任和義務(wù)移交給指定機構(gòu)。如果責(zé)任和義務(wù)沒有轉(zhuǎn)移，該項目將不

會進入關(guān)閉后期，并將保持在注入后和關(guān)閉期，直到責(zé)任轉(zhuǎn)移。

4.3監(jiān)測范圍確定一般技術(shù)流程

二氧化碳地質(zhì)利用與封存的監(jiān)測范圍確定技術(shù)流程主要包括五個步驟，因

CGUS技術(shù)的發(fā)展，實施過程中可按照實際工作過程進行調(diào)整和完善。

（1）數(shù)據(jù)準備。收集工區(qū)及其周邊區(qū)域相關(guān)地理、地質(zhì)、水文、鉆探等資

料。數(shù)據(jù)信息收集的過程中需要考慮封存體和周圍區(qū)域的特征，評估是否

基于專門針對二氧化碳地質(zhì)封存的數(shù)據(jù)。主要基于為油氣評估而獲得的數(shù)

據(jù)的特征可能在不同方面與二氧化碳封存場地和復(fù)合體（包括周邊地區(qū)）

的評估和特征描述存在細微差別或重大偏差。

（2）根據(jù)項目具體情況確定監(jiān)測空間范圍。確定監(jiān)測范圍方法根據(jù)資料豐

富度，選擇合適的方法，必要時可進行交叉驗證。隨著項目的開展，資料

的豐富的和信息不斷更新，需更新評估范圍。

（3）確定監(jiān)測要素范圍。依據(jù)有關(guān)監(jiān)測技術(shù)方法和標準結(jié)合監(jiān)測空間范圍

確定。

（4）確定監(jiān)測時間范圍。根據(jù)項目階段（注入前、注入中、場地關(guān)閉及關(guān)

閉）確定監(jiān)測時間范圍。

（5）編寫監(jiān)測范圍確定報告、填寫數(shù)據(jù)表格并提交成果。

圖1技術(shù)流程圖

4.4基本原則

二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測（包括環(huán)境、安全和封存利用監(jiān)測）的時間

范圍應(yīng)包括注入前、注入中、場地關(guān)閉及關(guān)閉后。監(jiān)測時間需要考慮到所使用

的方法和技術(shù)，以及被采樣介質(zhì)的性質(zhì)和測量的類型。依據(jù)有關(guān)監(jiān)測技術(shù)方法

和標準（HJ2.2[2]、HJ610[3]、HJ/T166[4]），確定監(jiān)測頻率。主要目的是提出總

體的監(jiān)測范圍和原則，確定一般二氧化碳地質(zhì)利用與封存項目執(zhí)行前期、中期

和后期監(jiān)測范圍，對可能會受到注入活動影響的地上和地下空間進行初步確定，

以便為二氧化碳地質(zhì)利用與封存的監(jiān)測提供基礎(chǔ)和指導(dǎo)。

二氧化碳的泄漏通道主要是沿著注入井或廢棄井、裂縫、斷層等向上部地

層泄漏，影響淺部地層環(huán)境，進而向地表運移。因此，監(jiān)測的空間范圍通常包

括因二氧化碳封存可能產(chǎn)生影響的區(qū)域，即審查區(qū)域。其主要確定原則為：

（1）監(jiān)測范圍應(yīng)該通過二氧化碳在地下的運移行為來確定，并綜合考慮

二氧化碳羽流的存在形態(tài)、泄漏通道的存在以及地形與氣候等條件

[5]；

（2）監(jiān)測范圍應(yīng)該覆蓋海底和地下的所有注入場所、相關(guān)工業(yè)設(shè)備、考

慮周邊的井、斷裂等可能通道的存在（圖2）。圖2展示出為二氧化

碳封存體影響與監(jiān)測范圍的空間區(qū)域劃分及相互關(guān)系。圖2利用數(shù)

值模擬法確定評估范圍示意案例，基于[6]確定。

圖2監(jiān)測與環(huán)境風(fēng)險評估范圍示意圖

4.5數(shù)據(jù)準備

根據(jù)已有標準[7]和神華鄂爾多斯二氧化碳咸水層封存項目的水質(zhì)監(jiān)測和近地

表二氧化碳濃度監(jiān)測范圍[8]，確定本標準中的數(shù)據(jù)準備。

監(jiān)測范圍確定工作正式開展前，應(yīng)先收集工區(qū)及其周邊區(qū)域如下資料：

a)地形、河流、湖泊等自然地理資料；

b)居民點、道路、管線、水利設(shè)施等人文地理資料；

c)發(fā)生時間、頻次、深度等地震活動資料；

d)地下水類型、補、徑、排特征等水文地質(zhì)資料；

e)井位、井深、測井、錄井等鉆探資料；

f)構(gòu)造、地層、巖性、火成巖分布等區(qū)域地質(zhì)資料；

g)儲層孔隙度、滲透率等資料；

h)注入量、注入速率等工程資料；

i)工區(qū)布置等資料。

4.6二氧化碳地質(zhì)利用與封存監(jiān)測范圍邊界確定方法確定依據(jù)

監(jiān)測范圍的邊界可根據(jù)資料豐富度、封存綜合體的地質(zhì)情況和周圍環(huán)境，

可通過數(shù)值模擬法、簡單函數(shù)法、案例類比法和實驗驗證法獲得。該監(jiān)測范圍

邊界確定方法的提出參考了《二氧化碳捕集、利用與封存環(huán)境風(fēng)險評估技術(shù)指

[9][10]

南(試行)》和基于確定。

(1)數(shù)值模擬法:數(shù)值模擬法是利用數(shù)值模擬手段，根據(jù)二氧化碳羽流的分

布和壓力分布，確定封存體邊界范圍。監(jiān)測范圍的邊界應(yīng)覆蓋通過確定

的潛在二氧化碳羽流面積/垂直分布信息。封存體邊界定義為二氧化碳羽

流與壓力前緣的外輪廓，此邊界基于[6]確定。

-二氧化碳壓力分布由二氧化碳壓力前緣限制。壓力前緣是指由二氧化碳

注入地下造成的壓力上升區(qū)域。二氧化碳壓力前緣的壓力值（???,?）可由

最低可探測壓力或壓力差兩種方法確定。

-最低可探測壓力，即約為0.02MPa。根據(jù)美國環(huán)保署Environmental

ProtectionAgency（EPA）[6]提出二氧化碳羽流與壓力前緣的直接監(jiān)測的

最高精度約為0.005MPa，結(jié)合我國現(xiàn)有井下傳感器的平均精度，并基于

[26]和經(jīng)編寫專家組討論確定。

-壓力差方法，導(dǎo)致注入流體或地層流體運移至Ⅴ類地下水的壓力差。

???,?=???+?????(???????)（式1）

???為Ⅴ類地下水含水層的初始壓力；???是注入層流體密度；g為重力加速度；

???為Ⅴ類地下飲用水源含水層的代表性高程（representativeelevation）；???

為注入層的代表性高程。

壓力差計算(式1)基于我國對飲用水地下水源各級保護區(qū)及準保護區(qū)和其污

染防治管理規(guī)定要求，地下水質(zhì)量標準中的Ⅴ類標準定義為不宜飲用，該類

水的溶解性總固體>2000mg/L，根據(jù)導(dǎo)致注入流體或地層流體運移至Ⅴ類

地下水的壓力差計算。此指標的提出和選擇依據(jù)經(jīng)編寫專家組討論確定。

-參考美國環(huán)保署EPA[6]的行動導(dǎo)則，結(jié)合分離相二氧化碳羽流和壓力前

沿確定封存體邊界是二氧化碳羽流與壓力前緣的外輪廓（圖3）。

圖3利用數(shù)值模擬法確定評估范圍示意案例

-監(jiān)測的平面范圍可在7.1.4確定的邊界適當外擴一定距離，外擴距離可根

據(jù)項目規(guī)模、場地條件等確定，并說明理由，無法確定時，可外擴800

米。800米范圍的選取經(jīng)編寫專家組討論并基于[11]確定。

(2)簡單函數(shù)法:根據(jù)有效封存容量計算公式推導(dǎo)二氧化碳羽流半徑在儲層的

分布半徑。此方法可以利用有限的、易獲得的參數(shù)，通過簡單的函數(shù)計

算快速確定評估范圍。

-咸水層封存二氧化碳羽流分布半徑依據(jù)美國能源部的DOE體積法進行有

效封存容量評估的思想，利用有效封存容量計算公式推導(dǎo)確定二氧化碳

羽流半徑，通過分布系數(shù)計算確定監(jiān)測范圍[10]。

（1）咸水層單井注入羽流分布面積：

=2

???ρ?

??2（式2）

（2）咸水層封存二氧化碳羽流分布半徑：

=2

?????ρ?.

2（式3）

為單井注入量；h為咸水層的厚度；為咸水層的平均孔隙率；

??2g???

為二氧化碳密度；E為咸水層內(nèi)二氧化碳置換系數(shù)。

????2saline

-Esaline取值可根據(jù)實驗或模擬手段獲得，或者采用表1推薦值，數(shù)據(jù)值基

于[12]確定。

表1咸水層置換系數(shù)Esaline推薦值

巖性P10P50P90

碎屑巖0.0740.140.24

白云巖0.160.210.26

石灰?guī)r0.10.150.21

砂巖0.15

-油氣藏封存二氧化碳羽流分布半徑確定與咸水層封存二氧化碳羽流分布

半徑相似，基于[2]確定。

-二氧化碳強化驅(qū)油羽流分布半徑

=2

???(1???)??·ρ?/gasπ

2（式4）

為單井二氧化碳封存容量；為油氣柱凈高度；為凈厚度的平均

-??2hn?

有效孔隙度；Sw為平均初始水飽和度；B為流體地層體積系數(shù)，將標準

油氣體積轉(zhuǎn)換為地下體積（在儲層壓力和溫度條件下）如果包括石油儲

層中的氣體產(chǎn)量，則包括修正溶液氣體體積,如果有信息，可以對生產(chǎn)數(shù)

據(jù)應(yīng)用效率，將其轉(zhuǎn)換為二氧化碳存儲量；否則，可以采用二氧化碳

（儲層壓力和溫度）替換生產(chǎn)的油氣。為二氧化碳標準密度；

????2Eoil/gas

為二氧化碳地質(zhì)儲存有效系數(shù)。

-對于單井的環(huán)境監(jiān)測范圍半徑，需考慮單井的環(huán)境監(jiān)測半徑受單井注入

量、儲層厚度、儲層孔隙度、儲層溫度壓力條件下二氧化碳的密度，以

及有效系數(shù)的影響，當單井注入量、儲層條件如巖性、溫度、壓力、有

效厚度以及孔隙度基本一致時，可以以已知單井監(jiān)測半徑作為該井的監(jiān)

測半徑，并進而確定整個項目的監(jiān)測范圍。

(3)案例類比法：例類比法是綜合當前已有CGUS項目的監(jiān)測、模擬成果，

參考已有CGUS項目的環(huán)境監(jiān)測范圍來確定。建議通過注入量、儲層類

型等要素進行對比。在項目的初期階段，相關(guān)場地資料較為缺乏的時候，

可以采用該方法進行范圍的初步劃定。

(4)實驗驗證：7.1，7.2中涉及的參數(shù)可通過實驗室室內(nèi)實驗和場地實驗進

行確定。建議根據(jù)實驗結(jié)果對數(shù)值模擬法（7.1）進行驗證和校正，使監(jiān)

測范圍評估更準確。

4.7不同監(jiān)測要素的范圍確定

(1)二氧化碳地質(zhì)利用與封存過程中，環(huán)境監(jiān)測范圍主要包括土壤、地表水、

淺層地下水、環(huán)境空氣等環(huán)境質(zhì)量變化。二氧化碳注入期間及注入后，

受注入壓力的驅(qū)動在注入井附近向四周運移擴散，隨著時間和運移距