DB61-T 1935-2024 低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評(píng)價(jià)規(guī)范

低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評(píng)價(jià)規(guī)范陜西省市場監(jiān)督管管理局發(fā)布I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14基本要求 25評(píng)價(jià)內(nèi)容 26安全評(píng)價(jià)結(jié)果 5附錄A(資料性)封存場地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 8附錄B(資料性)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)記錄表 本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及某些專利。本文件的發(fā)布單位不承擔(dān)專利的識(shí)別責(zé)任。本文件由陜西省國資委提出并歸口。本文件起草單位：陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院、西安交通大學(xué)、陜西延安石油天然氣有限公司。本文件主要起草人：王香增、魏登峰、楊紅、梁全勝、劉瑛、李超躍、楊肖虎、張志升、陽興華、劉芳娜、楊永釗、馬振鵬、姚振杰、董小剛、沈振振、劉晶靜、李新林、劉凱、李劍、梁凱強(qiáng)、楊康。本文件由陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院負(fù)責(zé)解釋。本文件首次發(fā)布。聯(lián)系信息如下：單位：陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院電話址：陜西省西安市雁塔區(qū)唐延路61號(hào)郵編：7100651低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評(píng)價(jià)規(guī)范本文件規(guī)定了低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評(píng)價(jià)基本要求、評(píng)價(jià)內(nèi)容和安全評(píng)價(jià)結(jié)果的要求。本文件適用于低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存的安全評(píng)價(jià)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本GB/T3838地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T14848地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T40543石油天然氣工業(yè)高含CO?環(huán)境用套管、油管及井下工具的材料選擇HJ/T164地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范SY/T0529油田氣中C?~C12,N?,CO?組分分析關(guān)聯(lián)歸一氣相色譜法SY/T5163沉積巖中黏土礦物和常見非黏土礦物X射線衍射分析方法SY/T5329碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法SY/T5346巖石毛管壓力曲線的測定SY/T5523油田水分析方法SY/T5748巖石中氣體突破壓力測定SY/T5843氣水相對滲透率測定SY/T6102油田開發(fā)監(jiān)測及資料錄取規(guī)范SY/T6490巖樣核磁共振參數(shù)實(shí)驗(yàn)室測量規(guī)范SY/T6942石油天然氣蓋層評(píng)價(jià)方法SY/T7370地下儲(chǔ)氣庫注采管柱選用與設(shè)計(jì)推薦做法SY/T7633儲(chǔ)氣庫井套管柱安全評(píng)價(jià)方法3術(shù)語和定義SY/T6942界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。將二氧化碳封存于地下地質(zhì)構(gòu)造中，實(shí)現(xiàn)其與大氣長期隔絕的過程。2蓋層caprock位于儲(chǔ)集層之上能夠封隔儲(chǔ)集層使其中的油氣免于逸散的巖層。監(jiān)測monitoring持續(xù)或重復(fù)檢查、監(jiān)督、觀察、測量或確定系統(tǒng)的狀態(tài)，以識(shí)別基線的變化或預(yù)期性能水平的差異。4基本要求4.1儲(chǔ)層注入性良好，具有較大的封存空間。4.2蓋層具有良好的封閉性，能抑制二氧化碳向上泄漏。4.3井筒材質(zhì)與強(qiáng)度符合要求，滿足二氧化碳注入與封存的安全要求。4.4針對不同潛在的泄漏風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)制定合理的監(jiān)測體系，及時(shí)有效地監(jiān)測二氧化碳的泄漏情況。4.5應(yīng)科學(xué)準(zhǔn)確的選取地球物理、油藏地質(zhì)、油田開發(fā)、水文和環(huán)境數(shù)據(jù)，采用合理的評(píng)價(jià)方法。4.6評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)具有可重復(fù)性與可驗(yàn)證性，確保評(píng)價(jià)結(jié)果客觀準(zhǔn)確。5評(píng)價(jià)內(nèi)容5.1場地篩選5.1.1評(píng)價(jià)指標(biāo)選取根據(jù)地質(zhì)條件穩(wěn)定性、二氧化碳封存安全性、二氧化碳注入性、封存潛力、經(jīng)濟(jì)性與社會(huì)條件因素，場地篩選指標(biāo)包括地質(zhì)特征、儲(chǔ)蓋特征、地溫特征、社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征、封存潛力5個(gè)方面，具體分為指標(biāo)層、指標(biāo)亞層、指標(biāo)組成三級(jí)，見附錄A.1。5.1.2權(quán)重計(jì)算方法采用層次分析法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重與打分值，其中涉及打分標(biāo)準(zhǔn)見附錄A.2～A.6。5.1.3適宜性評(píng)價(jià)方法5.1.3.1指標(biāo)亞層評(píng)價(jià)指標(biāo)打分值的計(jì)算見公式(1)。P;—指標(biāo)組成第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的打分值；n—指標(biāo)組成的指標(biāo)總數(shù)；P;—指標(biāo)亞層第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的打分值；A?—指標(biāo)組成第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值。5.1.3.2指標(biāo)層評(píng)價(jià)指標(biāo)打分值的計(jì)算見公式(2)。3Pk—指標(biāo)層第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的打分值；P;—指標(biāo)亞層第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的打分值；m—指標(biāo)亞層的指標(biāo)總數(shù)；A;—指標(biāo)亞層第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值。5.1.3.3二氧化碳地質(zhì)封存適宜性綜合得分值的計(jì)算見公式(3)。P—評(píng)價(jià)單元的二氧化碳地質(zhì)封存適宜性綜合得分值；Pk—指標(biāo)層第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的打分值；s—指標(biāo)層的指標(biāo)總數(shù)；Ak—指標(biāo)層第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值。5.1.4篩選結(jié)果判定根據(jù)5.1.3中適宜性綜合得分值，對篩選結(jié)果進(jìn)行判定。5.2蓋層封閉性5.2.1宏觀封閉特征描述宏觀封閉特征包括：a)利用測井資料或三維地震確定區(qū)域蓋層、直接蓋層以及儲(chǔ)層內(nèi)部的隔夾層，描述蓋層構(gòu)造-沉積環(huán)境、巖性組合、均質(zhì)性、連續(xù)性、斷裂與裂縫發(fā)育情況、厚度與埋深；b)繪制蓋層平面分布圖，描述蓋層平面分布特征。5.2.2微觀封閉特征5.2.2.1評(píng)價(jià)參數(shù)微觀封閉特征評(píng)價(jià)參數(shù)包括但不限于：a)描述蓋層粘土礦物組成、孔喉特征情況；b)測定水巖反應(yīng)前后蓋層巖心的滲透率、排替壓力；c)測定水巖反應(yīng)前后蓋層巖石的塑性指數(shù)。5.2.2.2測定方法巖石粘土礦物組成測定按照SY/T5163的規(guī)定執(zhí)行?？缀硖卣鳒y定按照SY/T5346與SY/T6490的規(guī)定執(zhí)行。滲透率測定按照SY/T5843的規(guī)定執(zhí)行。排替壓力測定按照SY/T5748的規(guī)定執(zhí)行。塑性指數(shù)測定按照SY/T6942的規(guī)定執(zhí)行。5.2.3蓋層區(qū)域封閉特征繪制區(qū)域蓋層排替壓力平面分布圖。5.3井筒要求5.3.1注采井4新鉆井鉆完井b)完井套管選用氣密封套管，油層頂界至油層上50m套管選用耐二氧化碳腐蝕的材質(zhì)，固井選c)油管、油管懸掛器、短節(jié)、封隔器、閥門及其他配件選材應(yīng)符合GB/T40543的規(guī)定。a)注水時(shí)檢測固井質(zhì)量，水泥環(huán)無微裂縫，且油層以上水泥膠結(jié)好且分布連續(xù)的段大于150m;b)套變或落物魚頂位置在水泥返高之下200m,套變位置以上井筒無漏、無穿孔、井況良好，修c)套管壁厚磨損小于30%。5.3.2.3油管5.4安全監(jiān)測5.4.1地下b)監(jiān)測方法采用光纖、試井、氣相示蹤、地面地震、垂直地震剖面(VSP)等。b)監(jiān)測方法包括地面地震、微地震、垂直地震剖面(VSP)、光纖。5.4.1.3上覆地層a)監(jiān)測指標(biāo)包括地下水pH值、電導(dǎo)率、總礦化度(TDS)、總有機(jī)碳(TOC)、總無機(jī)碳(TIC)、b)取樣和檢測方法按照HJ/T164規(guī)定方法執(zhí)行。5井筒監(jiān)測內(nèi)容包括：a)監(jiān)測對象包括油管、套管、水泥環(huán)、產(chǎn)出流體；b)監(jiān)測指標(biāo)包括注入壓力、注入量(視吸水指數(shù)、視吸氣指數(shù))、采油井井口二氧化碳體積分?jǐn)?shù)、采出水鐵離子濃度、腐蝕速率、水泥環(huán)密度；c)注入壓力與注入量監(jiān)測按照SY/T6102的規(guī)定執(zhí)行。二氧化碳體積分?jǐn)?shù)測定按照SY/T0529的規(guī)定執(zhí)行。鐵離子濃度測定按照SY/T5523的規(guī)定執(zhí)行。腐蝕速率測定按照SY/T7370的規(guī)定執(zhí)行。水泥環(huán)密度采用聲幅測井。5.4.2.1土壤土壤監(jiān)測內(nèi)容包括：a)監(jiān)測對象為地表土壤以下0.2m、0.5m、1.2m處的土壤氣；b)監(jiān)測指標(biāo)包括二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)以及813C;c)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)測定按照SY/T0529的規(guī)定執(zhí)行，13C值采用碳同位素儀檢測，δ13C的計(jì)算見公式(4),判斷二氧化碳是否泄漏。δl3C=[(13C/12C);/(3C/12C);-1]×1000……………(4)i—第i個(gè)樣品；j—標(biāo)準(zhǔn)樣品，一般為美國南卡羅萊納州白奎系皮狄組地層中的美洲擬箭石(PDB),定義其13C/12C5.4.2.2地表水地表水監(jiān)測內(nèi)容包括：a)監(jiān)測指標(biāo)包括pH值、電導(dǎo)率、總礦化度(TDS)、總有機(jī)碳(TOC)、總無機(jī)碳(TIC)、主要離子組成；b)監(jiān)測指標(biāo)測定按照GB/T3838的規(guī)定執(zhí)行。5.4.3地上地上監(jiān)測內(nèi)容包括：a)監(jiān)測對象為地面以上0.5m處大氣中二氧化碳；b)監(jiān)測指標(biāo)包括二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)以及813C;c)二氧化碳含量測定按照SY/T0529的規(guī)定執(zhí)行，13C值采用碳同位素儀檢測，δ13C的計(jì)算見公式(4),判斷二氧化碳是否泄漏。5.5評(píng)價(jià)指標(biāo)記錄見附錄B。6安全評(píng)價(jià)結(jié)果6.1指標(biāo)選取66.2等級(jí)劃分表1二氧化碳封存安全評(píng)價(jià)體系Ca2+質(zhì)量濃度IⅡⅢV注1:A為劃分二氧化碳垂直運(yùn)移深度等級(jí)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；注2:Bi為劃分井筒腐蝕速率等級(jí)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；注3:C;為劃分上覆地層中水pH值等級(jí)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；注4:Di為劃分上覆地層中水Ca2+質(zhì)量濃度等級(jí)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；注5:E;為劃分土壤氣δ13C等級(jí)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；注6:F?為劃分大氣二氧化碳體積分?jǐn)?shù)等級(jí)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)(i=0,1,2,3,4,5)。6.3安全等級(jí)評(píng)價(jià)方法6.3.1表1中二氧化碳垂直運(yùn)移深度和pH利用公式(5)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。X,=(X;-X;,mm)/(x;,max-X,mim)……(5)X';—第i年和第j指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)值；X;max—第指標(biāo)j監(jiān)測數(shù)據(jù)的最大值；6.3.2表1中腐蝕速率、Ca2+濃度、δ13C和CO?濃度利用公式(6)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。x=(xj;,mx-x,)(x,max-X,mm)………………(6)X';—第i年和第j指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)值；X;max—第j指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)的最大值；6.3.3安全指數(shù)的計(jì)算見公式(7)。7W;—安全指數(shù)。8(資料性)封存場地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系表A.1場地篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重累計(jì)厚度封存潛力一級(jí)構(gòu)造單元封存潛力 一級(jí)構(gòu)造單元單位面積封存潛力 斷裂封閉性斷裂特征火山一級(jí)構(gòu)造單元面積 一級(jí)構(gòu)造單元沉積深度 資源潛力 913579表示兩個(gè)因素相比，前者比后者的重要性介于上述兩個(gè)相鄰等級(jí)之間不適宜一級(jí)構(gòu)造單元面積S(km2)一級(jí)構(gòu)造單元沉積深度H(m)具有區(qū)域性蓋層，且獨(dú)立蓋層為主自儲(chǔ)蓋組合為主不適宜地溫梯度G(℃/100m)地?zé)崃髦祋(mWm-2)近遠(yuǎn)開發(fā)中資源潛力(油氣、煤規(guī)模)大較小小封存潛力一級(jí)構(gòu)造單元封存潛力M(108t)表A.4場地篩選地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不適宜斷裂特征中等斷層中等裂縫斷裂封閉性好中等差多發(fā)生距離近火山多發(fā)生距離近不適宜無儲(chǔ)層深度H(m)儲(chǔ)層厚度(m)孔隙度(%)表A.6場地篩選蓋層評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不適宜膏巖、泥巖、