涉及23种重点监测设备，《二氧化碳地质封存监测技术指南》征求意见稿公布

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分享： 2024/09/04 14:25:07

导读：《二氧化碳地质封存监测技术指南》为咸水层封存工程提供监测标准，涵盖气体注入、泄漏、环境影响、地表变形与地震监测，涉及至少23种常见监测设备。

咸水层二氧化碳地质封存技术是支撑我国碳中和目标必不可少的地学方案之一，被认为是化石能源领域实现碳中和目标的“兜底”技术。该技术的推广应用，对于助力全球及我国碳中和目标实现，具有重大的战略意义和经济价值。科学实施监测工作，能够为封存工程可靠、稳定运行提供保障，为量化、核查二氧化碳封存量提供依据，为防控二氧化碳泄漏等环境风险提供预警，但目前尚缺乏技术标准依据。在鄂尔多斯盆地十万吨/年咸水层封存工程示范、新疆准东千吨级二氧化碳强化咸水开采与封存先导性试验等示范实践基础上，结合国外商业或示范工程经验、二氧化碳驱油技术类比，编制本文件，为国内咸水层二氧化碳地质封存示范工程和产业化推广提供依据。

《二氧化碳地质封存监测技术指南》确定监测对象、内容及指标，明晰相应的监测技术手段、监测频次，布设监测点，制定固定设备安装与运行维护计划。

检测内容包括气体注入流量与成分、储层流体、二氧化碳泄漏（底面注入设施泄漏、井筒完整性、水环境影响、土壤环境影响、大气环境影响）、地表形变、诱发地震监测。

需要布设监测点的类型和位置

常见监测技术特点及其成熟度

监测技术手段或设备	监测目的和使用范围	技术局限及适用性	技术成熟度
远程开放路径红外激光气体分析	空气中 CO₂浓度分布	对于复杂的天气背景，难以准确计算浓度，不适于监测少量的泄漏	研发技术
便携式红外气体分析器	空气中 CO₂浓度分布	不能准确计算泄漏量	成熟技术
机载红外激光气体分析	空气中 CO₂浓度分布	距离地面较远，监测准确度受影响	成熟技术
红外二极管激光仪	地表空气中 CO₂流量	应用范围小	成熟技术
涡度相关微气象	地表空气中 CO₂流量	准确地调查大型区域，费用高，耗时长	成熟技术
土壤气体分析	浅层土壤内 CO₂浓度和通量	准确地调查大型区域所需费用高，耗时长	成熟技术
土壤气体流量	浅层土壤内 CO₂通量	适用于在有限空间进行瞬时测量	成熟技术
地下水和地表水水质分析	水中 CO₂含量及水质变化	需要考虑水流量的变化	成熟技术
InSAR+GNSS	地表变形	适用于地表工程地质条件较稳定的区域	成熟技术
浅层二维地震	CO₂在地表浅层的分布情况	在不平坦地面无法监测，对达到溶解平衡的 CO₂无法监测	成熟技术
三维地震	地层表征与地质结构、CO₂分布等	若流体与溶解的岩石之间阻抗对比小，无法很好成像	成熟技术
VSP	CO₂在井间的运移分布	仅限井间区域及井周区域	成熟技术
微地震	地层的微地震行为，获取裂隙扩展	背景噪声的剥离	成熟技术
电法	监测空隙流体的电阻变化	分辨率和深度范围有待提高	成熟技术
电磁法	CO₂分布运移，监测地下土壤、水、岩石的电导率	金属矿物的影响较大，对 CO₂敏感	成熟技术
电阻层析成像	CO₂运移与反应带运移，监测地下导电性变化	监测CO₂运移还不完善	成熟技术
多参数测井	监测岩性和流体特征，通过伽马、中子、电阻、波速等多种参数演化	监测范围局限在钻井周边	成熟技术
重力监测	监测CO₂垂直运移情况	无法成像溶解的 CO₂，同时精度有限	研发技术
地球化学方法	监测地层内流体组分	一般基于钻井取样技术监测地层内流体组分变化，监测范围有限	成熟技术
井下压力/温度监测	地层内压力与温度变化	更换井下仪表代价较高	成熟技术
环空压力监测	监测套管和油管的泄漏情况	测量时需要暂停注入	成熟技术
深井取样监测	CO₂运移与反应带运移及演化	基于钻孔监测	成熟技术
示踪监测	CO₂运移与地下水运移	需要与深部取样监测同步	成熟技术
注：技术成熟度划分采用三级：成熟技术、研发技术与概念技术。成熟技术是在共性领域内成功商用的技术，在CO₂ 地质封存领域大规模应用，但仍然需要进一步改进与深化；研发技术在共性领域内未成功商用，在CO₂地质封存领域内仍需要大幅度改进才能够大规模应用；概念技术在共性领域未大规模实施，CO₂地质封存领域还未示范。