低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評價規(guī)范

1低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評價規(guī)范本標(biāo)準(zhǔn)包含了低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評價的術(shù)語和定義、CO2地質(zhì)封存場地篩選、蓋層封閉性評價、井筒完整性評價、安全監(jiān)測及評價等內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)適用于低滲致密油田二氧化碳地質(zhì)封存安全評價技術(shù)實(shí)施。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。HJ493水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定HJ494水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)HJ495水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定HJ/T164地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范Q/YCYJJ003二氧化碳驅(qū)油封存環(huán)境與井筒監(jiān)測規(guī)范Q/YCYJJ055低滲油藏CO2驅(qū)油與封存一體化技術(shù)規(guī)范Q/YCYJJ036低滲透油藏液態(tài)CO2驅(qū)油與封存注入操作規(guī)范Q/SY01006二氧化碳驅(qū)注氣井保持井筒完整性推薦作法SY/T5523油田水分析方法SY/T5273油田采出水用緩蝕劑性能評價方法SY/T5346巖石毛管壓力曲線的測定SY/T5/843氣水相對滲透率測定SY/T6940巖樣核磁共振參數(shù)實(shí)驗(yàn)室測定規(guī)范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T/CSES71二氧化碳地質(zhì)利用與封存項(xiàng)目泄漏風(fēng)險評價規(guī)范GB/T50266工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)3術(shù)語和定義3.1低滲致密油田lowpermeabilitytightoilfield儲層滲透率低于50×10-3μm2的油藏。3.2地質(zhì)封存geologicalstorage2通過工程技術(shù)手段將捕集的二氧化碳直接注入至地下深部咸水層、枯竭油氣藏等地質(zhì)構(gòu)造中，實(shí)現(xiàn)其與大氣長期隔絕的過程。[來源：T/CSES71]3.3蓋層封閉性caprocksealingproperty抑制儲層流體向其上方的非滲透性巖層運(yùn)移，并使其免于向上散逸的能力。3.4井筒完整性wellboreintegrity井口、套管、水泥環(huán)等井筒結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)期限內(nèi)完整，地層流體難以沿井筒發(fā)生泄漏。3.5安全監(jiān)測safetymonitoring通過水環(huán)境監(jiān)測、二氧化碳通量與濃度監(jiān)測、地震監(jiān)測等技術(shù)，監(jiān)測儲層、蓋層、井筒中二氧化碳的運(yùn)移，監(jiān)測地表及大氣中二氧化碳濃度、通量的變化，確保在井口和地下發(fā)生泄漏時及時予以識別，保障地下二氧化碳的封存安全。[來源：T/CSES71]3.6緩沖層bufferlayerCO2存儲層到地表之間的地質(zhì)層位。。4場地篩選4.1評價指標(biāo)及權(quán)重根據(jù)地質(zhì)條件穩(wěn)定性、CO2驅(qū)油與封存安全性、CO2注入性、封存潛力、經(jīng)濟(jì)性與社會條件因素，場地篩選指標(biāo)應(yīng)包括地質(zhì)特征、儲蓋特征、地溫特征、社會經(jīng)濟(jì)特征、封存潛力5個方面，具體分為指標(biāo)層、指標(biāo)亞層、指標(biāo)組成三級。采用層次分析法確定評價指標(biāo)體系中各評價指標(biāo)權(quán)重值，具體計(jì)算結(jié)果見表1，指標(biāo)層、指標(biāo)亞層和指標(biāo)組成的打分值參考附錄A。表1二氧化碳驅(qū)油與封存評價指標(biāo)體系及其權(quán)重指標(biāo)層權(quán)重指標(biāo)亞層權(quán)重指標(biāo)組成權(quán)重地質(zhì)特征0.1518一級構(gòu)造單元面積0.0909--地殼穩(wěn)定性0.8182斷裂特征0.1434斷裂封閉性0.5246地震0.2390火山0.0930一級構(gòu)造單元沉積深度0.0909--儲蓋特征0.4513儲層特征0.4545巖性3指標(biāo)層權(quán)重指標(biāo)亞層權(quán)重指標(biāo)組成權(quán)重儲層深度0.2222儲層厚度0.2222孔隙度0.2222滲透率0.2223儲蓋組合0.0910--蓋層特征0.4545巖性0.3333分布連續(xù)性0.3333單層厚度0.1667累計(jì)厚度0.1667地溫特征0.0315地溫梯度0.5000--地?zé)崃髦?.5000--社會經(jīng)濟(jì)特征0.0668距碳源的距離0.2500--勘探程度0.2500--資源潛力0.5000--封存潛力0.2986一級構(gòu)造單元封存潛力0.5000--一級構(gòu)造單元單位面積封存潛力0.5000--4.2評價指標(biāo)計(jì)算方法利用式（123）即可計(jì)算出CO2地質(zhì)封存適宜性綜合得分。Pj=PiAP=PjAjP=PkAk式中：P—評價單元的CO2地質(zhì)封存適宜性綜合得分值；Pi—指標(biāo)組成第i個評價指標(biāo)的打分值；Pj—指標(biāo)亞層第j個評價指標(biāo)的打分值；Pk—指標(biāo)層第k個評價指標(biāo)的打分值；n—指標(biāo)組成的指標(biāo)總數(shù)；m—指標(biāo)亞層的指標(biāo)總數(shù)；s—指標(biāo)層的指標(biāo)總數(shù)；Ai—指標(biāo)組成第i個評價指標(biāo)的權(quán)重值；Aj—指標(biāo)亞層第j個評價指標(biāo)的權(quán)重值；Ak—指標(biāo)層第k個評價指標(biāo)的權(quán)重值。44.3篩選結(jié)果判定采用公式（123）對各個區(qū)域的CO2地質(zhì)封存適宜性進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得到的適宜性綜合得分值越高，表示區(qū)域更適合開展CO2地質(zhì)封存。5蓋層封閉性5.1蓋層宏觀封閉特征a）利用測井資料或三維地震確定區(qū)域蓋層、直接蓋層以及儲層內(nèi)部的隔夾層，描述蓋層分布及厚度。b）繪制蓋層平面分布圖，描述蓋層平面分布特征。5.2蓋層微觀封閉特征a）描述蓋層巖性、粘土礦物含量、孔喉特征。b）測定蓋層巖心的滲透率、排替壓力。c）測定蓋層巖石的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比。5.3蓋層區(qū)域封閉特征計(jì)算區(qū)域蓋層的排替壓力，繪制排替壓力平面分布圖。6井筒完整性6.1注入井要求6.1.1新鉆井鉆完井要求按照標(biāo)準(zhǔn)Q/SY01006—2016第5章執(zhí)行。6.1.2老井選井要求按照標(biāo)準(zhǔn)Q/SY01006—2016第6章執(zhí)行。6.2注采井安全評價6.2.1套管安全評估計(jì)算套管三軸安全系數(shù)，安全系數(shù)應(yīng)大于1.25。6.2.2水泥環(huán)安全評估計(jì)算水泥的剪切安全系數(shù)和徑向開裂安全系數(shù)，安全系數(shù)均應(yīng)大于1.25。6.2.3油管安全評估計(jì)算油管三軸安全系數(shù)，安全系數(shù)應(yīng)大于1.25。7安全監(jiān)測57.1地下監(jiān)測7.1.1儲層監(jiān)測a）監(jiān)測對象為儲層中流體的溫度和壓力。b）監(jiān)測對象為儲層中的CO2。c）監(jiān)測方法采用氣相示蹤法、垂直時移地震（VSP）法。d）氣相示蹤主要監(jiān)測采油井產(chǎn)出示蹤劑濃度，VSP主要監(jiān)測地震波振幅變化。7.1.2蓋層監(jiān)測a）監(jiān)測對象為CO2運(yùn)移過程中蓋層產(chǎn)生的巖石破裂事件。b）監(jiān)測手段包括微地震、U型管取樣、光纖。7.1.3緩沖層監(jiān)測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）、主要離子組成以及δ13C穩(wěn)定同位素。b）取樣和檢測方法參照HJ/T164-2004。7.1.4井筒監(jiān)測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、采油井井口CO2體積分?jǐn)?shù)、采出水鐵離子濃度、腐蝕速率、水泥環(huán)密度。c）CO2含量測定方法分為現(xiàn)場快速檢測和氣相色譜儀檢測，產(chǎn)出水測定按照SY/T5523-2006規(guī)定方法執(zhí)行，腐蝕速率測定按照SY/T5273-2000規(guī)定方法執(zhí)行。7.2地面監(jiān)測7.2.1土壤監(jiān)測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CO2的體積分?jǐn)?shù)以及13C值。c）CO2體積分?jǐn)?shù)采用氣相色譜分析儀檢測，通過式（4）計(jì)算δ13C，判斷CO2是否泄露。δ13C=[(13C/12C)樣品/(13C/12C)標(biāo)準(zhǔn)-1]×1000（4）式中：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δ13C=0.01124。7.2.2地表水監(jiān)測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）取樣和檢測方法參照標(biāo)準(zhǔn)HJ493-2009、HJ494-2009、HJ495-2009、GB3838-2002。7.3地上監(jiān)測a）監(jiān)測對象為地面以上0.5m處大氣中CO2。b）監(jiān)測指標(biāo)包括CO2的體積分?jǐn)?shù)以及13C值。c）CO2體積分?jǐn)?shù)檢測采用氣相色譜分析儀檢測，通過式（4）計(jì)算δ13C，判斷CO2是否泄露。68安全評價安全評價體系包括蓋層中CO2垂直運(yùn)移深度、井筒腐蝕速率、緩沖層中水pH值、Ca2+濃度、土壤氣δ13C和大氣CO2體積分?jǐn)?shù)6個指標(biāo)，通過確定各指標(biāo)的權(quán)重，利用各個指標(biāo)和權(quán)重計(jì)算場地安全指數(shù)并確定場地安全等級，參考附錄B。1（資料性）專家對指標(biāo)層、指標(biāo)亞層和指標(biāo)組成的打分值表2CO2地質(zhì)封存適宜性評價指標(biāo)體系>10000>3500地溫梯度G(℃/100m）>5>85近遠(yuǎn)勘探程度一般大小>50表3CO2地質(zhì)封存地殼穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系好差2表4CO2地質(zhì)封存儲層評價指標(biāo)體系無2500<>35001000≤H<3μm2）表5CO2地質(zhì)封存蓋層評價指標(biāo)體系1（資料性）表6CO2封存安全評價體系/mpH值/%ⅠA1-A0B1-B0D1-D0E1-E0F1-F0ⅡA2-A1B2-B1D2-D1E2-E1F2-F1ⅢA3-A2B